RU2206006C2

RU2206006C2 - Rotary wear-resistant shutter

Info

Publication number: RU2206006C2
Application number: RU2001120743A
Authority: RU
Inventors: И.Н. Карелин; Н.В. Дашунин; А.А. Апостолов; О.А. Жердин; А.И. Трубников
Original assignee: Карелин Игорь Николаевич; Приборостроительный завод
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: fitting manufacture, namely apparatuses for closing pipelines in gas, oil, chemical, power and coal production industry branches. SUBSTANCE: rotary wear-resistant shutter includes housing with flow-through opening and with inlet and outlet branch pipes. Stationary discs of shutoff member are arranged in housing; movable disc is arranged between stationary ones. Along disc circumferences flow-through openings and shutoff portions are uniformly arranged. Discs of shutoff member are made of steel and they have similar round flow-through openings and shutoff portions. Flow-through openings of stationary discs are provided with concentrically arranged ceramic rings. Shutoff portions of movable disc are provided with identical ceramic rings. In center of movable disc there is through opening. Symmetrically relative to said through opening at both sides of disc between flow-through openings and shutoff portions radial grooves are arranged. Said radial grooves have length extending until maximum diameter of tangent line to flow-though openings. Surface area of through opening is no less than total surface area of groove cross sections. EFFECT: enhanced reliability of closing flows of abrasive containing working fluids, lowered cost of making and repairing shutter. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности. The invention relates to the field of valve engineering and can be used in the gas, oil, chemical, energy and coal industries.

Известна конструкция задвижки параллельной поворотной, рабочие поверхности деталей запорного органа которой наплавлены износостойким материалом [см. Задвижка параллельная поворотная. Рекламный материал. Завод АО "Тяжпромарматура". Алексин, 1999]. A known design of the valve parallel to the rotary, the working surfaces of the parts of the shut-off member of which are welded with wear-resistant material [see The valve is parallel rotary. Promotional material. Plant JSC Tyazhpromarmatura. Aleksin, 1999].

Известна конструкция запорного узла шиберной задвижки, на запорной части шибера которой выполнены поперечные абразивоудаляющие канавки [см. патент RU 2002151 С1, кл. F 16 К 3/02]. The known design of the locking node of the gate valve, on the locking part of the gate of which transverse abrasive grooves are made [see patent RU 2002151 C1, cl. F 16 K 3/02].

Недостаток известных конструкций заключается в низкой эксплуатационной стойкости в абразивосодержащих рабочих средах и в сообщении поперечных канавок шибера с полостью корпуса. Вследствие этого повышается вероятность потери герметичности запорного органа, уплотнителных элементов и корпуса за счет абразивной эрозии. A disadvantage of the known designs is the low operational stability in abrasive-containing working environments and in the communication of the transverse grooves of the gate with the cavity of the housing. As a result of this, the likelihood of losing the tightness of the locking member, sealing elements and housing due to abrasive erosion is increased.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является задвижка поворотная, содержащая корпус с проходным отверстием, с входным и выходным патрубками, установленными в нем неподвижными, и расположенным между ними подвижным керамическими дисками запорного органа с одинаковыми треугольными равномерно расположенными по окружности проходными отверстиями и запорными частями [см. Задвижка поворотная. Техническая документация. ГУП "Приборостроительный завод", г. Трехгорный, 2000]. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a rotary valve, comprising a housing with a bore, with inlet and outlet nozzles installed fixed in it, and movable ceramic disks of a locking organ located between them with identical triangular bore holes uniformly arranged around the circumference and locking parts [see Rotary gate valve. Technical documentation. State Unitary Enterprise "Instrument-Making Plant", Trekhgorny, 2000].

Недостаток известной конструкции задвижки поворотной заключается в низкой эксплуатационной стойкости и повышенной трудоемкости изготовления. Цельнокерамические диски разрушаются под воздействием ударных нагрузок и абразивной эрозии механическими примесями рабочей среды. Треугольный профиль проходных отверстий дисков имеет повышенную трудоемкость изготовления. A disadvantage of the known design of the rotary valve is the low operational stability and increased complexity of manufacturing. All-ceramic disks are destroyed under the influence of shock loads and abrasive erosion by mechanical impurities of the working medium. The triangular profile of the through holes of the disks has an increased complexity of manufacturing.

Задачей изобретения является снижение абразивного износа и повышение прочности запорного органа в потоке абразивосодержащей рабочей среды, что приводит к повышению надежности работы задвижки поворотной. The objective of the invention is to reduce abrasive wear and increase the strength of the locking element in the flow of abrasive-containing working medium, which leads to increased reliability of the rotary valve.

Это достигается тем, что в задвижке поворотной износостойкой, содержащей корпус с проходным отверстием, с входным и выходным патрубками, установленными в нем неподвижными, и расположенным между ними подвижным дисками запорного органа с равномерно расположенными по окружности проходными отверстиями и запорными частями, согласно изобретению диски запорного органа выполнены из стали с одинаковыми круглыми проходными отверстиями и запорными частями, причем проходные отверстия неподвижных дисков оснащены концентрично расположенными керамическими кольцами, а запорные части подвижного диска оснащены идентичными керамическими кольцами, в центре подвижного диска имеется сквозное отверстие, от которого симметрично по обе стороны диска между проходными отверстиями и запорными частями расположены радиальные канавки длиной до наибольшего диаметра окружности, касательной к проходным отверстиям, при этом площадь сечения сквозного отверстия не меньше суммарной площади сечений канавок. This is achieved by the fact that in the gate valve is wear-resistant, comprising a housing with a bore, with inlet and outlet nozzles installed stationary in it, and movable locking discs of the locking body located between them with passage openings uniformly located around the circumference and locking parts, according to the invention, locking discs the body is made of steel with the same round bore holes and locking parts, and the bore holes of the fixed disks are equipped with concentric ke rings, and the locking parts of the movable disk are equipped with identical ceramic rings, there is a through hole in the center of the moving disk, from which there are symmetrical radial grooves up to the largest diameter of the circle tangent to the passage holes between the through holes and the locking parts. the cross-sectional area of the through hole is not less than the total cross-sectional area of the grooves.

Сущность изобретения поясняется чертежи, где на фиг.1 изображена задвижка поворотная износостойкая без привода в разрезе (пол. I - взаимное расположение дисков в открытом положении задвижки, пол. II - взаимное расположение дисков в закрытом положении задвижки); на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1 (взаимное расположение подвижного и неподвижного дисков в полуоткрытом положении задвижки); на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.2. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a rotary wear-resistant valve without actuator in the context (field. I - the relative position of the disks in the open position of the valve, floor. II - the relative position of the disks in the closed position of the valve); figure 2 is a view along arrow A in figure 1 (the relative position of the movable and fixed disks in the half-open position of the valve); figure 3 is a section bB of figure 2.

В корпусе 1 с проходным отверстием 2, входным 3 и выходным 4 патрубками установлены неподвижные 5, 6 и расположенный между ними подвижный 7 стальные диски с одинаковыми круглыми проходными отверстиями 8 и запорными частями 9. Проходные отверстия 8 неподвижных дисков 5,6 оснащены концентрично расположенными керамическими кольцами 10, а запорные части 9 подвижного диска 7 оснащены идентичными керамическими кольцами 11. В центре подвижного диска 7 имеется сквозное отверстие 12, от которого симметрично по обе стороны диска 7 между проходными отверстиями 8 и запорными частями 9 расположены радиальные канавки 13. Длина радиальных канавок 13 ограничена наибольшим диаметром D окружности, касательной к проходным отверстиям 8. При этом площадь сечения центрального сквозного отверстия 12 подвижного диска 7 не меньше суммарной площади поперечных сечений радиальных канавок 13, т.е. обеспечивается условие

где S - площадь сечения центрального сквозного отверстия в подвижном диске;
S_k - площадь поперечного сечения радиальной канавки;
n - количество радиальных канавок.In the housing 1 with a through hole 2, an inlet 3 and an outlet 4 nozzles fixed 5, 6 and movable 7 steel disks located between them are installed with the same round through holes 8 and locking parts 9. The through holes 8 of the fixed disks 5.6 are equipped with concentrically arranged ceramic rings 10, and the locking parts 9 of the movable disk 7 are equipped with identical ceramic rings 11. In the center of the movable disk 7 there is a through hole 12, from which symmetrically on both sides of the disk 7 between the passage holes and 8 and locking parts 9 are located radial grooves 13. The length of the radial grooves 13 is limited by the largest diameter D of the circle tangent to the through holes 8. Moreover, the cross-sectional area of the central through hole 12 of the movable disk 7 is not less than the total cross-sectional area of the radial grooves 13, t. e. provided condition

where S is the cross-sectional area of the Central through hole in the movable disk;
S _k is the cross-sectional area of the radial groove;
n is the number of radial grooves.

Задвижка поворотная износостойкая работает следующим образом. The gate rotary wear-resistant works as follows.

В режиме открытия-закрытия задвижки (см. фиг 2) подвижный диск 7 соответственно из положения "закрыто"-"открыто" совершает рабочий поворот на угол между ближайшими проходным отверстием 8 и запорной частью 9. В открытом положении задвижки (см. фиг.1 пол.1) проходные отверстия 8 подвижного диска 7 занимают положение, совпадающее с проходными отверстиями 8 неподвижных дисков 5, 6. В закрытом положении задвижки (см. фиг.1 пол. II) керамические кольца 11 запорных частей 9 подвижного диска 7 занимают положение, совпадающее с положением керамических колец 10 проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6. In the open-close mode of the valve (see Fig. 2), the movable disk 7, respectively, from the "closed" - "open" position makes a working rotation by an angle between the closest passage hole 8 and the locking part 9. In the open position of the valve (see Fig. 1 1) passage holes 8 of the movable disk 7 occupy a position coinciding with the passage holes 8 of the fixed disks 5, 6. In the closed position of the valve (see Fig. 1 half. II) ceramic rings 11 of the locking parts 9 of the movable disk 7 occupy a position coinciding with the position of ceramic rings 10 pr Khodnev holes 8 fixed discs 5, 6.

В процессе рабочего поворота подвижного диска 7 расположенные на нем радиальные канавки 13 попадают в проем проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6. Часть потока перекрываемой рабочей среды из входного патрубка 3 через радиальные канавки 13 на входной стороне подвижного диска 7, центральное сквозное отверстие 12 и радиальные канавки 13 на выходной стороне подвижного диска 7 поступает в выходной патрубок 4 задвижки. Тем самым в момент перекрытия проходных отверстий 8 неподвижных дисков 5, 6, т.е. в момент защемления и ускорения потока абразивосодержащей рабочей среды, радиальные канавки выполняют функцию разгрузки и существенно снижают воздействие потока абразивосодержащей рабочей среды на контактные поверхности керамических колец 11 запорных частей 9 подвижного диска 7. During the working rotation of the movable disk 7, the radial grooves 13 located on it fall into the opening of the through holes 8 of the fixed disks 5, 6. A part of the flow of the blocked working medium from the inlet pipe 3 through the radial grooves 13 on the inlet side of the movable disk 7, the central through hole 12 and radial grooves 13 on the output side of the movable disk 7 enters the outlet pipe 4 of the valve. Thus, at the moment of overlapping the passage holes 8 of the fixed disks 5, 6, i.e. at the time of pinching and accelerating the flow of the abrasive-containing working medium, the radial grooves perform the unloading function and significantly reduce the effect of the flow of the abrasive-containing working medium on the contact surfaces of ceramic rings 11 of the locking parts 9 of the movable disk 7.

Технический результат изобретения состоит в том, что радиальные канавки на подвижном диске задвижки снижают воздействие агрессивного потока рабочей среды непосредственно на контактные поверхности защитных керамических колец запорных частей подвижного диска, тем самым снижая абразивный износ запорного органа. В совокупности с выполнением дисков из стали, обеспечивающей их повышенную прочность, и с исключением попадания агрессивной струи рабочей среды через канавки в стенку корпуса задвижки, поскольку агрессивная рабочая среда перетекает из входного в выходной патрубок по канавкам не через полость корпуса, а через центральное сквозное отверстие в подвижном диске, это обеспечивает повышение надежности поворотной задвижки при эксплуатации в абразивосодержащих рабочих средах. Выполнение круглых проходных отверстий в деталях запорного органа без изменения габаритных и присоединительных размеров задвижки, а также применение керамических колец, являющихся сменными элементами конструкции детали, наряду со снижением трудоемкости изготовления деталей запорного органа обеспечивает улучшение их ремонтопригодности, что существенно повышает эффективность данного изобретения. The technical result of the invention is that the radial grooves on the movable disk of the valve reduce the impact of aggressive flow of the working medium directly on the contact surfaces of the protective ceramic rings of the locking parts of the movable disk, thereby reducing the abrasive wear of the locking element. In conjunction with the implementation of steel discs, which provide their increased strength, and with the exception of the ingress of an aggressive jet of the working medium through the grooves into the wall of the valve body, since the aggressive working medium flows from the inlet to the outlet pipe through the grooves, not through the body cavity, but through the central through hole in a movable disk, this provides an increase in the reliability of the rotary valve during operation in abrasive-containing working environments. The implementation of round bore holes in the parts of the locking element without changing the overall and connecting dimensions of the valve, as well as the use of ceramic rings, which are interchangeable structural elements of the part, along with a decrease in the complexity of manufacturing parts of the locking element, improves their maintainability, which significantly increases the effectiveness of this invention.

Claims

Wear-resistant butterfly valve, comprising a housing with a bore, with inlet and outlet nozzles installed in it fixed and movable locking discs of the locking element located between them with passage openings and locking parts evenly spaced around the circumference, characterized in that the locking discs are made of steel with the same round passage holes and locking parts, and the passage holes of the fixed disks are equipped with concentric ceramic rings, and The orifice of the movable disk is equipped with identical ceramic rings, there is a through hole in the center of the movable disk, from which radial grooves are located symmetrically on both sides of the disk between the through holes and the locking parts, with a length up to the largest diameter of the circle tangent to the through holes, while the cross-sectional area of the through hole not less than the total cross-sectional area of the grooves.