RU2088829C1

RU2088829C1 - Control ball valve

Info

Publication number: RU2088829C1
Application number: RU94019863A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Артемов; Э.И. Симаненков; В.Н. Артемов; А.Л. Пимкин
Original assignee: Тамбовское акционерное общество "Комсомолец"
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: manufacture of fittings, in particular pipeline valving. SUBSTANCE: control ball valve has housing with coaxially positioned inlet and outlet branch pipes. Installed in the housing is ball gate with openings on its opposite sides, which come in contact with perforated discs made of antifriction material, for example of bronze. The discs are rotatably installed in recesses of the branch pipes. Holes with identical diameters on the ball and perforated disks are disposed along concentric circumferences at equal distances from the central holes. The further are the holes from the center, the smaller are their diameters. All the holes are made radial, it means that they are directed toward the center of the ball. EFFECT: improved effectiveness of flow control. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ароматуростроению, в частности к запорной трубопроводной арматуре. The invention relates to aromatherapy, in particular to stop valves.

Известен регулирующий кран типа UORC, который может использоваться для регулирования давления и расхода, а также для работы в режиме редуктора. Такой кран содержит корпус, имеющий соосно расположенные входной и выходной каналы, и установленный в корпусе затвор-шар, в котором выполнен цилиндрический канал, проходящий через его центр. В этом кране вал затвора отклонен на 30^o от вертикали, а на поверхности шара выполнены два паза переменного сечения, расположенные в противоположных направлениях. Начало пазов находится около краев цилиндрического канала. Здесь поперечное сечение пазов максимальное. Центральные линии обоих пазов расположены в плоскости, перпендикулярной оси вала (Казинер Ю.Я. Снижение кавитации в регулирующей арматуре. Обзорная информация. Серия ХМ-10. "Промышленная трубопроводная арматура". М. ЦИНТИхимнефтемаш, 1988, с.12, рис.7).Known control valve type UORC, which can be used to control pressure and flow, as well as to work in gear mode. Such a crane comprises a housing having coaxially located input and output channels, and a shutter-ball mounted in the housing, in which a cylindrical channel is formed passing through its center. In this crane, the shutter shaft is deflected 30 ^o from the vertical, and on the surface of the ball are two grooves of variable cross-section located in opposite directions. The beginning of the grooves is near the edges of the cylindrical channel. Here the cross section of the grooves is maximum. The central lines of both grooves are located in a plane perpendicular to the axis of the shaft (Yu. Y. Kaziner. Reduction of cavitation in control valves. Overview. XM-10 series. "Industrial pipe fittings". M. TsINTIkhimneftemash, 1988, p. 12, Fig. 7 )

Однако такое устройство характеризуется повышенной сложностью в изготовлении и неустойчивой работой при степени открытия, например, менее 7,5% за счет конструктивных особенностей затвора-шара. However, such a device is characterized by increased complexity in manufacturing and unstable operation with an opening degree of, for example, less than 7.5% due to the design features of the ball-gate.

Известен также шаровой регулирующий кран, содержащий корпус, имеющий соосно расположенные входной и выходной каналы, и установленный в корпусе перфорированный затвор-шар, контактирующий с неподвижными перфорированными дисками со сферической вогнутой поверхностью. В таком кране перфораторе в дисках и затворе шары выполнены соосно по концентрическим окружностям с различными условиями прохода (US, патент 5070909, кл. F 16 К 5/10, 1991). Also known is a ball control valve comprising a housing having coaxially located input and output channels, and a perforated shutter-ball mounted in the housing in contact with stationary perforated disks with a spherical concave surface. In such a perforator tap in the disks and shutter, the balls are made coaxially along concentric circles with different passage conditions (US patent 5070909, class F 16 K 5/10, 1991).

Недостатками такого шарового регулирующего крана является нестабильность работы при малых степенях открытия из-за выполнения отверстий в перфорированном диске с одинаковым условным проходом, невозможностью изменения характеристик крана без замены дисков на диски с другой перфорацией и сложность изготовления, связанная с установкой перфорированных пластин внутри шара. The disadvantages of such a ball control valve are the instability of operation at low degrees of opening due to the holes in the perforated disk with the same conditional passage, the inability to change the characteristics of the valve without replacing the disks with disks with other perforations and the manufacturing complexity associated with installing perforated plates inside the ball.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбран шаровой регулирующий кран по патенту США 5070909. Based on a set of common features, a ball control valve according to US patent 5070909 is selected as a prototype.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности при малых степенях открытия крана. The objective of the invention is to simplify the design and increase reliability at low degrees of opening of the crane.

Технический результат достигается тем, что в шаровом регулирующем кране, содержащем корпус с соосно расположенными входным и выходным каналами и установленным в корпусе перфорированным затвором-шаром, контактирующим со сферической поверхностью перфорированных дисков, перфорация в дисках и затворе-шаре выполнена соосно по концентрическим окружностям в виде радиальных отверстий с различными условными проходами, диски установлены в корпусе с возможностью поворота относительно центра и отверстия выполнены увеличивающимися к центру. The technical result is achieved in that in a ball control valve comprising a housing with coaxially located input and output channels and a perforated shutter-ball installed in the housing in contact with the spherical surface of the perforated disks, perforation in the disks and shutter-ball is made coaxially along concentric circles in the form radial holes with various conditional passages, discs are mounted in the housing with the possibility of rotation relative to the center and the holes are made increasing towards the center.

Установка дисков в корпусе с возможностью поворота относительно центра дополнительно обеспечивает более точное регулирование сопротивления крана при малых степенях открытия за счет смещения отверстий дисков относительно отверстий затвора-шара в зависимости от требований потребителя по конкретной позиции технологической схемы и с учетом динамических характеристик исполнительного механизма. Такие устройства позволяют регулировать условный проход крана. Максимальный условный проход достигается при совпадении всех отверстий затвора-шара и перфорированных дисков. Остальные положения при развороте одного или обоих перфорированных дисков соответствуют промежуточным условным проходам. В положении малого открытия большой диссипативный эффект достигается за счет разворота входного перфорированного диска в положение, когда большую часть перепада берет на себя входной дросселирующий каскад, а выходной дросселирующий каскад выполняет коррекцию величины требуемого расхода. The installation of disks in the housing with the possibility of rotation relative to the center additionally provides more accurate control of the crane resistance at small degrees of opening due to the displacement of the holes of the disks relative to the openings of the shutter-ball depending on the consumer's requirements for a specific position of the technological scheme and taking into account the dynamic characteristics of the actuator. Such devices allow you to adjust the conditional passage of the crane. The maximum nominal pass is achieved when all the openings of the shutter-ball and perforated discs coincide. The remaining positions when turning one or both of the perforated discs correspond to intermediate conditional passes. In the position of small opening, a large dissipative effect is achieved by turning the input perforated disk to the position when the input throttling stage takes over most of the differential, and the output throttling stage corrects the required flow rate.

Выполнение перфорации в дисках и затворе-шаре соосно по концентрическим окружностям в виде радиальных отверстий с различными условными проходами обеспечивает более плавное регулирование расхода при малых степенях открытия крана за счет образования двух каскадов дросселирования. Тем самым в два раза уменьшается перепад давлений на каждой ступени дросселирования. Performing perforation in the disks and the shutter-ball coaxially along concentric circles in the form of radial holes with various conditional passages provides smoother flow control at low degrees of tap opening due to the formation of two throttling stages. Thus, the pressure drop at each throttle stage is halved.

На фиг. 1 показан продольный разрез крана, на фиг. 2 вид по стрелке А в положении полного открытия, на фиг.3 то же в положении малого открытия, на фиг.4 -то же, вариант достижения малого открытия разворотом перфорированного диска. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a crane; FIG. 2 is a view along arrow A in the fully open position; in Fig. 3, the same is in the small-open position; in Fig. 4, the same is an option for achieving small openness by turning the perforated disk.

Шаровой регулирующий кран содержит корпус 1, сеющий соосно расположенные входной 2 и выходной 3 патрубки, и установленный в корпусе 1 затвор-шар 4 с отверстиями 5 на его противоположных сторонах, контактирующих с перфорированными дисками 6, выполненными из антифрикционного материала, например из бронзы, и установленными с возможностью их поворота в проточках патрубков 2 и 3. Отверстия 5 с одинаковым диаметром размещены на затворе-шаре 4 и перфорированных дисках 6 по концентрическим окружностям на равных расстояниях от центральных отверстий и по мере удаления от центра, их диаметр уменьшается. Все отверстия выполнены радиальными, т.е. направлены к центру шара. В средней части корпуса 1 имеется прилив, в расточке которого посредством уплотнений установлен шпиндель 7. The ball control valve comprises a housing 1, sowing coaxially located inlet 2 and output 3 nozzles, and a shutter ball 4 mounted in the housing 1 with holes 5 on its opposite sides in contact with perforated discs 6 made of antifriction material, for example, bronze, and installed with the possibility of their rotation in the grooves of the nozzles 2 and 3. Holes 5 with the same diameter are placed on the shutter-ball 4 and perforated disks 6 along concentric circles at equal distances from the central holes and of distance from the center, their diameter decreases. All holes are made radial, i.e. directed toward the center of the ball. In the middle part of the housing 1 there is a tide, in the bore of which, through the seals, the spindle 7 is installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В закрытом положении затвор-шар 4 повернут к перфорированным дискам 6 сторонами, не имеющими перфорацию, и давлением среды прижат к диску, установленному со стороны выходного патрубка 3, запирая его. При работе с максимальным расходом затвор-шар 4 посредством шпинделя 7 поворачивается в корпусе 1 на 90^o, при этом дрооселируемая среда из канала 2 проходит через соосно расположенные отверстия 5 дисков 6 и затвора-шара 4 на выход через патрубок 3.In the closed position, the shutter-ball 4 is turned to the perforated disks 6 by sides that do not have perforation, and is pressed against the disk mounted on the side of the outlet pipe 3 by the pressure of the medium, locking it. When working with maximum flow, the shutter-ball 4 through the spindle 7 rotates in the housing 1 by 90 ^o , while the refractory medium from the channel 2 passes through the coaxially located holes 5 of the disks 6 and the shutter-ball 4 to the outlet through the pipe 3.

При развороте затвора-шара 4 на угол, меньший 90^o, часть отверстий в дисках 6 перекрывается неперфорированной поверхностью затвора-шара. Дросселируемая среда проходит через щели, образующиеся при наложении отверстий затвора шара и перфорированного диска на входе крана и заполняет полость шара и затем через щели на выходе регулирующего крана происходит повторное дросселирование.When the shutter-ball 4 is rotated through an angle less than 90 ^° , part of the holes in the disks 6 are blocked by the non-perforated surface of the shutter-ball. The throttled medium passes through the slots formed when the openings of the ball shutter and the perforated disk are superimposed at the inlet of the valve and fills the cavity of the ball and then re-throttling occurs through the slots at the outlet of the control valve.

Изобретение позволяет упростить конструкцию крана, повысить качество регулирования в различных рабочих режимах. The invention allows to simplify the design of the crane, to improve the quality of regulation in various operating modes.

Claims

1. Ball control valve comprising a housing with coaxially located input and output channels and a perforated shutter-ball installed in the housing in contact with the spherical surface of the perforated discs, the perforation in the disks and the shutter-ball being made coaxially along concentric circles with different conditional passages, characterized the fact that the disks are mounted in the housing with the possibility of rotation relative to its center.

2. The crane according to claim 1, characterized in that the perforation in the disks and the shutter-ball is made in the form of radial holes.