RU118384U1

RU118384U1 - CORNER VALVE

Info

Publication number: RU118384U1
Application number: RU2011143115/06U
Authority: RU
Inventors: Василий Дмитриевич Загуменный; Иван Владимирович Хоменко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпромкомплект" (ООО "ГПК")
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-07-20

Abstract

Клапан угловой, содержащий корпус с входным и выходным каналами, шток, установленный в корпусе и имеющий на одном конце рукоятку, а на другом конце запорный орган в виде клапана, разобщающий входной и выходной каналы при контакте с установленным в осевом отверстии седлом и снабженный уплотнительным элементом, расположенным в углублении клапана, при этом шток снабжен уплотняющим элементом, охватывающим его цилиндрическую часть, отличающийся тем, что уплотнительные элементы клапана и штока выполнены из фторопласта, клапан связан со штоком посредством полуколец разного диаметра, установленных по кругу и зафиксированных обоймой с возможностью свободного их вращения вокруг оси штока, при этом седло выполнено съемным. Angle valve, containing a body with inlet and outlet channels, a stem installed in the body and having a handle at one end, and a shut-off element in the form of a valve at the other end, separating the inlet and outlet channels when in contact with a saddle installed in the axial hole and equipped with a sealing element located in the recess of the valve, while the stem is equipped with a sealing element covering its cylindrical part, characterized in that the sealing elements of the valve and stem are made of fluoroplastic, the valve is connected to the stem by means of half rings of different diameters installed in a circle and fixed by a cage with the possibility of their free rotation around the axis of the stem, while the seat is removable.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к регулирующей трубопроводной арматуре, и может быть использована в клапанах преимущественно углового типа для регулирования расхода и перекрытия потока жидкой или газообразной рабочей среды в различных технологических линиях газо- и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на резервуарах (цистернах), предназначенных для перевозки сжиженных углеводородных газов (СУГ) или аммиака.The utility model relates to mechanical engineering, namely to regulating pipeline valves, and can be used in valves of a predominantly angular type to control the flow and shut off the flow of liquid or gaseous working medium in various technological lines of the gas and oil refining industries, as well as in tanks (tanks) intended for the transport of liquefied petroleum gases (LPG) or ammonia.

Известно запорно-проходное устройство, содержащее корпус с входным и выходным каналами, сообщенными с осевым цилиндрическим отверстием, шпиндель в виде штока, расположенный в указанном отверстии и имеющий на одном конце рукоятку, а на другом - запорный орган в виде клапана, разобщающий входной и выходной каналы при контакте с установленным в осевом цилиндрическом отверстии седлом, снабженным прокладкой, при этом шток снабжен уплотняющим элементом, охватывающим его цилиндрическую часть. В качестве уплотняющего элемента штока используют пакет сальниковых колец с нажимной планкой, шайбой и грундбуксой. (Патент RU №2117840 С1, МПК 6 F16K 1/02, приоритет от 26.06.1997, опубл. 20.08.1998).Known locking-passage device comprising a housing with input and output channels in communication with an axial cylindrical hole, a spindle in the form of a rod located in the specified hole and having a handle on one end, and a locking element in the form of a valve on the other, separating the input and output the channels are in contact with a seat installed in the axial cylindrical bore, provided with a gasket, and the stem is equipped with a sealing element covering its cylindrical part. As a sealing element of the rod using a package of stuffing rings with pressure plate, washer and packing follower. (Patent RU No.2117840 C1, IPC 6 F16K 1/02, priority dated 06/26/1997, publ. 08/20/1998).

Недостатком известного устройства является то, что пропускная способность его напрямую зависит от размеров седла. Диаметр отверстия седла невелик, в результате чего значительно уменьшается скорость выгрузки и загрузки резервуаров. Кроме того, уплотняющие элементы штока в виде нажимной втулки с сальниковой набивкой или пакетом сальниковых колец выполнены из металла, в результате чего уплотнение штока происходит металл по металлу, что приводит в процессе эксплуатации к постепенному их истиранию и возникновению протечек в месте прохождения штока из корпуса. Кроме того, запорный орган выполнен в виде усеченного конуса, что приводит с целью исключения протечек между ними, к необходимости постоянной притирки их с седлом путем создания крутящего момента, примерно до 4 кг. Вручную такое усилие создать очень трудоемко, в результате чего возникает необходимость увеличения (наращивания) плеча для герметичного перекрытия запорно-проходного устройства или использования станка для притирки запорного органа и седла.A disadvantage of the known device is that its throughput directly depends on the size of the saddle. The diameter of the hole of the saddle is small, as a result of which the speed of unloading and loading of tanks is significantly reduced. In addition, the stem sealing elements in the form of a pressure sleeve with stuffing box packing or a packing ring package are made of metal, as a result of which the stem is sealed against metal, which leads to their gradual abrasion and leakage in the passage of the stem from the housing during operation. In addition, the locking body is made in the form of a truncated cone, which leads, with the aim of eliminating leaks between them, to the need to constantly grind them with a saddle by creating a torque of up to about 4 kg. Manually creating such an effort is very time-consuming, as a result of which there is a need to increase (build up) the shoulder for tightly closing the locking-passage device or using a machine to grind the locking member and saddle.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является угловой вентиль, содержащий корпус с входным и выходным каналами, шток, установленный в корпусе и имеющий на одном конце рукоятку, а на другом конце запорный орган в виде клапана, разобщающий входной и выходной каналы при контакте с установленным в осевом отверстии седлом, и снабженный уплотнительным элементом, расположенным в углублении клапана, при этом шток снабжен уплотняющим элементом, охватывающим его цилиндрическую часть. (Д.Ф.Гуревич, О.Н.Шпаков «Справочник конструктора трубопроводной арматуры», Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1987, с.94-95, рис.2.40).The closest in technical essence to the proposed utility model is an angle valve containing a housing with input and output channels, a rod mounted in the housing and having a handle at one end, and a valve in the form of a valve at the other end, disconnecting the input and output channels upon contact with a saddle installed in the axial hole, and provided with a sealing element located in the recess of the valve, while the stem is equipped with a sealing element covering its cylindrical part. (D.F. Gurevich, O.N. Shpakov “Pipeline Valve Designer Handbook”, Leningrad, “Mechanical Engineering”, Leningrad Branch, 1987, pp. 94-95, Fig. 2.40).

Однако известный вентиль не может быть использован для агрессивных сред, температура которых более 200°С, так как в нем используются уплотнительные элементы запорного органа, изготовленные из металла, резины, пластмассы или кожи. Прочность и длительность использования таких уплотняющих элементов невелика, особенно при повышенных температурах, в результате чего происходит изменение их физических свойств из-за деформации их, что приводит к возникновению протечек и снижению герметизации вентиля. При использовании металлического уплотняющего элемента происходит постоянное взаимодействие данного элемента с металлической поверхностью седла, что также приводит в процессе эксплуатации к постепенному их истиранию и возникновению зазоров между ними. А за счет того, что шток с запорным органом выполнены не разъемными, невозможно полностью исключить возникшие зазоры и для обеспечения плотного прилегания клапана к седлу и исключения нарушению герметизации вентиля, требуется постоянная притирка их с седлом путем создания крутящего момента. Вручную такое усилие создать очень трудоемко. Кроме того, седло в данном вентиле приварено к корпусу, в результате чего замена седла при выходе его из строя, возможна только вместе с корпусом. Кроме того, толщина седла равна толщине корпуса, а уплотнительный элемент, установленный в углублении клапана, выполнен тонким, в результате чего площадь контакта этих поверхностей минимальна и при деформации уплотнительного элемента надежность перекрытия входного отверстия снижается.However, the known valve cannot be used for aggressive environments, the temperature of which is more than 200 ° C, since it uses sealing elements of the locking element made of metal, rubber, plastic or leather. The strength and duration of use of such sealing elements is small, especially at elevated temperatures, resulting in a change in their physical properties due to their deformation, which leads to leaks and a decrease in valve sealing. When using a metal sealing element, this element constantly interacts with the metal surface of the saddle, which also leads to their gradual abrasion and gaps between them during operation. And due to the fact that the stem with the locking element is not detachable, it is impossible to completely eliminate the gaps that have arisen, and to ensure a tight fit of the valve to the seat and to prevent violation of the valve seal, constant lapping them with the seat is required by creating torque. Manually creating such an effort is very laborious. In addition, the seat in this valve is welded to the body, as a result of which replacement of the seat when it fails is possible only with the body. In addition, the thickness of the seat is equal to the thickness of the body, and the sealing element installed in the recess of the valve is made thin, as a result of which the contact area of these surfaces is minimal, and when the sealing element is deformed, the reliability of closing the inlet is reduced.

Задачей данной полезной модели является повышение герметизации клапана углового.The objective of this utility model is to increase the sealing of an angle valve.

Поставленная задача достигается тем, что в клапане угловом, содержащем корпус с входным и выходным каналами, шток, установленный в корпусе и имеющий на одном конце рукоятку, а на другом конце запорный орган в виде клапана, разобщающий входной и выходной каналы при контакте с установленным в осевом отверстии седлом, и снабженный уплотнительным элементом, расположенным в углублении клапана, при этом шток снабжен уплотняющим элементом, охватывающим его цилиндрическую часть, дополнительно, уплотнительные элементы клапана и штока выполнены из фторопласта, клапан связан со штоком посредством полуколец разного диаметра, установленных по кругу и зафиксированных обоймой с возможностью свободного их вращения вокруг оси штока, при этом седло выполнено съемным.This object is achieved by the fact that in the angular valve, comprising a housing with input and output channels, a rod installed in the housing and having a handle at one end and a locking member in the form of a valve at the other end, disconnecting the input and output channels when in contact with an axial hole with a seat, and provided with a sealing element located in the recess of the valve, while the stem is equipped with a sealing element covering its cylindrical part, in addition, the sealing elements of the valve and stem are made and h of fluoroplastic, the valve is connected to the stem by means of half-rings of different diameters, mounted in a circle and fixed by a clip with the possibility of their free rotation around the axis of the stem, while the seat is removable.

Выполнение уплотнительного элемента седла и штока из фторопласта обеспечивает их надежное перекрытие входного отверстия и исключает протечки рабочей среды за счет плотного прилегания клапана к поверхности седла, обусловленной стойкостью фторопласта к истиранию и снижению деформации под нагрузкой, а также за счет того, что фторопласт обладает дополнительно высокой химической стойкостью обеспечивающей возможность использовать его в клапанах для разгрузки цистерн с агрессивными средами при температурах, работающих от минус 60° до плюс 450°.The implementation of the sealing element of the seat and the stem of fluoroplastic ensures their reliable overlap of the inlet and eliminates leakage of the working medium due to the tight fit of the valve to the surface of the saddle, due to the resistance of the fluoropolymer to abrasion and reduced deformation under load, and also due to the fact that the fluoroplastic has an additionally high chemical resistance providing the ability to use it in valves for unloading tanks with aggressive environments at temperatures operating from minus 60 ° to plus 450 °.

Выполнение седла и уплотнительного элемента значительных размеров по толщине обеспечивает герметичное перекрытие входного отверстия клапана и исключает протечки рабочей среды за счет увеличения площади контакта этих поверхностей и плотного прилегания клапана к седлу.The implementation of the seat and the sealing element of significant dimensions in thickness ensures a tight shut-off of the valve inlet and eliminates leakage of the working medium by increasing the contact area of these surfaces and the tight fit of the valve to the seat.

Надежная герметизация отверстия клапана позволяет расширить диаметр седла (Ду-40), в результате чего пропускная способность клапана углового в 1,3 раза увеличивается за счет повышения скорости выгрузки и загрузки резервуара. При этом, закрытие клапана углового до герметичного состояния осуществляется свободно без особых усилий вручную (крутящим моментом 0,5 кг), что исключает притирку клапана и седла.Reliable sealing of the valve opening allows expanding the diameter of the seat (Du-40), as a result of which the throughput of the angular valve increases by 1.3 times due to an increase in the speed of unloading and loading of the tank. At the same time, closing the valve angular to a sealed state is carried out freely without much effort manually (with a torque of 0.5 kg), which eliminates the grinding of the valve and seat.

Закрепление клапана на штоке посредством полуколец разных диаметров, установленных по кругу и зафиксированных обоймой, обеспечивает возможность свободного их вращения вокруг оси штока за счет образования небольшого люфта, позволяющего постоянно выбирать зазоры при прилегании уплотнительного элемента к седлу, что обеспечивает герметичное перекрытие входного отверстия клапана.Fixing the valve to the stem by means of half-rings of different diameters, mounted in a circle and fixed by a cage, makes it possible to freely rotate around the axis of the stem due to the formation of a small backlash that allows you to constantly select the gaps when the sealing element is adjacent to the seat, which ensures a tight shut-off of the valve inlet.

Выполнение седла съемным обеспечивает только его замену в случае выхода его из строя.The implementation of the saddle removable provides only its replacement in case of failure.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематически изображен описываемый клапан угловой.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which schematically depicts the described angular valve.

Клапан угловой содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, седло 4, шток 5, соединенный с запорным органом, выполненным в виде клапана 6. Отверстия 2 и 3 служат для прохождения рабочей среды и выполнены под углом друг к другу. Седло 4 изготовлено из стали 20X13, установлено во входном канале 2 корпуса 1, снизу закреплено посредством плотной посадки и уплотнено с помощью колец 7 из резины и взаимодействует с клапаном 6. На торцевой поверхности клапана 6 выполнено углубление, в котором заподлицо установлен уплотнительный элемент. В качестве уплотнительного элемента используют фторопластовое кольцо 8. Клапан 6 закреплен на штоке 5 посредством полуколец большого диаметра 9, малого диаметра 10 и обоймы 11 с возможностью свободного вращения вокруг оси штока 5. При этом полукольца 9 и 10 установлены по кругу и зафиксированы обоймой 11. Шток 5 проходит через центральное отверстие крышки 12, установленной на корпусе 1, и связан с рукояткой 13. Уплотнение штока 5 осуществлено посредством нажимной втулки 14 и фторопластовой набивки 15, взаимодействующих с накидной гайкой 16. Выходной канал 3 клапана углового закрыт пробкой 17.The angle valve comprises a housing 1 with an input 2 and an output 3 channels, a seat 4, a stem 5 connected to a locking member made in the form of a valve 6. The openings 2 and 3 serve for the passage of the working medium and are made at an angle to each other. The seat 4 is made of steel 20X13, installed in the inlet channel 2 of the housing 1, fixed below by means of a tight fit and sealed with rubber rings 7 and interacts with the valve 6. A recess is made on the end surface of the valve 6, in which the sealing element is flush mounted. A fluoroplastic ring 8 is used as a sealing element. Valve 6 is fixed to the stem 5 by means of half rings of large diameter 9, small diameter 10 and holder 11 with the possibility of free rotation around the axis of the rod 5. Moreover, the half rings 9 and 10 are installed in a circle and fixed by the holder 11. The rod 5 passes through the Central hole of the cover 12 mounted on the housing 1, and is connected with the handle 13. The seal of the rod 5 is carried out by means of a pressure sleeve 14 and a fluoroplastic packing 15, interacting with a union nut 16. The output al angular valve 3 closed by a stopper 17.

Клапан угловой работает следующим образом:Angle valve works as follows:

Закрытие клапана углового до герметичного состояния осуществляется крутящим моментом в 0,5 кг. Вращением рукоятки 13 шток 5 опускается и перемещает клапан 6 вниз до тех пор, пока фторопластовое кольцо 8 клапана 6 плотно не будет прижато к седлу 4. Для приведения клапана в положение «открыто» производят вращение рукоятки 13 в обратном направлении, которая поднимает шток 5 вместе с клапаном 6, при этом кольцо 8 отходит от седла 4. Входной канал 2 соединяется с выходным каналом 3. Перелив рабочей среды происходит при снятой пробке 17 из выходного канала 3. Вращением рукоятки 13 регулируют размер проходного сечения, а соответственно и скорость загрузки и выгрузки цистерны. Фторопластовая набивка 15 с нажимной втулкой 14 при затягивании гайки накидной 16 надежно уплотняет от протечек в месте выхода штока 5 из отверстия крышки 12. За счет того, что полукольца большого диаметра 9 и малого диаметра 10 установлены по кругу и зафиксированы обоймой 11 обеспечивается свободное их вращение вокруг оси штока 5 за счет образования небольшого люфта, позволяющего постоянно выбирать зазоры при прилегании фторопластового кольца 6 к седлу 4, что обеспечивает герметичное перекрытие входного отверстия и исключает проход рабочей среды через каналы 2 и 3. Надежная герметизация запорного элемента позволяет расширить диаметр седла (Ду-40), в результате чего пропускная способность клапана углового в 1,3 раза увеличивается за счет повышения скорости выгрузки и загрузки. Закрытие клапана углового до герметичного состояния осуществляется свободно без особых усилий вручную крутящим моментом 0,5 кг, что исключает притирку запорного элемента и седла и отпадает необходимость в дополнительном увеличении (наращивании) плеча. Кроме того, фторопласт обладает высокой химической стойкостью, что позволяет использовать его в клапанах для разгрузки резервуаров с агрессивными средами при температурах, работающих от минус 60° до плюс 450°.Closing the valve angular to a sealed state is carried out by a torque of 0.5 kg. By rotating the handle 13, the stem 5 is lowered and moves the valve 6 down until the fluoroplastic ring 8 of the valve 6 is firmly pressed against the seat 4. To bring the valve into the open position, the handle 13 is rotated in the opposite direction, which raises the stem 5 together with a valve 6, while the ring 8 moves away from the seat 4. The input channel 2 is connected to the output channel 3. Overflow of the working medium occurs when the plug 17 is removed from the output channel 3. Rotate the handle 13 to control the size of the passage section, and accordingly the loading speed dressing and unloading the tank. When tightening the flare nut 16, the PTFE packing 15 with the compression sleeve 14 reliably seals against leaks at the place where the rod 5 exits from the opening of the cover 12. Due to the fact that the half rings of large diameter 9 and small diameter 10 are installed in a circle and their holder 11 is fixed, their free rotation is ensured around the axis of the rod 5 due to the formation of a small backlash, which allows you to constantly choose the gaps when the fluoroplastic ring 6 is attached to the seat 4, which provides a tight overlap of the inlet and eliminates the passage of the working medium ducts through channels 2 and 3. Reliable sealing of the locking element allows expanding the diameter of the seat (Du-40), as a result of which the throughput of the angular valve increases by 1.3 times due to an increase in the speed of unloading and loading. Closing the valve angular to a sealed state is carried out freely without much effort manually with a torque of 0.5 kg, which eliminates lapping of the locking element and seat and eliminates the need for an additional increase (increase) in the shoulder. In addition, fluoroplastic has a high chemical resistance, which allows it to be used in valves for unloading tanks with aggressive environments at temperatures operating from minus 60 ° to plus 450 °.

Таким образом, предложенное техническое решение, благодаря расположению фторопластового кольца на торцевой поверхности седла, позволяет исключить протечки через проходные отверстия клапана. Кроме того, использование фторопластового кольца и фторопластовой набивки исключает необходимость использования запасных частей и оборудования для обслуживания.Thus, the proposed technical solution, due to the location of the fluoroplastic ring on the end surface of the seat, eliminates leaks through the valve through holes. In addition, the use of a PTFE ring and PTFE packing eliminates the need for spare parts and maintenance equipment.

Claims

An angular valve, comprising a housing with inlet and outlet channels, a rod installed in the housing and having a handle at one end and a locking element at the other end in the form of a valve that separates the input and output channels in contact with the seat installed in the axial hole and provided with a sealing element located in the recess of the valve, while the stem is equipped with a sealing element covering its cylindrical part, characterized in that the sealing elements of the valve and the stem are made of fluoroplastic, the valve is connected to the stem by means of semirings of different diameters, mounted in a circle and fixed by a clip with the possibility of their free rotation around the axis of the rod, while the saddle is removable.