CS247872B1

CS247872B1 - Device for fittings' seats gasket

Info

Publication number: CS247872B1
Application number: CS685983A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Letocha; Rudolf Tesarik; Josef Krcmar
Original assignee: Zdenek Letocha; Rudolf Tesarik; Josef Krcmar
Priority date: 1983-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Rašeni spadá do oboru armatur a řeší problém těsnění sedel jednak vůči uzavíracímu orgánu a jednak vůči tělesu armatury. Podstatou řešení je, že mezi sedly s tělesem armatury jsou vloženy pružné kroužky, které jsou částečně uloženy v drážkách (7) vytvořených v čelní stěně (6) válcových vybráni (2) tělesa (1), přičemž je vnější průměr (71) drážek (7) menši než je obvodový průměr (31) sedel (3) a průměr (d) těsnících kroužků (8) je větší než hloubka (h) drážek (7).The sprinkler falls into the branch of valves and solves the problem of sealing the seat both against and the body fittings. The essence of the solution is that between seats with valve body are inserted elastic rings that are partially stored in the grooves (7) formed in the front a wall (6) of the cylindrical recess (2) of the body (1), wherein the outer diameter (71) of the grooves (7) less than the circumferential diameter (31) seats (3) and seal diameter (d) rings (8) is greater than depth (h) grooves (7).

Description

Vynález se týká zařízení pro těsnění sedel armatur, zejména kulových kohoutů, jejichž uzávěr je plovoucí nebo vedená koule.The invention relates to a device for sealing valve seats, in particular ball valves, whose closure is a floating or guided ball.

V řadě zařízení, jako například v chemickém a vodárenském průmyslu a v energetice, se používá kulových kohoutů ve funkci uzavíracích orgánů. Požaduje se proto od nich vysoká těsnost. Uzavíracím orgánem je koule, na kterou jsou přitláčeny ze strany vtoku i výtoku sedla. Těsnost musí být zajištěna jednak mezi sedly a uzavíracím orgánem a jednak mezi sedly a tělesem kohoutu.Ball valves are used as shut-off devices in a number of installations, such as the chemical, water and power industries. High tightness is therefore required. The shut-off body is a ball on which it is pressed from the inlet and outlet of the saddle. Tightness must be ensured on the one hand between the seats and the closing member and on the other hand between the seats and the valve body.

Dosud se této těsnosti u známých řešení dosahuje například dotlačováním sedel vyrobených z pružného materiálu pomocí Šroubu uloženého v přírubové části tělesa armatury nebo dotlačováním sedel pomocí pneumatického, případně hydraulického tlaku. Nevýhodou těchto řešení je složitost zařízení, čímž se současně zvyšuje pracnost výroby a výrobní náklady. Pro svou složitost bývají zdrojem častých poruch a netěsností, zejména při použití v agresivním a znečištěném prostředí, kde znečištěné prostory, v nichž se sedla posouvají, snižují spolehlivost armatury. Jinou nevýhodou těchto způsobů dotlačování sedel je, že způsobují maximální přítlak sedel, což ztěžuje manipulaci při ovládání armatury a snižuje životnost samotných sedel.To date, this tightness has been achieved in known solutions, for example, by squeezing the seats made of a resilient material by means of a screw mounted in the flange part of the valve body or by squeezing the seats by means of pneumatic or hydraulic pressure. The disadvantage of these solutions is the complexity of the equipment, which at the same time increases manufacturing effort and production costs. Because of their complexity, they are often a source of frequent failures and leaks, especially when used in an aggressive and polluted environment where contaminated areas in which the saddles move reduce the reliability of the valve. Another disadvantage of these methods of squeezing the seats is that they cause maximum seat pressure, which makes handling of the valve difficult and reduces the service life of the seats themselves.

Jiným známým řešením je dotlačování sedel pomocí dodatečného stlačování jednotlivých polovin tělesa kohoutu šrouby z vnějšku armatury. Nevýhodou tohoto řešení je malý seřizovači rozsah a v pří pádě armatury zabudované v potrubí neumožňuje toto řešení dotahování vůbec. 'Another known solution is to squeeze the seats by additionally compressing the individual halves of the valve body with screws from the outside of the fitting. The disadvantage of this solution is the small adjustment range and, in the case of a pipe fitting incorporated in the pipeline, this solution does not allow tightening at all. '

Déle je známé řešení dotlačování sedel pomocí talířových pružin nebo vinutých pružin. Jejich nevýhodou je, že jsou velmi citlivé na správné zušlechtění a nastaveni předpětí je zdlouhavé a pracné. Nevhodné je jejich použití pro agresivní prostředí, které je u armatury téměř vždy.It has also been known to squeeze seats using disc springs or coil springs. Their disadvantage is that they are very sensitive to proper processing and the preload adjustment is lengthy and laborious. Their use is not suitable for an aggressive environment, which is almost always in the valve.

Je rovněž známé řešení kulového kohoutu, kde dotlačení pod* dajných sedel k povrohu kulového uzávěru je provedeno pomocí axiálně posuvně opěry, která je svým vnějším závitem zašroubovaná do závitového otvoru trubkového tělesa kohoutu tak, že svou přední radiální plochou tlačí na okraj vnější plochy poddajného sedla, přičemž na opačné straně kulového uzávěru je vnější plocha sedla opřena o pevný nákružek tělesa. Přitom jsou vnější plochy sedél směrem do průtočné části kohoutu zešikmeny. Spára mezi tělesemIt is also known to provide a ball valve for pressing the sub-seats to the surface of the ball valve by means of an axially displaceable support which by its external thread is screwed into the threaded bore of the tubular body of the valve. wherein, on the opposite side of the ball closure, the outer surface of the seat is supported on a fixed collar of the body. In this case, the outer surfaces are inclined towards the flow part of the tap. Joint between body

- 2 armatury a sedlem a závitová spára mezi tělesem a posuvnou operou je utěsněna těsnícím kroužkem z deformovatelného materiálu, jehož vnější průměr je větší, než je vnější průměr sedel. Tento těsnící kroužek je částečně uložen v obvodovém vybrání posuvné opě^y, jelikož je jeho axiální šířka větší, než je hloubka obvodového vybrání v posuvné opeře. Současně je i radiální rozměr těsnícího kroužku větší než závitový otvor tělesa a přečnívající radiální část těsnícího kroužku je umístěna ve vnitřní kruhové drážce průtočného kanálu tělesa, vytvořené na konci závitového otvoru tělesa. Radiální šířkou těsnícího kroužku je překryta jednak závitová spára mezi tělesem armatury a posuvnou operou a jednak spára mezi tělesem armatury a sedlem kulového uzávěru. Stejné provedení může být i na opačné straně kulového uzávěru.- 2 fittings and seat and the threaded gap between the body and the slide support is sealed by a sealing ring of deformable material whose outer diameter is greater than the outer diameter of the seats. This sealing ring is partially seated in the circumferential recess of the sliding support because its axial width is greater than the depth of the circumferential recess in the sliding support. At the same time, the radial dimension of the sealing ring is greater than the threaded bore of the body and the projecting radial portion of the sealing ring is located in the inner circular groove of the body flow channel formed at the end of the threaded bore of the body. The radial width of the sealing ring covers the threaded joint between the valve body and the slide support and the joint between the valve body and the ball valve seat. The same design can also be on the opposite side of the ball closure.

Nevýhodou tohoto provedení je, že ve smontovaném stavu kulového kohoutu, kdy je přední radiální plocha posuvné opěry opřena o vnější plochu sedla, je těsnící kroužek sevřen mezi vnější plochou sedla, radiální stěnou vnitřní kruhové drážky tělesa a čelní stěnu vybrání posuvné opěry. Tím je těsnící kroužek silně namáhán »The disadvantage of this embodiment is that in the assembled state of the ball valve, when the front radial surface of the sliding support is supported against the outer surface of the seat, the sealing ring is clamped between the outer surface of the seat, the radial wall of the inner circular groove of the body and the front wall of the sliding support. As a result, the sealing ring is heavily stressed »

na střih, což je z provozního hlediska nebezpečné a snižuje provozní spolehlivost armatury. Další nevýhodou je, že přítlačná síla na sedla je jednorázově nastavena při montáži ventilu posuvnou opěrou a nemůže se během provozu měnit, což znamená nastavení mai ximálního přítlaku sedel, ztěžující manipulaci při ovládání armatury Navíc je toto zařízení výrobně nákladné pro svou složitou konstrukci.This is dangerous from the operational point of view and reduces the operational reliability of the valve. A further disadvantage is that the seating force on the seats is adjusted once by the sliding support when the valve is mounted and cannot change during operation, which means adjusting the maximum seating pressure, making it difficult to operate the valve. In addition, this device is expensive to manufacture due to its complex construction.

Uvedené nevýhody řeší v podstatě vynález, kterým je zařízení pro těsnění sedel armatur, zejména kulových kohoutů, jejichž uzávěr je plovoucí nebo vedená koule, tvořené pružnými kroužky uloženými mezi sedly a tělesem armatury, opřenými o zešikmenou zadní plochu sedel, která jsou posuvně uložena ve válcových vybráních tělesa armatury, a jeho podstata spočívá v tom, že pružné kroužky jsou částečně uloženy v drážkách vytvořených v Čelní stěně válcových vybrání tělesa, přičemž je vnější průměr drážek menší, než je obvodový průměr sedel.The above-mentioned disadvantages are essentially solved by the invention, which is a device for sealing valve seats, in particular ball valves whose closure is a floating or guided ball, consisting of flexible rings mounted between seats and valve body supported on inclined rear surface of seats. The elastic rings are partially supported in grooves formed in the face wall of the cylindrical body recesses, the outer diameter of the grooves being smaller than the circumferential diameter of the seats.

Další podstatou vynálezu je, že průměr těsnících kroužků je větší než hloubka drážek.It is a further object of the invention that the diameter of the sealing rings is greater than the depth of the grooves.

Konečně je podstatou vynálezu, že čelní stěna válcových vybrání je pod drážkou opatřena zešikmenou plochou.Finally, it is an object of the invention that the end wall of the cylindrical recesses is provided with a sloping surface under the groove.

' 247872'247872

- 3 Vyšší účinek řešení podle vynálezu oproti dosud užívaným způsobům těsnění uzavíracího orgánu kulového kohoutu spočívá ve zjednodušené konstrukci, kde optimální pružné přitlá&Mfci'se</e2~ k povrchu uzavíracího orgánu i utěsnění spáry mezi tělesem a sedly’ zajišíují pouze těsnicí pružné kroužky, opírající se o vnější plochu sedel, a jsou částečně uložené v kruhové drážce zhotovené v čelní stěně válcových vybrání tělesa armatury, přičemž jsou tyto pružné kroužky za provozu namáhány pouze tlakem. Dále je výhodné, že jejich stlačování za provozu je měnitelné v rozsahu hodnoty X, dané velikostí přečnívající kruhové úseče pružných kroužků ve smontovaném stavu armatury, umožňující samočinné vyrovnávání tlakových rozdílů, vznikajících na kulovém uzávěru během provozu. 0 tuto hodnotu se může kulový uzávěr včetně sedel posouvat v obou axiálních směrech při dodržení dokonalá těsnosti armatury, tj. těsnosti mezi uzávěrem a sedly a zároveň mezi sedly a tělesem armatury. Toto měnitelné stlačování těsnících kroužků během provozu umožňuje snížit ovládací momenty a usnadňuje manipulaci s uzávěrem, k čemuž napomáhá i zešikmená čelní plocha válcových vybrání pod pružnými kroužky, umožňující větší prohnutí a deformaci sedel při maximálních tlacích. Toto řešení vykazuje spolehlivou těsnost i při nejnižších tlacích a spolehlivou funkci i při provozu v agresivním prostředí.The higher effect of the solution according to the invention compared to the methods of sealing the ball valve closing member used hitherto lies in a simplified construction, where only the elastic sealing rings supporting the sealing member between the body and the seats provide the optimal resilient contact. and are partly embedded in an annular groove formed in the end wall of the cylindrical recesses of the valve body, the elastic rings being only stressed during operation. Furthermore, it is advantageous that their compression during operation is variable within the range of the X value given by the size of the protruding circular segments of the elastic rings in the assembled state of the fitting, allowing self-balancing pressure differences arising on the ball valve during operation. With this value, the ball valve, including the seats, can be moved in both axial directions while maintaining the perfect tightness of the valve, i.e. the tightness between the valve and the seats as well as between the seats and the valve body. This variable compression of the sealing rings during operation makes it possible to reduce the actuating torques and facilitates the operation of the closure, assisted by the inclined front face of the cylindrical recesses below the elastic rings, allowing greater bending and deformation of the seats at maximum pressures. This solution provides reliable tightness even at the lowest pressures and reliable function even in operation in aggressive environment.

Příklad provědení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez kulovým kohoutem s uplatněným vynálezem, na obr. 2 je částečný řez kulovým kohoutem v místě těsnícího uzlu kulového uzávěru při minimálním stlačení pružného kroužku, obr. 3 představuje těsnící uzel kulového uzávěru při maximálním stlačení pružného kroužku.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a longitudinal section of the ball valve of the present invention; Fig. 2 is a partial section of the ball valve at the sealing node of the ball valve; sealing node of the ball valve with maximum compression of the elastic ring.

Podle vynálezu je v tělese 1 a v přírubové Části 11 tělesa i kulového kohoutu vytvořeno váloové vybrání 2, ve kterém jsou posuvně uložena po obou stranáoh kulového uzávěru 2 sedla 2» vyrobená z plastických materiálů, opatřená vnitřní úkosovou plochou £. Touto úkosovou plochou £ jsou sedla 2 opřena o povrch kulového uzávěru 2· V čelní stěně 6 válcových vybrání 2 je zhotovena kruhová drážka 2, soustředná s průtočným průřezem kohoutu, jejíž vnější průměr 71 je menší než obvodový průměr 31 sedel 2· V kruhových drážkách 2 je částečně uložen pružný kroužek 8, jehož průměr £ je větší než hloubka h drážky 2» takže pružný kroužek 8 axiálně přečnívá hloubku h drážky 2 ⁰ hodnotu X axiálního posuvuAccording to the invention, a valve recess 2 is formed in the body 1 and in the flange part 11 of the body 1 of the ball valve, in which they are displaceably mounted on both sides of the ball closure 2 of the seat 2 made of plastic materials. By means of this bevel surface, the seats 2 are supported on the surface of the ball closure 2. In the end wall 6 of the cylindrical recesses 2, a circular groove 2 is provided concentric to the flow cross section of the tap. partially accommodating the elastic ring 8, the diameter of which £ is greater than the depth h of the groove 2 »so that the elastic ring 8 extends axially of the groove depth h 2 ⁰ value of the axial displacement X

- 4 sedel J, danou velikostí přečnívající kruhové úseče χ příčného řezu pružného kroužku X· Přečnívající kruhová úseč X pružných kroužků 8 je opřena o vnější plochu 10 sedel χ, která je směrem do průtočné části armatury zešikmena. Na čelní stěně 6 válcových vybrání 2 tělesa X je pod drážkou X vytvořena zešikmená plocha 12.• The protruding circular section X of the elastic rings 8 is supported on the outer surface 10 of the saddles χ, which is skewed towards the flow part of the fitting. On the end wall 6 of the cylindrical recesses 2 of the body X, a sloped surface 12 is formed below the groove X.

Při montáži kulového kohoutu se nastaví poloha sedel χ tak, aby se zadní plocha 10 sedel X opírala o přečnívající kruhové úseče χ pružných kroužků 8, to znamená, že pružné kroužky 8 budou mírně deformovány, a aby úkosová plocha £ sedel X přiléhala k povrchu kulového uzávěru X· Tím je zaručena těsnost sedel χ vůči kulovému uzávěru χ a těsnost sedel X vůči tělesu χ kohoutu v otevřené poloze kulového uzávěru X, obr. 1. Při zvýšení tlaku na kulový uzávěr X, ke kterému dochází například při uzavírání armatury, dochází k axiálnímu posuvu uzávěru X a sedel χ ve válcových vybráních g tělesa X ve směru působení tlaku. Vlivem tohoto posuvu je pružný kroužek 8 za kulovým uzávěrem χ ve směru působení tlaku dosedajícím sedlem χ zatlačován a deformován do drážky X, přičemž pružný kroužek 8 na opačné straně kulového, uzávěru X vlivéra počátečního montážního předpětí tlačí na přiléhají! sedlo. K maximálnímu stlačení pružného kroužku 8 dojde při působení tlaku na uzavřený kulový uzávěr X, kdy se sedla χ s kulovým uzávěrem X posunou o hodnotu V axiálního posuvu ve směru působení tlaku a kdy zadní plocha 10 sedla X na straně za kulovým uzávěrem X ve směru působení tlaku dosedne na čelní stěnu X válcového vybrání 2, obr. 3. Přitom na protilehlé straně kulového uzávěru X bude pružný kroužek 8 stlačen přiléhajícím sedlem X minimálně' obr. 2, to je tak, aby vlivem počátečního montážního předpětí pružného kroužku 8* byla stále zajištěna těsnost sedel χ jak vůči kulovému uzávěru χ, tak také vůči tělesu X i v této krajní poloze uzávěru X_/tj. při jeho uzavření. Pro usnadnění manipulace š kulovým uzávěrem X při maximálních tlacích, t^.’ při jeho uzavření a zajištění těsnosti, slouží zešikmená plocha 12 na čelní stěně 6 válcových vybrání 2, pod kružným kroužkem 8, které přispívá v této krajní poloze k většímu prohnutí sedel X·When mounting the ball valve, the position of the seats χ is adjusted so that the rear surface 10 of the seats X rests on the protruding circular segments χ of the elastic rings 8, i.e. the elastic rings 8 will be slightly deformed and the bevel surface 8 of the seats X abuts This ensures the tightness of the seats χ to the ball valve χ and the tightness of the seats X to the valve body χ in the open position of the ball valve X, Fig. 1. When the pressure on the ball valve X increases, for example the axial displacement of the closure X and the seats χ in the cylindrical recesses g of the body X in the direction of pressure application. As a result of this displacement, the spring ring 8 behind the ball closure χ is pushed and deformed into the groove X in the direction of application of the abutting seat χ, and the spring ring 8 on the opposite side of the ball closure X of the initial mounting preload presses the adjacent. seat. The maximum compression of the elastic ring 8 occurs when pressure is exerted on the closed ball valve X, where the seats χ with the ball valve X shift by a value V of axial displacement in the pressure direction and the rear surface 10 of the seat X on the downstream side of the ball valve X 3. On the opposite side of the ball closure X, the elastic ring 8 will be compressed by the adjacent seat X at least in FIG. 2, i.e. so that the initial mounting preload of the elastic ring 8 * is kept constant. the tightness of the seats χ to the spherical closure χ as well as to the body X is ensured even in this extreme position of the closure X _/ ie during its closure. To facilitate handling of the ball valve X at maximum pressures, i.e. when closing and sealing, the tapered surface 12 serves on the end wall 6 of the cylindrical recesses 2, below the ring 8, which contributes in this extreme position to a greater deflection of the seats.

Claims

Apparatus for sealing valve seatings, in particular ball valves, formed by elastic rings mounted between seats and valve body supported on a sloping seat back surface which are PQSlidingly mounted in cylindrical recesses of the valve body, characterized in that the elastic rings (8) are partially, in the grooves (7) formed in the front wall (6) and the cylindrical recesses 12 of the body (1), the outer diameter (71) of the grooves (7) being smaller than the peripheral diameter (31) of the seats (3).

Device for sealing valve fittings according to claim 1, characterized in that the diameter (d) of the sealing rings (8) is greater than the depth (h) of the grooves (7).

Device for sealing the valve seats according to items 1 and 2, characterized in that the end wall (6) of the cylindrical recesses (2) is provided with a sloping surface (12) under the groove (7) ·