Дисковый затвор
Владельцы патента RU 2770335:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" (RU)
Изобретение относится к арматуростроению, в частности к дисковым затворам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов. Дисковый затвор содержит входной и выходной фланцы, корпус, имеющий седло с уплотнительной поверхностью, вал, установленный в корпусе посредством подшипниковых втулок, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси. На вал установлен диск, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, на диске размещена ламель, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, сальник, крышку сальника, привод. Конструктивными особенностями предлагаемого дискового затвора является то, что на большей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны входного фланца, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону входного фланца, а на меньшей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны выходного фланца, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону выходного фланца. Техническим результатом является предотвращение возникновения кавитационных эффектов в процессе регулирования расхода жидких сред. 4 ил.
Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к дисковым затворам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.
Известен поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом, содержащий корпус, в котором размещено седло с уплотнительной поверхностью, приводного вала установленного в корпусе перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси и поворотный затвор, консольно закрепленный на приводном валу и зафиксированный от проворота шпонками [АС СССР №143023, МПК F16K 1/22, опубл. 1961].
Недостатком данного затвора является возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является затвор дисковый с тройным эксцентриситетом. Затвор состоит из корпуса с входным и выходным фланцами, размещенного внутри корпуса седла с уплотнительной поверхностью, вала, установленного посредством подшипниковых втулок в вышеуказанный корпус, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленного на вал диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, установленной на диск ламели, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, ось которой наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, прижимного кольца, прижимающего ламель к диску при помощи винтов, сальника, крышки сальника, нижней крышки, скобы, установленной на присоединительную площадку корпуса, привода, закрепленного на скобе, величина выступа шпонок из шпоночного паза вала, измеряемая от оси вала до самой удаленной грани шпонки, меньше половины минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок [АС СССР №194385, МПК G01L 25/00, G01B 5/30, опубл. 1967].
Недостатком данного клапана является возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.
Задачей данного изобретения является создание дискового затвора, предотвращающего возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.
Поставленная задача достигается тем, что в дисковом затворе содержащем входной и выходной фланцы, корпус, имеющий седло с уплотнительной поверхностью, вал, установленный в корпусе посредством подшипниковых втулок, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленный на вал диск, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, на диске размещена ламель, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, сальник, крышку сальника, привод,
Отличительными признаками предлагаемого дискового затвора является то, что на большей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны входного фланца, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону входного фланца, а на меньшей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны выходного фланца, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону выходного фланца.
На фиг.1 изображена схема дискового затвора.
На фиг.2 показан вид слева.
На фиг.3 представлен диск с криволинейными стержнями (вид сверху).
На фиг.4 изображен диск со стороны входного фланца (вид А).
Дисковый затвор содержит входной 1 и выходной 2 фланцы, корпус 3, имеющий седло 4 с уплотнительной поверхностью 5, вал 6, установленный в корпусе 1 посредством подшипниковых втулок 7, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси.
На вал 6 установлен диск 8, который зафиксирован на валу 6 от проворота шпонками. На диске 8 размещена ламель 9, внешняя грань которой имеет конусную поверхность. Для уплотнения вала 6 в корпусе 3 установлен сальник 10, снабженный крышкой сальника 11. Поворот вала 6 с диском 8 осуществляется от привода 12.
Для предотвращения возникновения кавитации на большей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны входного фланца 1, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала 6, криволинейные стержни 13, загнутые в сторону входного фланца 1. На меньшей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны выходного фланца 2, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала 6, криволинейные стержни 14, загнутые в сторону выходного фланца 2.
Дисковый затвор работает следующим образом.
В полностью отрытом положении плоскость диска 8 параллельна продольному сечению трубопровода. Жидкость протекает через дисковый затвор, обтекая диск 8 с обеих сторон.
Закрытие дискового затвора осуществляется при помощи привода 12, вращение с которого передается на вал 6 с диском 8. В полностью закрытом положении плоскость диска 8 перпендикулярна потоку. Боковая поверхность диска 8 касается поверхности седла 4. Наличие ламели 9 с конусной поверхностью на внешней грани позволяет обеспечить герметичность дискового затвора в закрытом положении.
В процессе открытия дискового затвора (при повороте диска 8) происходит угловой поворот вала 6 с диском 8, при котором поток проходит через образованные отверстия между диском 8 и седлом 4.
С целью предотвращения кавитации при открытии дискового затвора (когда скорости течения жидкости максимальны, а давление в жидкости может опуститься до давления насыщенного пара, что способствует возникновению кавитации) на большей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны входного фланца 1, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни 13, загнутые в сторону входного фланца 1. Взаимодействуя со стержнями 13 поток разделяется на струи, при этом происходит диссипация энергии потока и снижение градиента давлений, что способствует предотвращению кавитации. Загиб криволинейных стержней 13 в сторону входного фланца 1 позволяет диску 8 поворачиваться между закрытым и открытым положениями дискового затвора, не задевая за седло 4 и другие внутренние элементы дискового затвора. Кроме того, криволинейная форма стержней 13 и 14 позволяет наиболее эффективно разделять поток на отдельные струи на всем протяжении процесса поворота диска 8 при не значительном повышении гидравлического сопротивления в открытом положении.
Для этих же целей на меньшей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны выходного фланца 2, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни 14, загнутые в сторону выходного фланца 2 в сторону, противоположную криволинейным стержням 13).
Расположение криволинейных стержней 13 и 14 на обеих сторонах диска 8 по частям дуг окружностей, получаемых разделением его поверхности валом 6, способствует их равномерному распределению по образованному проходному сечению при открытых положениях дискового затвора, что эффективно предотвращает возникновение кавитации во всем диапазоне углов поворота диска 8.
Предлагаемая конструкция дискового затвора предотвращает возникновение кавитационных эффектов в процессе регулирования расхода жидких сред.
Дисковый затвор, содержащий входной и выходной фланцы, корпус, имеющий седло с уплотнительной поверхностью, вал, установленный в корпусе посредством подшипниковых втулок, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленный на вал диск, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, на диске размещена ламель, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, сальник, крышку сальника, привод, отличающийся тем, что на большей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны входного фланца, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону входного фланца, а на меньшей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны выходного фланца, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону выходного фланца.
