Результат интеллектуальной деятельности: Дисковый прямоточный затвор

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 [Патент РФ N 143023, МПК F16K 1/22, опубл. 1961].

Недостатками данного затвора является возникновение кавитации.

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, отличающийся тем, что 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].

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации.

Задачей данного изобретения является создание дискового прямоточного затвора, позволяющего снизить интенсивность кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.

Поставленная задача достигается тем, предлагается дисковый прямоточный 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,

Отличительными признаками предлагаемого дискового прямоточного затвора является то, что на боковых сторонах диска, расположенных по обе стороны от вала, выполнены сквозные наклонные каналы, связывающие цилиндрическую поверхность диска и его боковые стороны, причем оси каналов лежат в меридиональных плоскостях диска.

На фиг.1 изображена схема дискового прямоточного затвора.

На фиг.2 показан вид слева.

На фиг.3 представлен диск (вид сверху).

На фиг.4 изображен диск со стороны входного фланца (вид А).

Дисковый прямоточный затвор содержит входной 1 и выходной 2 фланцы, корпус 3, имеющий седло 4 с уплотнительной поверхностью 5, вал 6, установленный в корпусе 3 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.

С целью снижения интенсивности кавитации на боковых сторонах диска 8, расположенных по обе стороны от вала 6, выполнены сквозные наклонные каналы 13 и 14, связывающие цилиндрическую поверхность диска 8 и его боковые стороны, причем оси каналов 13 и 14 лежат в меридиональных плоскостях диска 8. Наличие сквозных наклонных каналов 13 и 14 позволяет в начале открытия затвора организовать движение жидкости в виде отдельных струй, что приводит к рассеиванию энергии потока и является эффективным способом борьбы с кавитацией.

Дисковый прямоточный затвор работает следующим образом.

В полностью отрытом положении плоскость диска 8 параллельна продольному сечению трубопровода. Жидкость протекает через дисковый прямоточный затвор, обтекая диск 8 с обеих сторон.

Закрытие дискового прямоточного 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. Каналы 13 и 14 перекрыты со стороны цилиндрической поверхности диска 8 поверхностью седла 4. Наличие ламели 9 с конусной поверхностью на внешней грани позволяет обеспечить герметичность дискового затвора в закрытом положении.

В процессе открытия дискового прямоточного затвора (при повороте диска 8) происходит угловой поворот вала 6 с диском 8, при котором с целью снижения интенсивности кавитации сначала открываются каналы 13 и 14 (это происходит при малых углах поворота диска 8) через которые проходит поток жидкости. Далее происходит открытие основных сечений (между диском и седлом). При этом струи, проходящие через каналы 13 и 14, разбивают поток на отдельные зоны. Такое поэтапное открытие позволяет, эффективно бороться с возникновением кавитации и снизить ее интенсивность.

За счет того, что каналы 13 и 14 связывают цилиндрическую поверхность диска 8 и его боковые стороны удается обеспечить плавный перепад давлений и эффективное дросселирование потока на начальном этапе открытия, когда скорости потока максимальны и вероятность возникновения кавитации очень велика.

Благодаря тому, что каналы 13 и 14 выполнены наклонными, причем оси каналов 13 и 14 лежат в меридиональных плоскостях диска 8, удается обеспечить такое направление течения струй, при котором они направлены к центру потока. Это позволяет организовать зону кавитации на удалении от элементов дискового прямоточного затвора и стенок трубопровода.

Предлагаемая конструкция дискового прямоточного затвора позволяет снизить интенсивность кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.