CC BY
31
технической конференции ФГГГ ИрГТУ, 2006, Вып. 6, С, 170-175.
3. Змановских Э.В, Утилитарные и художественные дизайнерские решения в сложившейся архитектурной среде II Сборник избранных трудов научно-технической конференции ФГГГ ИрГТУ. 2006. Вып. 6. С. 175-179.
4. Змановских Э. В, Цветоведение: учеб. пособие. Иркутск; Изд-во «Беллайн». 2004.152 с.
5. Искусство ансамбля: Худож. предмет. Интерьер. Архитектура. Среда : сб. ст. / НИИ теории и истории изобразит.
искусств Акад. художеств СССР; М. А, Некрасова. М. : Изобразит, искусство, 1988. 462 С.
6. Маклакова Т. Г. Архитектура двадцатого века. М,; Изд-во АС В, 2001. 200 с.
7. Савицкая В.И. Превращения шпалеры. М.: Изд-во "Галарт", 1995. 86 с.
8. Смагин В. Г, Пространство творчества II Альбом-каталог. Иркутск: ООО «Артиздат», 2004.40 с.
УДК 621.646.247
НОВЫЕ СХЕМЫ ШЛАНГОВЫХ КЛАПАНОВ С РУКАВНЫМ ПРИВОДОМ
В.П.Кольцов1, А.Г.Куницын2, А.В.Бухвалов3, Е.С.Попова4
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул, Лермонтова, 83.
Даны характеристики и схемы новых шланговых клапанов, выполненных с использованием эластичных оболочек, которые обладают принципиальной новизной, дешевле и могут иметь заметные эксплуатационные преимущества, исключают необходимость изготовления сложных, дорогостоящих деталей, Ил.6. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: схемы; шланговые клапаны; эластичные оболочки; эксплуатационные преимущества,
NEW CIRCUITS OF HOSE VALVES WITH A HOSE DRIVE V.P. Koltsov, A.G. Kunitsin, A.V. Buhvalov, E.S. Popova
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
Characteristics and circuits of new hose valves performed with the application of elastic shells which are principally new are cheaper and could have noticeable operational advantages and exclude the necessity to produce complex expensive parts.
6 fiourfifi. 5 sources
Key wotds: circuits; hose valves; elastic Shells; operational advantages.
Современные щланговые клапаны представляют собой класс устройств, предназначенных для перекрытия или регулирования потока жидкого или газообразного продукта в трубопроводных системах, Чаще всего это сравнительно несложные механические устройства с механическим, электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом. Привод клапанов может быть с автоматизированной или дистанционной
системой управления,
В последние десятилетия при разработке новых схем разработчики трубопроводной арматуры всё большее внимание уделяют использованию эластичных материалов и оболочек взамен традиционно жёстких элементов конструкций [1-5].
К настоящему времени создан значительный банк вариантов таких конструкций: клапанов, запорных и
Кольцов Владимир Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры оборудования и автоматизации машиностроения, декан факультета Т и КМ, тел.: (3952)405-150, e-mail; kolcov@istu,edu
Koltsov Vladimir Petrovich, a doctor of technical sciences, a professor of the Chair of Equipment and Automation of Mechanical Engineering, a dean of the faculty of Technology and Computerization of Mechanical Engineering, Tel.: (3952)405-150, e-mail; [email protected]
Куницын Александр Геннадьевич, инженер, старший преподаватель кафедры сопротивления материалов, директор технического колледжа ИрГТУ, тел,; (3952)405-670, e-mail; [email protected]
Kunitsin Alexander Gennadjevich, an engineer, a senior lecturer of the Chair of Strength of Materials, a director of the Technical College ot Irkutsk state Technical university, Tel.; (3952)405-670, e-mail: [email protected]
Бухвалов Александр Викторович, аспирант, инженер кафедры оборудования и автоматизации машиностроения, тел.: 89501141414, e-mail: [email protected]
Buhvalov Alexander Victorovieh, an engineer, a postgraduate of the Chair of Equipment and Automation of Mechanical Engineering, nel.: 89501141414, e-mail: [email protected]
Попова Елизавета Сергеевна, старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации машиностроения, тел.: 405-151, e-mail; [email protected]
Popova Elizaveta Sergeevna, a senior lecturer of the Chair of Equipment and Automation of Mechanical Engineering, Tel.: (3952)405-151, e-mail: [email protected]
других устройств трубопроводной арматуры, Анализ информации по применению эластичных оболочечных материалов в трубопроводной арматуре показал, что новые изделия зачастую обладают принципиальной новизной, дешевле и могут иметь заметные эксплуатационные преимущества.
Функции запорного и силового органа в устройствах, выполненных с использованием эластичных оболочек, зачастую могут быть совмещены. Их приводы могут работать от внешних источников энергии или использовать энергию и давление транспортируемого продукта. Ниже приведены схемы ряда конструкций таких шланговых клапанов,
Предлагаемые варианты схем могут быть использованы для регулирования расхода и давления, выступать в роли отсечных или обратных клапанов, а также перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.
Например, шланговые клапаны [3] конструктивно представлены цилиндрическим корпусом 1 (рис. 1,2), в котором установлен с заделкой по концам на всю дли= ну корпуса 1 проходной шланг 2. Запорный орган в виде глухого пережимного шланга 3 с большим диаметром, чем шланг 2 установлен под углом к оси корпуса 1 в расширении корпуса. При этом жесткость шланга 3 превышает жёсткость шланга 2. Вход 4 шлангового клапана соединён патрубком 5 через трёхходовой кран 6 с шлангом 3, а выход 7 шлангового клапана соединён патрубком 8 через кран б с тем же пережимным шлангом 3. В патрубке 8 установлен регулируемый обратный клапан 9,
На рис, 1 показан клапан в открытом положении, поэтому рабочая среда может проходить через него беспрепятственно. Закрытие клапана производится с помощью крана 6, который подключает глухой шланг 3 к входу клапана 4. Жидкость от входа 4 через патрубок 5 и кран б поступает в полость шланга 3,
При выравнивании давления в полостях шлангов 2 и 3 шланг 3 расправляется и пережимает шланг 2. Рабочий проход клапана перекрывается (рис, 2). На выходе клапана 7 и примыкающем к нему трубопроводе падает давление. Открытие клапана производится краном 6, который полость шланга 3 с помощью патрубка 8 подключает к выходу клапана 7, т.е. к пустой трубе (или с более низким давлением). Жидкость под давлением шланга 2 выливается из шланга 3 в пустой трубопровод, открывая проходное сечение. Для исключения самопроизвольного закрытия проходного сечения при выравнивании давления на входе и выходе шлангового клапана в патрубке 8 установлен обратный клапан 9,
На рис. 3, 4 показан клапан с проходным шлангом 2 и пережимным шлангом 3, установленным вдоль оси клапана в корпусе 1. Конструктивно он напоминает клапан, показанный на рис. 1 и 2. В корпусе 1 установлен с заделкой по концам на всю длину корпуса проходной шланг 2. Запорный орган в виде шланга 3 выполнен глухим и, в отличие от первого, установлен вдоль оси корпуса 1. Жесткость шланга 3 превышает жёсткость шланга 2, Вход клапана 4 соединён патрубком 5 через кран б с шлангом 3, а выход клапана 7 соединён патрубком 8 через кран б с тем же шлангом 3, В патрубке 8 установлен обратный клапан 9, Работа
Рис. 2. Клапан в закрытом состоянии
Рис, 1. Клапан в
открытом состоянии
6
этого устройства не отличается от работы показанного выше клапана и происходит следующим образом.
На рис. 3 клапан показан в открытом состоянии, поэтому рабочая среда проходит беспрепятственно через него. Закрытие клапана производится краном 6, который подключает глухой шланг 3 к входу клапана 4. Жидкость от входа 4 через патрубок 5 и кран б подаётся в полость шланга 3. При выравнивании давления в полостях шлангов 2 и 3 шланг 3 расправляется и пережимает шланг 2. Рабочий проход клапана перекрыт (рис. 4). На выходе клапана 7 и примыкающем к нему трубопроводе падает давление. Открытие клапана производится краном 6, который полость шланга 3 с помощью патрубка 8 подключает к выходу клапана 7, т.е. к пустой трубе. Жидкость под давлением шланга 2 выливается из шланга 3 в пустой трубопровод, открывая проходное сечение. Для исключения самопроизвольного закрытия проходного сечения при выравнивании давления на входе и выходе шлангового клапана в патрубке 8 установлен обратный клапан 9,
На рис. 5 показана конструкция шлангового клапана с двумя пережимными шлангами, расположенными по обе стороны от проходного. На левой проекции клапан показан в открытом положении, а на правой - в закрытом, Конструктивно он также напоминает клапан, показанный на рис. 1 и 2. В корпусе 1 установлен с заделкой по концам на всю длину корпуса проходной шланг 2. Запорный орган представлен в виде двух шлангов 3, выполненных глухими и, в отличие от предыдущего клапана, размещённых по обе стороны от проходного шланга корпуса 1. Жесткость шлангов 3
превышает жёсткость шланга 2. Вход клапана 4 соединён патрубком 5 через кран 6 с шлангами 3, а выход клапана 7 соединён патрубком 8 через кран б с теми же шлангами 3. В патрубке 8 установлен обратный клапан 9. Патрубок 10 соединяет пережимные шланги 3.
Шланговый клапан работает следующим образом. На рис. 5 слева клапан показан в открытом положении. Закрытие клапана производится краном 6, который подключает глухие шланги 3 к входу клапана 4. Жидкость от входа клапана 4 через патрубок 5 и кран 6 подаётся в полость шлангов 3. При выравнивании давления в полостях шлангов 2 и 3 шланги 3 заполняются и пережимают шланг 2. Рабочий проход клапана перекрывается (рис. 5. правая часть), На выходе клапана 7 и примыкающем к нему трубопроводе падает давление. Открытие клапана производится краном б, который полости шлангов 3 с помощью патрубка 8 подключает к выходу клапана 7, т.е. к пустой трубе.
Жидкость под давлением шланга 2 выливается из шлангов 3 в пустой трубопровод, открывая проходное сечение. Для исключения самопроизвольного закрьн тия проходного сечения при выравнивании давления на входе и выходе шлангового клапана в патруЬке 8 также установлен обратный клапан 9, Патрубок 10 обеспечивает одинаковое давление в шлангах 3.
На рис.6 показан клапан с изогнутым корпусом и проходным шлангом в открытом и закрытом состояниях. Перегиб корпуса позволяет перекрывать рабочее сечение клапана без растяжения проходного шланга, поскольку он может опускаться без расгяже-
? 5
6
2
7 8 9 7
8 3
2
Рис.З.Клапан в открытом состоянии
Рис. 4. Клапан в закрытом состоянии
и 3 шланг 3 расправляется и пережимает шланг 2. Рабочий проход клапана перекрывается (правая часть рис. 6). На выходе клапана 7 и примыкающем к нему трубопроводе падает давление. Открытие клапана производится краном 6, который с помощью патрубка 8 подключает полость шланга 3 к выходу клапана 7, т. е. к пустой трубе. Жидкость под давлением шланга 2 выливается из шланга 3 в пустой трубопровод, открывая проходное сечение, Для исключения самопроизвольного закрытия проходного сечения при выравнивании давления на входе и выходе шлангового клапана в патрубке 8 установлен обратный регулируемый клапан 9, Возможность регулировки клапана 9 позволяет изменять перепад давления между входом и выходом шлангового клапана, что, в свою очередь, обеспечивает возможность управления расходом среды, проходящей через шланговый клапан,
На рис, 1-6 показаны варианты использования предлагаемого шлангового клапана в качестве запорного устройства,
В зависимости от метода и системы управления показанные шланговые клапаны могут играть роль запорного или регулирующего органа или выполнять
5 10 6 3 8
Рис. 5. Клапан с двумя пережимными рукавами
5 6 5 6
Рис. 6. Клапан с криволинейным корпусом
ния от верхней точки перегиба до противоположной стороны шланга, перекрывая проходное сечение. Конструктивно клапан представляет следующее.
В криволинейном корпусе 1 (рис. 6) установлен с заделкой по концам на всю длину корпуса проходной шланг 2. Запорный Орган в виде глухого пережимного шланга 3 с большим диаметром, чем шланг 1 установлен под углом к продольной оси корпуса 1 в расширении корпуса, Жесткость шланга 3 превышает жёсткость шланга 2, Вход 4 шлангового клапана соединён патрубком 5 через трёхходовой кран б с шлангом 3, а выход 7 шлангового клапана соединён патрубком 8 через кран 6 с тем же пережимным шлангом 3. В патрубке 8 установлен регулируемый по усилию поджатия обратный клапан 9. Шланговый клапан работает следующим образом.
На рис.6 слева показан клапан в открытом положении, поэтому рабочая среда может проходить беспрепятственно через клапан. Закрытие клапана производится с помощью крана 6, который подключает глухой шланг 3 к входу клапана 4, Жидкость от входа 4 через патрубок 5 и кран 6 подаётся в полость шланга 3. При выравнивании давления в полостях шлангов 2
роль отсечных или обратных клапанов, перекрывая трубопровод при образовании чрезмерно большого потока или перемене его направления.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет использовать энергию и давление транспортируемого продукта для переключения клапана, исключая использование каких-либо механических систем и необходимость изготовления сложных, дорогостоящих деталей, что повышает надёжность, уменьшает металлоёмкость и габариты, облегчает использование устройства в трубопроводах больших диаметров, облегчает и упрощает его обслуживание и эксплуатацию.
Несмотря на весьма внушительное число разработанных в последнее время подобных устройств как в России, так и за рубежом, сегодня на практике широко используются лишь те устройства, которые были созданы и хорошо освоены в первой половине предыдущего века. Основные причины такого положения, по нашему мнению, коренятся в существующей нормативной базе, жестко регламентирующей использование трубопроводной арматуры; в устоявшейся систе= ме диагностического, сервисного и ремонтно-технического обслуживания запорно-регулирующей арматуры, а также в условиях, сложившихся на мировом рынке арматуростроения, Принципы же, на основе которых построены приведенные выше схемы, ба-
зируются на законах механики, гидравлики, гидродинамики и т.д. Новые конструкции, использующие эластичные материалы и оболочки, перспективны и обладают очевидными преимуществами в силу своей технологичности при изготовлении, более широкого диапазона эксплуатационных свойств и более низкой стоимостью.
Библиографический список
1. Кольцов В.П,, Чупин В.Р. Торовые технологии в трубопроводной арматуре II Торовые технологии; мат-лы докладов Международной научно-практической конференции. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. С. 88-91.
2. Кольцов В.П,, Куницын А.Г, Эластичные оболочки в трубопроводной арматуре// Торвые технологии: мат-лы докл. 3-ой Международной НПК. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. С. 90-97
3. Патент РФ № 2299373 МКИ3 кл. П6К 7/07, 27/00. Шланговый клапан (варианты) / Кольцов В.П., Евстафьев С.Н., Майзель И.Г., Чупин В.Р. Опубл. 20.05.2007. Бюл. № 14 С. 14.
4. Патент РФ № 2309318 МКИ3 кл. Р16К 7/07, 31/365. Шланговый клапан / Кольцов В.П., Куницын А.Г, Опубл. 20.05.2007. Бюл. № 14 С. 14. Кольцов В.П, Куницын А.Г.
5. Патент РФ № 2299374 МКИ3 кл. П6К 7/07, 27/00 . Шланговый клапан I Кольцов В,П, Рукавишников М,в. Опубл, 20,05,2007. Бюл. № 14 С, 6,
