RU142494U1

RU142494U1 - Wedge Gate Valve

Info

Publication number: RU142494U1
Application number: RU2014100803/06U
Authority: RU
Inventors: Илья Романович Шегельман; Геннадий Николаевич Колесников; Евгений Андриянович Тихонов; Василий Николаевич Иванов; Александр Николаевич Верещагин
Original assignee: ЗАО "Инжиниринговая компания "АЭМ-технологии"
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-06-27

Abstract

Клиновая задвижка, содержащая корпус с крышкой, уплотнительными элементами и седлами, клиновой затвор, перепускной канал, отличающаяся тем, что перепускной канал размещен в стенке седла, причем перепускной канал соединяет полость корпуса над клином с внутренней областью на стыке клиновой задвижки и трубопровода, а диаметр перепускного канала находится в интервале от 1/20 до 1/2000 от диаметра примыкающего к клиновой задвижке трубопровода, но не меньше удвоенного наибольшего размера любой из твердых частиц, представляющих собой продукты износа деталей клиновой задвижки и примеси, содержащиеся в транспортируемой через клиновую задвижку газообразной или жидкой среде.A wedge gate valve comprising a body with a cover, sealing elements and seats, a wedge gate, a bypass channel, characterized in that the bypass channel is located in the wall of the seat, and the bypass channel connects the body cavity above the wedge to the inner area at the junction of the wedge gate valve and pipeline, and the diameter the bypass channel is in the range from 1/20 to 1/2000 of the diameter of the pipeline adjacent to the wedge gate valve, but not less than twice the largest size of any of the solid particles that are products of meat parts wedge bolt and impurities contained in the block valve being transported through the gaseous or liquid medium.

Description

Предлагаемое техническое решение, в соответствии с подразделами МПК F16K 3/00, F16K 3/12, относится к трубопроводной арматуре с клиновидным запорными элементами, совершающими скользящее движение вдоль седловых поверхностей и может быть использовано на энергетических, нефтехимических и нефтегазодобывающих предприятиях.The proposed technical solution, in accordance with subsections of the IPC F16K 3/00, F16K 3/12, relates to pipe fittings with wedge-shaped locking elements that make sliding movement along saddle surfaces and can be used at energy, petrochemical and oil and gas enterprises.

Известен узел затвора клиновой задвижки по патенту RU 2382923 [1], содержащий клин, уплотнительные поля которого взаимодействуют с ответными полями самоустанавливающихся и закрепляемых в корпусе седел, отличающийся тем, что в корпусе коаксиально проходному каналу выполнены расточки, торцевая поверхность которых контактирует с ответной поверхностью торцов седел, помещаемых в расточке корпуса, причем между упомянутыми торцевыми поверхностями помещена прокладка из упруго деформируемого материала. Данное техническое решение направлено на создание самоустанавливающегося узла клиновой задвижки и его надежной герметизации относительно корпуса.Known gate valve wedge gate valve according to patent RU 2382923 [1], containing a wedge, the sealing fields of which interact with the response fields of the self-aligning and fixed in the body of the seats, characterized in that the housing is made coaxial to the passage channel with bores whose end surface is in contact with the mating surface of the ends saddles placed in the bore of the body, and between the end surfaces there is a gasket of elastically deformable material. This technical solution is aimed at creating a self-installing wedge gate valve assembly and its reliable sealing relative to the body.

Однако надежность герметизации узла клиновой задвижки относительно корпуса по данному патенту [1] недостаточна в условиях воздействия высокого давления (более 10 МПа) и температуры (более 100°C) жидкой или газообразной среды, находящейся внутри корпуса задвижки.However, the reliability of sealing the wedge gate assembly relative to the body according to this patent [1] is insufficient under conditions of high pressure (more than 10 MPa) and temperature (more than 100 ° C) of a liquid or gaseous medium inside the valve body.

Известен затвор клиновой задвижки по патенту RU 2307274 [2], который состоит из корпуса запорного органа, двух охватывающих его уплотнительных элементов. Уплотнительные элементы имеют двухсторонние уступы. Эти уступы взаимодействуют с фиксаторами. Изобретение направлено на повышение ремонтопригодности и надежности в эксплуатации затвора задвижки.The wedge gate valve according to the patent RU 2307274 [2] is known, which consists of a closure body, two sealing elements covering it. Sealing elements have double-sided ledges. These steps interact with the retainers. The invention is aimed at improving the maintainability and reliability in operation of the valve shutter.

Однако, как и в указанном выше устройстве, надежность эксплуатации затвора задвижки недостаточна в условиях воздействия высокого давления и температуры транспортируемой жидкой или газообразной среды.However, as in the above device, the reliability of operation of the gate valve is insufficient under the influence of high pressure and temperature of the transported liquid or gaseous medium.

Для обеспечения надежности задвижки при большом давлении среды в магистрали предложена задвижка по патенту RU 2131548 [3], которая содержит корпус, запорные диски, подпружиненный шток. Шток соединен с клином. Клин связан с запорными дисками посредством тел качения. Крышка соединена с корпусом крепежными элементами и герметизирована первым кольцом. Первое кольцо зафиксировано разрядным кольцом. Последнее размещено в проточке корпуса. Крышка уплотнена вторым кольцом. Второе кольцо расположено между наружной поверхностью крышки и первым кольцом. На крышке выполнены два прилива. Крепежные элементы связаны по резьбе с упомянутыми приливами и упираются в торцевую поверхность корпуса. Приливы расположены по вертикали на расстоянии, не меньшем толщины любого из упомянутых колец. По второму варианту выполнения задвижки клин соединен со штоком с возможностью перемещения. Пружина, нагружающая шток, выполнена тарельчатой. Изобретение направлено на обеспечение работы задвижки при большом давлении среды в магистрали путем совершенствования конструкции узла герметизации корпуса и механической разгрузки узла привода от больших усилий.To ensure the reliability of the valve at high pressure in the line, the valve according to patent RU 2131548 [3] is proposed, which contains a housing, locking discs, a spring-loaded stem. The stem is connected to the wedge. The wedge is connected to the locking discs by means of rolling bodies. The cover is connected to the housing by fasteners and sealed by the first ring. The first ring is fixed by a discharge ring. The latter is located in the groove of the body. The cover is sealed with a second ring. The second ring is located between the outer surface of the lid and the first ring. Two tides are made on the lid. The fasteners are threaded to said tides and abut against the end surface of the housing. The tides are located vertically at a distance not less than the thickness of any of the mentioned rings. According to a second embodiment of the valve, the wedge is movably connected to the rod. The spring loading the rod is made disk-shaped. The invention is aimed at ensuring the operation of a valve at a high pressure of the medium in the line by improving the design of the body sealing unit and the mechanical unloading of the drive unit from high efforts.

Однако надежность данной задвижки недостаточна в условиях совместного воздействия жидкой или газообразной среды при высоком давлении (более 10 МПа) и температуре (более 100°C), находящейся в полости задвижки над клином.However, the reliability of this valve is insufficient under conditions of combined exposure to a liquid or gaseous medium at high pressure (more than 10 MPa) and temperature (more than 100 ° C) located in the valve cavity above the wedge.

Известна двойная тарельчатая клиновая задвижка по патенту RU 2050494 [4], в которой корпус имеет перепускной канал и два уплотнительных седла. Между седлами расположены тарелка с возможностью перемещения посредством исполнительного штока и связанная с ней трубная перемычка, состоящая из соединенных компенсатором двух уплотнительных колец. Кольца установлены с возможностью упругого смещения к седлам в открытом положении задвижки. Компенсатор выполнен в виде гофрированной трубной секции с периферийной выемкой. В гофрированной секции аксиально установлена внутренняя трубная секция, жестко соединенная с одним кольцом и установленная с возможностью осевого перемещения относительно другого кольца. Давление в полости корпуса над тарелкой выше давления в перепускном канале при открытом положении задвижки.Known double-plate wedge gate valve according to patent RU 2050494 [4], in which the housing has a bypass channel and two sealing seats. Between the saddles there is a plate that can be moved by means of an actuating rod and a pipe jumper connected with it, consisting of two o-rings connected by a compensator. The rings are installed with the possibility of elastic displacement to the seats in the open position of the valve. The compensator is made in the form of a corrugated pipe section with a peripheral recess. In the corrugated section, an inner pipe section is axially mounted, rigidly connected to one ring and mounted with the possibility of axial movement relative to the other ring. The pressure in the body cavity above the plate is higher than the pressure in the bypass channel with the valve open.

Однако эксплуатационная надежность данной задвижки недостаточна, поскольку задвижка содержит функционально важные узлы, расположенные с внешней стороны корпуса задвижки. Такое расположение узлов может послужить причиной их повреждения при монтаже, ремонте или эксплуатации. Кроме того, недостатками известной конструкции является сложность технического решения. Поскольку давление в полости корпуса над тарелкой выше давления в перепускном канале при открытом положении задвижки, то создаются неблагоприятные условия для функционирования герметизирующих и уплотнительных элементов корпуса задвижки.However, the operational reliability of this valve is insufficient, because the valve contains functionally important nodes located on the outside of the valve body. Such an arrangement of nodes can cause their damage during installation, repair or operation. In addition, the disadvantages of the known design is the complexity of the technical solution. Since the pressure in the body cavity above the plate is higher than the pressure in the bypass channel when the valve is open, unfavorable conditions are created for the sealing and sealing elements of the valve body to function.

Известна клиновая задвижка по заявке RU 2011144044 [5], содержащая корпус, крышку, жесткий клин, самоустанавливающиеся седла с посадкой в корпусе с зазором, отличающаяся тем, что седла фиксируются в корпусе П-образным составным стопорным кольцом.A wedge gate valve is known according to the application RU 2011144044 [5], comprising a body, a cover, a hard wedge, self-aligning seats with seating in the body with a gap, characterized in that the seats are fixed in the body with a U-shaped composite retaining ring.

Однако эксплуатационная надежность данной задвижки недостаточна, поскольку давление в полости корпуса над клином при увеличении температуры ведет к повышению давления в данной полости и тем самым создаются неблагоприятные условия для функционирования герметизирующих и уплотнительных элементов задвижки.However, the operational reliability of this valve is insufficient, since the pressure in the body cavity above the wedge with increasing temperature leads to an increase in pressure in this cavity and thereby creates unfavorable conditions for the operation of the sealing and sealing elements of the valve.

В предлагаемом устройстве технический результат заключается в повышении надежности функционирования клиновой задвижки путем саморегулирования давления в полости над клиновым затвором, что обеспечивается расположением, размерами и функционированием перепускного канала с учетом воздействия высокого давления и температуры (более 100°C) жидкой или газообразной среды, находящейся в полости клиновой задвижки над клином.In the proposed device, the technical result consists in increasing the reliability of the wedge gate valve by self-regulating the pressure in the cavity above the wedge gate, which is ensured by the location, size and functioning of the bypass channel, taking into account the influence of high pressure and temperature (more than 100 ° C) of a liquid or gaseous medium located in wedge gate cavities above the wedge.

Данный технический результат достигается за счет того, что перепускной канал клиновой задвижки размещен в стенке седла, причем перепускной канал соединяет полость корпуса над клином с внутренней областью на стыке клиновой задвижки и трубопровода, а диаметр перепускного канала находится в интервале от 1/20 до 1/2000 от диаметра примыкающего к клиновой задвижке трубопровода, но не менее удвоенного наибольшего размера любой из твердых частиц, представляющих собой продукты износа деталей задвижки и примеси, содержащиеся в транспортируемой через задвижку газообразной или жидкой среде.This technical result is achieved due to the fact that the bypass channel of the wedge gate valve is located in the wall of the seat, and the bypass channel connects the body cavity above the wedge to the inner region at the junction of the wedge gate valve and the pipeline, and the diameter of the bypass channel is in the range from 1/20 to 1 / 2000 from the diameter of the pipeline adjacent to the wedge gate valve, but not less than twice the largest size, of any of the solid particles, which are the wear products of the valve parts and impurities contained in the transported Without a gate valve in a gaseous or liquid medium.

Техническая реализация предлагаемого решения. Изготовление элементов и сборка клиновой задвижки выполняется с использованием обычно используемых технологий арматуростроения. Клиновая задвижка содержит корпус 1 (фиг. 1), снабженный отверстием 2 с пробкой для удаления продуктов износа методом промывки при профилактике. С корпусом 1 соединены седла 3. Клиновая задвижка содержит клин в сборе 4. Одно из седел снабжено перепускным каналом 5 в форме отверстия относительно малого диаметра. Корпус 1 соединен с крышкой 6 посредством крепежных элементов 7. Клиновая задвижка содержит шток 8 с ходовым винтом 9 и элементы уплотнения 10 подвижного соединения штока 8 с крышкой 6. Элементы уплотнения 10 фиксируются прижимной втулкой 11. Ходовой винт 9 приводится в движение посредством вращения ходовой гайки 12. Механизм привода ходовой гайки 12 содержит полумуфту 13. Клиновая задвижка снабжена стойкой 14 для крепления деталей 12 и 13. Рабочее пространство клиновой задвижки включает в себя полость 15 на входе (выходе) транспортируемой среды, полость 16 на выходе (входе) и полость 17 над клином задвижки.Technical implementation of the proposed solution. Elements are manufactured and wedge gate valves are assembled using commonly used valve technology. The wedge gate valve contains a housing 1 (Fig. 1), equipped with an opening 2 with a plug for removing wear products by the washing method during prophylaxis. Seats 3 are connected to the body 1. The wedge gate valve contains a wedge assembly 4. One of the seats is equipped with a bypass channel 5 in the form of an opening of relatively small diameter. The housing 1 is connected to the cover 6 by means of fasteners 7. The wedge gate valve contains a stem 8 with a lead screw 9 and sealing elements 10 of the movable connection of the rod 8 with the cover 6. The seal elements 10 are fixed by the pressure sleeve 11. The lead screw 9 is driven by rotation of the lead nut 12. The drive nut drive mechanism 12 comprises a coupling half 13. The wedge gate valve is provided with a stand 14 for fastening parts 12 and 13. The wedge gate working space includes a cavity 15 at the input (output) of the transported medium, a cavity b 16 at the outlet (inlet) and cavity 17 above the valve wedge.

Конструкция клиновой задвижки обеспечивает возможность скользящего движения клина 4 относительно торцов седел 3 при переводе задвижки из состояния «Открыто» («Закрыто») в состояние «Закрыто» («Открыто»).The design of the wedge gate valve allows the sliding movement of the wedge 4 relative to the ends of the seats 3 when the valve is moved from the “Open” (“Closed”) state to the “Closed” (“Open”) state.

Одно из седел 3 клиновой задвижки снабжено перепускным каналом 5 (фиг. 1 и 2). Перепускной канал 5 соединяет полость 17 над клином 4 с областью 15 на стыке задвижки с трубопроводом. Канал 5 выполнен в виде отверстия диаметром, например, два миллиметра, но не менее двух наибольших размеров твердых частиц, представляющих собой продукты износа деталей клиновой задвижки и примеси, которые могут находиться в транспортируемой через задвижку газообразной или жидкой среде. Обычно размеры этих частиц составляют примерно один миллиметр.One of the seats 3 wedge gate valve is equipped with a bypass channel 5 (Fig. 1 and 2). The bypass channel 5 connects the cavity 17 above the wedge 4 with the area 15 at the junction of the valve with the pipeline. Channel 5 is made in the form of a hole with a diameter of, for example, two millimeters, but not less than the two largest sizes of solid particles, which are products of wear of wedge gate valve parts and impurities that may be in a gaseous or liquid medium transported through the gate valve. Typically, these particles are about one millimeter in size.

Перепускной канал 5 может быть получен сверлением.The bypass channel 5 can be obtained by drilling.

Функционирование предлагаемого устройства. Для клиновой задвижки возможны два состояния: «Открыто» и «Закрыто». Промежуточное состояние частичного открытия или частичного закрытия относится к состоянию «Открыто».The functioning of the proposed device. Two conditions are possible for a wedge gate valve: “Open” and “Closed”. The intermediate state of partial opening or partial closing refers to the state "Open".

Клиновая задвижка предназначена для транспортирования жидкой или газообразной среды в любом из двух возможных направлений, как в направлении от полости 15 к полости 16, так и в направлении от полости 16 к полости 15 (фиг. 1).A wedge gate valve is designed to transport a liquid or gaseous medium in any of two possible directions, both in the direction from the cavity 15 to the cavity 16, and in the direction from the cavity 16 to the cavity 15 (Fig. 1).

Предлагаемое техническое решение обеспечивает следующие функциональные свойства клиновой задвижки.The proposed technical solution provides the following functional properties of the gate valve.

1) В состоянии «Открыто» давление транспортируемой среды в полости 17 над клином задвижки не выше давления в перепускном канале 5, поскольку канал сообщается с полостью 15 (фиг. 1).1) In the “Open” state, the pressure of the transported medium in the cavity 17 above the valve wedge is not higher than the pressure in the bypass channel 5, since the channel communicates with the cavity 15 (Fig. 1).

2) В состоянии «Открыто» давление транспортируемой среды в полости 17 над клином задвижки не выше давления в полостях 15 и 16.2) In the “Open” state, the pressure of the transported medium in the cavity 17 above the valve wedge is not higher than the pressure in the cavities 15 and 16.

3) В состоянии «Закрыто» давление среды в полости 17 над клином 4 задвижки равно давлению в перепускном канале 5 и в полости 15.3) In the "Closed" state, the pressure of the medium in the cavity 17 above the valve wedge 4 is equal to the pressure in the bypass channel 5 and in the cavity 15.

4) С повышением температуры в полости 17 над клином 4 задвижки повышается также давление в той же полости 17. Под воздействием этого избыточного давления содержимое указанной полости 17 по каналу 5 автоматически транспортируется в полость 15 на стыке задвижки с трубопроводом.4) With increasing temperature in the cavity 17 above the valve wedge 4, the pressure in the same cavity 17 also increases. Under the influence of this excess pressure, the contents of the cavity 17 are automatically transported through the channel 5 to the cavity 15 at the junction of the valve with the pipeline.

5) В процессе функционирования предлагаемой задвижки, по причинам, указанным выше, давление в полости 17 корпуса над клином 4 не превышает опасных значений, т.е. создаются благоприятные условия для надежного функционирования герметизирующих и уплотнительных элементов корпуса задвижки.5) During the functioning of the proposed valve, for the reasons mentioned above, the pressure in the cavity 17 of the housing above the wedge 4 does not exceed dangerous values, i.e. favorable conditions are created for the reliable functioning of the sealing and sealing elements of the valve body.

Если диаметр d перепускного канала 5 будет меньше, чем 1/2000 от внутреннего диаметра D (фиг. 1) примыкающего к задвижке трубопровода, то при его диаметре, равном 1200 мм, диаметр перепускного канала 5 будет меньше 1 мм, что может повлечь засорение и закупорку перепускного канала продуктами износа деталей задвижки или примесями в транспортируемых средах.If the diameter d of the bypass channel 5 is less than 1/2000 of the inner diameter D (Fig. 1) of the pipeline adjacent to the valve, then with its diameter equal to 1200 mm, the diameter of the bypass channel 5 will be less than 1 mm, which can lead to clogging and blockage of the bypass channel by wear products of valve parts or impurities in transported media.

Если диаметр перепускного канала 5 будет больше, чем 1/20 от внутреннего диаметра примыкающего к клиновой задвижке трубопровода, то при его диаметре, равном 1200 мм, диаметр перепускного канала 5 будет не меньше 60 мм, что превращает перепускной канал в окно, делает его нецелесообразным и технически недопустимым по критерию прочности и надежности функционирования задвижки.If the diameter of the bypass channel 5 is greater than 1/20 of the inner diameter of the pipeline adjacent to the wedge gate valve, then with its diameter equal to 1200 mm, the diameter of the bypass channel 5 will be no less than 60 mm, which turns the bypass channel into a window, making it inappropriate and technically unacceptable by the criterion of strength and reliability of the valve.

Если диаметр перепускного канала 5 будет меньше, чем удвоенный наибольший размер твердых частиц, представляющих собой продукты износа деталей задвижки и примеси, которые могут содержаться в транспортируемой через задвижку среде, то возможно заклинивание двух или более частиц в перепускном канале 5. Как следствие, уменьшится надежность функционирования клиновой задвижки. Поэтому диаметр перепускного канала 5 должен быть не меньше, чем удвоенный наибольший размер указанных выше частиц.If the diameter of the bypass channel 5 is less than twice the largest size of solid particles, which are products of wear of the valve parts and impurities that may be contained in the medium transported through the valve, it is possible that two or more particles will jam in the bypass channel 5. As a result, reliability will decrease functioning of a wedge gate valve. Therefore, the diameter of the bypass channel 5 should not be less than twice the largest size of the above particles.

БиблиографияBibliography

1. Патент RU 2382923, МПК F16K 3/12, F16K 1/42. Узел затвора клиновой задвижки. Дата публикации: 20.07.2009.1. Patent RU 2382923, IPC F16K 3/12, F16K 1/42. Wedge gate valve assembly. Date of publication: 07.20.2009.

2. Патент RU 2307274, МПК F16K 3/12. Затвор клиновой задвижки. Дата публикации: 27.09.2007. 21315482. Patent RU 2307274, IPC F16K 3/12. Wedge gate valve. Date of publication: September 27, 2007. 2131548

3. Патент RU 2131548, МПК F16K 3/12, F16K 27/12. Задвижка (варианты). Дата публикации: 10.06.1999.3. Patent RU 2131548, IPC F16K 3/12, F16K 27/12. Gate valve (options). Date of publication: 06/10/1999.

4. Патент RU 2050494, МПК F16K 3/10. Двойная тарельчатая клиновая задвижка. Дата публикации: 20.12.1995.4. Patent RU 2050494, IPC F16K 3/10. Double plate wedge gate valve. Date of publication: 12.20.1995.

http://www.findpatent.ru/patent/205/2050494.htmlhttp://www.findpatent.ru/patent/205/2050494.html

5. Заявка на изобретение RU 2011144044, МПК F16K 3/22. Клиновая задвижка с самоустанавливающимися седлами. Дата публикации: 10.05.2013.5. Application for invention RU 2011144044, IPC F16K 3/22. Wedge gate valve with self-adjusting seats. Date of publication: 05/10/2013.

Claims

A wedge gate valve comprising a body with a cover, sealing elements and seats, a wedge gate, a bypass channel, characterized in that the bypass channel is located in the wall of the seat, and the bypass channel connects the body cavity above the wedge to the inner area at the junction of the wedge gate valve and pipeline, and the diameter the bypass channel is in the range from 1/20 to 1/2000 of the diameter of the pipeline adjacent to the wedge gate valve, but not less than twice the largest size of any of the solid particles that are products of meat parts wedge bolt and impurities contained in the block valve being transported through the gaseous or liquid medium.