RU150895U1

RU150895U1 - TOP BALL VALVE BALL VALVE

Info

Publication number: RU150895U1
Application number: RU2014139728/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Евсеевич Евсиков; Андрей Иванович Удалов; Антон Игоревич Пронин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "АНОД-НН"
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-03-10

Abstract

1. Шаровой кран с верхним разъемом, содержащий корпус с верхним фланцем, с входным и выходным патрубками, в которых расположены подвижные седла, постоянно нагруженные пружинами в сторону шаровой пробки, установленной в осях, при этом каждое седло состоит из втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, установленного во втулке с герметизацией по сферической поверхности с помощью резинового уплотнительного кольца, размещенного перпендикулярно оси проходного сечения патрубков и со смещением от оси сферы кольца в противоположную сторону от сферической пробки, на торце кольца размещено уплотнение седла, отличающийся тем, что сферическая поверхность втулки выполнена с переходом в цилиндрическую поверхность того же диаметра, причем между втулкой и кольцом дополнительно введена механическая связь в виде штифта и паза, где последний выполнен по радиусу с центром сферической поверхности кольца.2. Шаровой кран с верхним разъемом по п. 1, отличающийся тем, что на втулке под пружины дополнительно установлено кольцо, которое фиксируется введенным пружинным упорным кольцом.3. Шаровой кран с верхним разъемом по п. 1, отличающийся тем, что резиновое уплотнительное кольцо размещено в оболочке и расположено во втулке.1. Ball valve with an upper connector, comprising a housing with an upper flange, with inlet and outlet nozzles, in which movable seats are located, constantly loaded with springs in the direction of the ball plug installed in the axes, each seat consists of a sleeve with an internal spherical surface and rings with an outer spherical surface installed in the sleeve with sealing on the spherical surface using a rubber sealing ring placed perpendicular to the axis of the bore of the nozzles and with an offset of t axis of the sphere of the ring in the opposite direction from the spherical tube, a seat seal is placed on the end of the ring, characterized in that the spherical surface of the sleeve is made with a transition to a cylindrical surface of the same diameter, and a mechanical connection in the form of a pin and a groove is additionally introduced between the sleeve and the ring, where the latter is made in radius with the center of the spherical surface of the ring. 2. A ball valve with an upper connector according to claim 1, characterized in that an additional ring is installed on the sleeve under the springs, which is fixed by the introduced spring thrust ring. 3. Ball valve with an upper connector according to claim 1, characterized in that the rubber sealing ring is located in the shell and is located in the sleeve.

Description

Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована в конструкциях шаровых кранов с верхним фланцевым разъемом, позволяющим при их ремонте упростить замену быстроизнашиваемых деталей без извлечения корпуса крана из трубопровода при надежной работе крана.The utility model relates to valve engineering and can be used in the construction of ball valves with an upper flange connector, which makes it possible to simplify the replacement of wearing parts during repair without removing the valve body from the pipeline with reliable valve operation.

Известна конструкция шарового крана, изложенная в каталоге «Трубопроводная арматура для объектов атомной энергетики» ПТКМ «Атомармпроект» 2010 г. корпорации «Сплав». Основная особенность этого шарового крана - возможность извлечения выемной части через верхний фланцевый разъем, без снятия корпуса с трубопровода. Наличие клиновых устройств, позволяющих герметично поджимать сферическую пробку в процессе работы крана и его ремонте, сильно увеличивают весо-габаритные характеристики корпуса и усложняют сборку и разборку крана.The known design of the ball valve, set forth in the catalog "Pipe fittings for nuclear facilities" PTKM "Atomarmproekt" 2010, the corporation "Alloy". The main feature of this ball valve is the ability to extract the extraction part through the upper flange connector without removing the housing from the pipeline. The presence of wedge devices that allow hermetically tightening the spherical plug during the operation of the crane and its repair greatly increase the weight and size characteristics of the body and complicate the assembly and disassembly of the crane.

Более рациональная конструкция аналога шарового крана Типа IN представлена в каталоге немецкой фирмы ITAG. Благодаря уникальной конструкции колец седла, внутренние детали крана легко извлекаются, после того, как шаровую пробку вытянули из крана: кольца седла автоматически поворачиваются к стенкам корпуса, что позволяет свободно извлечь шаровую пробку. Разворот седел при извлечении происходит по сопрягаемым поверхностям сфера-цилиндр. При этом, герметичность сопряжения обеспечивает герметизирующее кольцо, расположенное на сфере седла. Подобная герметизация не регламентирована ни в одном из руководящих документов и не может быть надежной, особенно при высоких давлениях. В этом заключается основной недостаток конструкции.A more rational design of an analog of an IN type ball valve is presented in the catalog of the German company ITAG. Due to the unique design of the seat rings, the internal parts of the valve can be easily removed after the ball plug has been pulled out of the valve: the seat rings automatically rotate to the walls of the housing, allowing the ball plug to be removed freely. The reversal of the saddles during extraction occurs along the mating surfaces of the sphere-cylinder. At the same time, the tightness of the pair provides a sealing ring located on the sphere of the saddle. Such sealing is not regulated in any of the guidance documents and cannot be reliable, especially at high pressures. This is the main drawback of the design.

Наиболее близким техническим решением является конструкция запорного устройства по патенту RU 2098707 МПК F16K 5/20 публ. 10.12.1997, где в варианте шарового затвора заявлена конструкция решающая другую задачу - повышение герметичности крана путем самоустановки седла.The closest technical solution is the design of the locking device according to patent RU 2098707 IPC F16K 5/20 publ. 12/10/1997, where in a variant of a ball valve a design was declared that solves another problem - increasing the tightness of a crane by self-installing a saddle.

Шаровой кран с верхним разъемом содержит корпус с верхним фланцем, с входным и выходным патрубками, в которых расположены подвижные седла, постоянно нагруженные пружинами в сторону шаровой пробки, установленной в осях, при этом, каждое седло состоит из втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, установленного во втулке с герметизацией по сферической поверхности с помощью резинового уплотнительного кольца, размещенного перпендикулярно оси проходного сечения патрубков и со смещением от оси сферы кольца в противоположную сторону от сферической пробки, на торце кольца размещено уплотнение седла.A ball valve with an upper connector contains a housing with an upper flange, with inlet and outlet nozzles, in which movable saddles are located, constantly loaded with springs towards the ball plug installed in the axes, each saddle consists of a sleeve with an internal spherical surface and a ring with an external spherical surface mounted in a sleeve with sealing on a spherical surface using a rubber O-ring placed perpendicular to the axis of the bore of the nozzles and offset from and the sphere of the ring in the opposite direction from the spherical tube, a seat seal is placed on the end of the ring.

Данная конструкция обладает следующими недостатками:This design has the following disadvantages:

- установка с наружной сферической поверхностью кольца во внутреннюю сферическую поверхность втулки технологически невозможна;- installation with the outer spherical surface of the ring into the inner spherical surface of the sleeve is technologically impossible;

- в конструкции седла не предусмотрена фиксация кольца относительно втулки. При работе крана в зависимости от угла поворота шаровой пробки на седло действует усилие от перепада давления рабочей среды и предварительного поджатая пружин, создавая момент на уплотнительной поверхности кольца седла, который будет стремиться повернуть кольцо относительно втулки. При этом, происходит неравномерное распределение усилий на уплотнительной поверхности и, как следствие, повышенный неравномерный износ.- in the design of the saddle is not provided for fixing the ring relative to the sleeve. When the valve is operated, depending on the angle of rotation of the ball plug, the seat acts on the pressure from the differential pressure of the working medium and pre-tensioned springs, creating a moment on the sealing surface of the seat ring, which will tend to rotate the ring relative to the sleeve. In this case, there is an uneven distribution of forces on the sealing surface and, as a result, increased uneven wear.

Задача полезной модели - извлечение выемной части затвора из корпуса с последующей установкой во время ремонта через верхний фланцевый разъем, при условии сохранения корпуса крана в трубопроводе при надежной работе крана.The objective of the utility model is to remove the removable part of the shutter from the housing with subsequent installation during repair through the upper flange connector, provided that the valve body remains in the pipeline with reliable operation of the valve.

Технический результат заявляемой полезной модели - повышение надежности работы шарового крана и упрощение замены быстроизнашиваемых деталей при ремонте без извлечения корпуса крана из трубопровода.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of the ball valve and simplify the replacement of wearing parts during repair without removing the valve body from the pipeline.

В предлагаемой полезной модели это достигается за счет того, что шаровой кран с верхним разъемом, содержащий корпус с верхним фланцем, с входным и выходным патрубками, в которых расположены подвижные седла, постоянно нагруженные пружинами в сторону шаровой пробки, установленной в осях, при этом, каждое седло состоит из втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, установленного во втулке с герметизацией по сферической поверхности с помощью резинового уплотнительного кольца, размещенного перпендикулярно оси проходного сечения патрубков и со смещением от оси сферы кольца в противоположную сторону от сферической пробки, на торце кольца размещено уплотнение седла, согласно полезной модели сферическая поверхность втулки выполнена с переходом в цилиндрическую поверхность того же диаметра, причем, между втулкой и кольцом введена механическая связь в виде штифта и паза, где последний выполнен по радиусу с центром сферической поверхности кольца.In the proposed utility model, this is achieved due to the fact that a ball valve with an upper connector, comprising a body with an upper flange, with inlet and outlet nozzles, in which movable saddles are located, constantly loaded with springs in the direction of the ball plug installed in the axes, while each seat consists of a sleeve with an internal spherical surface and a ring with an external spherical surface mounted in the sleeve with sealing on a spherical surface using a rubber O-ring placed perpendicular to the axis of the bore of the nozzles and offset from the axis of the sphere of the ring in the opposite direction from the spherical tube, a seat seal is placed on the end of the ring, according to a useful model, the spherical surface of the sleeve is made with a transition to a cylindrical surface of the same diameter, and a mechanical diameter is inserted between the sleeve and communication in the form of a pin and a groove, where the latter is made in radius with the center of the spherical surface of the ring.

На втулке под пружины дополнительно может быть установлено кольцо, которое фиксируется введенным пружинным упорным кольцом.An additional ring can be mounted on the sleeve under the springs, which is fixed by the introduced spring thrust ring.

Резиновое уплотнительное кольцо может быть размещено в оболочке и расположено во втулке.The rubber o-ring can be housed in the shell and located in the sleeve.

На фиг. 1 представлен продольный разрез шарового крана с верхним разъемом. Кран состоит из следующих основных деталей: корпуса 1, фланца 2, шаровой пробки 3, штока 4, оси 5 и двух седел, каждое их которых, в свою очередь, состоит из кольца 6 и втулки 7.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a ball valve with an upper connector. The crane consists of the following main parts: body 1, flange 2, ball plug 3, rod 4, axis 5 and two saddles, each of which, in turn, consists of a ring 6 and a sleeve 7.

На корпусе 1 установлен фланец 2. Герметичность соединения корпуса 1 и фланца 2 обеспечивает уплотнительное кольцо 8. В корпусе 1 установлена шаровая пробка 3, которая удерживается при помощи штока 4 и оси 5. Шаровая пробка 3 и шток 4 соединены штифтом 9. Герметичность соединения штока 4 и фланца 2 обеспечивают сальниковые кольца 10. В патрубках корпуса 1 установлены седла, каждое из которых состоит из кольца 6 с наружной сферической поверхностью и втулки 7 с внутренней сферической поверхностью. Герметичность соединения сферических поверхностей кольца 6 и втулки 7 обеспечивает уплотнительное кольцо 11, герметичность соединения втулки 7 и корпуса 1 - уплотнительное кольцо 12. Сферическая поверхность втулки 7 выполнена с переходом в цилиндрическую поверхность того же диаметра D (см. фиг. 2). Предварительное поджатие седел обеспечивается пружинами 13, которые удерживаются на седле кольцом 14, зафиксированным на втулке 7 пружинным кольцом 15. Кольцо 6 и втулка 7 соединены между собой штифтом 16, при этом, штифт 16 имеет возможность перемещаться в пазе 17, выполненном во втулке 7. На торце кольца 6 герметично установлено мягкое уплотнение 18, контактирующее с шаровой пробкой 3. Шаровая пробка 3 выставляется соосно с патрубками корпуса 1 и седлами с помощью компенсаторов 19 и 20.A flange 2 is mounted on the housing 1. The tightness of the connection between the housing 1 and the flange 2 is provided by the O-ring 8. The housing 1 has a ball plug 3, which is held by the rod 4 and the axis 5. The ball plug 3 and the stem 4 are connected by a pin 9. The tightness of the rod connection 4 and flange 2 provide stuffing rings 10. Seats are installed in the nozzles of the housing 1, each of which consists of a ring 6 with an external spherical surface and a sleeve 7 with an internal spherical surface. The tightness of the connection of the spherical surfaces of the ring 6 and the sleeve 7 provides the sealing ring 11, the tightness of the connection of the sleeve 7 and the housing 1 - the sealing ring 12. The spherical surface of the sleeve 7 is made with the transition to a cylindrical surface of the same diameter D (see Fig. 2). The preliminary preload of the saddles is provided by springs 13, which are held on the saddle by a ring 14, a spring ring 15 fixed on the sleeve 7. The ring 6 and the sleeve 7 are interconnected by a pin 16, while the pin 16 is able to move in the groove 17 made in the sleeve 7. A soft seal 18 in contact with the ball plug 3 is hermetically sealed at the end of the ring 6. The ball plug 3 is aligned coaxially with the nozzles of the housing 1 and the seats with compensators 19 and 20.

Демонтаж затвора при ремонте происходит в следующей последовательности:The dismantling of the shutter during repair occurs in the following sequence:

- снимается резьбовое крепление фланца 2 и корпуса 1;- removes the threaded fastening of the flange 2 and the housing 1;

- извлекается шаровая пробка 3 совместно с фланцем 2, осью 5, штоком 4, штифтом 9, компенсатором 19 и сальниковыми кольцами 10. По мере подъема шаровой пробки 3, кольца 6 седел разворачиваются на определенный угол в плоскости перемещения пазов 17 относительно неподвижных штифтов 16. Затем, когда шаровая пробка 3 выходит из зацепления с торцом кольца 6, затвор (втулка 7 и кольцо 6) под действием пружин 13 незначительно (до 2 мм) перемещается в патрубках корпуса 1 до упора кольца 14 в кольцо 15;- the ball plug 3 is removed together with the flange 2, the axis 5, the stem 4, the pin 9, the compensator 19, and the packing rings 10. As the ball plug 3 rises, the seat rings 6 unfold at a certain angle in the plane of movement of the grooves 17 relative to the fixed pins 16. Then, when the ball plug 3 disengages from the end face of the ring 6, the shutter (sleeve 7 and ring 6) under the action of the springs 13 slightly (up to 2 mm) moves in the nozzles of the housing 1 until the ring 14 rests in the ring 15;

- извлекаются седла из патрубков корпуса 1. Седла, кроме уплотнительных колец 12, извлекаются единым блоком. Все составляющие детали седел, соединены между собой штифтами 16 пазами 17 и кольцами 14 и 15.- the saddles are removed from the nozzles of the housing 1. The saddles, except for the o-rings 12, are removed in a single unit. All the constituent parts of the saddles are interconnected by pins 16 grooves 17 and rings 14 and 15.

Монтаж затвора происходит в обратной последовательности:The shutter is mounted in the reverse order:

- устанавливаются уплотнительные кольца 12;- O-rings 12 are installed;

- устанавливаются седла;- saddles are installed;

- устанавливается шаровая пробка 3 с фланцем 2, при этом выставляется положение шаровой пробки 3 относительно корпуса 1 в положение «открыто». При установке нижняя часть шаровой пробки 3 при контакте с кольцом 6 своей сферической поверхностью незначительно развернет седло, а затем шаровая пробка 3 опускается между седлами до упора торца оси 5 в компенсатор 20. При этом, оси патрубков корпуса 1, седел и проходного сечения шаровой пробки 3 совпадают, а фланец 2 своей опорной поверхностью без зазорно ложится на торцовую поверхность корпуса 1;- the ball plug 3 with the flange 2 is installed, while the position of the ball plug 3 relative to the housing 1 is set to the "open" position. When installing the lower part of the ball plug 3 in contact with the ring 6 with its spherical surface slightly expand the seat, and then the ball plug 3 is lowered between the saddles until the end of the axis 5 rests in the compensator 20. Moreover, the axis of the nozzles of the housing 1, seats and the bore of the ball plug 3 coincide, and the flange 2 with its supporting surface lays without a gap on the end surface of the housing 1;

- крепится фланец 2 к корпусу 1.- flange 2 is attached to the housing 1.

Разборка (сборка) седла обеспечивается извлечением (установкой) штифта 16 из кольца 6. Канавку под уплотнительное кольцо 11 целесообразно выполнить во втулке 7, т.к. необходимую чистоту сферической поверхности, соприкасающуюся с кольцом 11, легче выполнить на наружной сферической поверхности кольца 6.Dismantling (assembly) of the seat is provided by removing (installing) the pin 16 from the ring 6. It is advisable to make a groove for the sealing ring 11 in the sleeve 7, because the necessary purity of the spherical surface in contact with the ring 11 is easier to perform on the outer spherical surface of the ring 6.

При длительной эксплуатации седла возможно схватывание уплотнительного кольца 11 со сферической поверхностью, поэтому целесообразно использовать резиновое кольцо в оболочке из эластомера (см. фиг. 2).With prolonged use of the saddle, it is possible for the sealing ring 11 to seize with a spherical surface, so it is advisable to use a rubber ring in an elastomer sheath (see Fig. 2).

Опытное изготовление и испытания предлагаемой конструкции доказали эффективность по сравнению с аналогами и прототипом. Полностью подтвердилась надежность работы крана и ее работоспособность конструкции при извлечении выемной части затвора из корпуса с последующей установкой при ремонте через верхний фланцевый разъем.Pilot manufacturing and testing of the proposed design have proven effective in comparison with analogues and prototype. The reliability of the crane and its operability of the structure when removing the removable part of the shutter from the housing with subsequent installation during repair through the upper flange connector was fully confirmed.

Claims

1. Ball valve with an upper connector, comprising a housing with an upper flange, with inlet and outlet nozzles, in which movable seats are located, constantly loaded with springs in the direction of the ball plug installed in the axes, each seat consists of a sleeve with an internal spherical surface and rings with an outer spherical surface installed in the sleeve with sealing on the spherical surface using a rubber sealing ring placed perpendicular to the axis of the bore of the nozzles and with an offset of t axis of the sphere of the ring in the opposite direction from the spherical tube, a seat seal is placed on the end of the ring, characterized in that the spherical surface of the sleeve is made with a transition to a cylindrical surface of the same diameter, and a mechanical connection in the form of a pin and a groove is additionally introduced between the sleeve and the ring, where the latter is made in radius with the center of the spherical surface of the ring.

2. Ball valve with an upper connector according to claim 1, characterized in that an additional ring is installed on the sleeve under the springs, which is fixed by the introduced spring thrust ring.

3. Ball valve with an upper connector according to claim 1, characterized in that the rubber sealing ring is located in the shell and is located in the sleeve.