RU164545U1

RU164545U1 - BALL VALVE

Info

Publication number: RU164545U1
Application number: RU2016110623/06U
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Абшеев; Артем Георгиевич Суетин
Original assignee: Евгений Владимирович Абшеев; Артем Георгиевич Суетин
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2016-09-10

Abstract

1. Шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, установленные в нем подпружиненные седла, в круговых проточках которых расположены уплотнительные элементы, шаровую пробку с проходным отверстием, размещенную в седлах, и приводной шток, сопряженный с пробкой, отличающийся тем, что уплотнительные элементы выполнены в виде выгнутых тарельчатой формы колец, армированных аналогичными по форме пружинными шайбами, при этом кольца в проточках установлены так, что их отогнутые стенки направлены от пробки и взаимодействуют с прижимными дисками, поджатыми к ним упругими элементами.2. Шаровой кран по п. 1, отличающийся тем, что прижимные диски имеют С-образную форму, и каждый из них установлен с возможностью охвата посадочной поверхности проточки седла.3. Шаровой кран по п. 1, отличающийся тем, что в прижимных дисках выполнены отверстия для прохода рабочей среды.4. Шаровой кран по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные кольца выполнены из терморасширенного графита.1. A ball valve comprising a housing with coaxial inlet and outlet nozzles, spring-loaded seats installed in it, in the circular grooves of which there are sealing elements, a ball plug with a bore located in the seats, and a drive rod mated to the plug, characterized in that the sealing elements are made in the form of curved dish-shaped rings reinforced with spring washers of a similar shape, while the rings in the grooves are installed so that their bent walls are directed away from the cork and interact They are pressed with clamping discs pressed by elastic elements to them. 2. A ball valve according to claim 1, characterized in that the clamping discs are C-shaped, and each of them is installed with the possibility of covering the seating surface of the saddle groove. 3. A ball valve according to claim 1, characterized in that the openings for the passage of the working medium are made in the pressure disks. 4. Ball valve according to claim 1, characterized in that the sealing rings are made of thermally expanded graphite.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а более конкретно, к трубопроводной арматуре, и может найти применение в нефтяной, газовой и химической промышленности в качестве запорного устройства для управления потоками рабочей среды в процессе ее транспортирования по магистральным трубопроводам.The utility model relates to the field of mechanical engineering, and more specifically to pipeline valves, and can be used in the oil, gas and chemical industries as a locking device for controlling the flow of a working medium during its transportation through main pipelines.

Известен шаровой кран, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, пробку с проходным отверстием и расположенные между внутренней поверхностью корпуса и прилегающей к ней поверхностью каждого патрубка уплотнительные элементы, поджатые к поверхности пробки упругими элементами (см. патент RU №2171936, кл. F16К 5/06, опубл. 10.08.2001 г.).Known ball valve comprising a housing, inlet and outlet nozzles, a plug with a through hole and sealing elements located between the inner surface of the housing and the adjacent surface of each nozzle, pressed against the surface of the plug by elastic elements (see patent RU No. 2171936, class F16K 5 / 06, published on 08/10/2001).

Недостатком данного устройства является ненадежность конструкции, заключающаяся в слабой герметизации пробки в корпусе. Отсутствие седел, имеющих место в большинстве шаровых кранов, не обеспечивает гарантированного уплотнения. Упругодеформируемый материал, из которого выполнены уплотнительные элементы, со временем изнашивается, образуя задиры, и кран в закрытом положении начинает пропускать передаваемую среду через зазоры между корпусом и шаровой пробкой. К тому же чрезмерное прижатие уплотнительных элементов к поверхности пробки может привести к ее заклиниванию.The disadvantage of this device is the unreliability of the design, which consists in poor sealing of the cork in the housing. The lack of saddles found in most ball valves does not provide guaranteed sealing. The elastically deformable material from which the sealing elements are made wears out over time, forming scuffs, and in the closed position the valve begins to pass the medium through the gaps between the body and the ball plug. In addition, excessive pressing of the sealing elements to the surface of the plug can lead to jamming.

Известен также шаровой кран (см. патент RU №2000018, кл. F16K 5/06, опубл. 15.02.93 г.), включающий корпус, в котором размещена сферическая пробка, соединенная с поворотным шпинделем. Пробка установлена в седлах, имеющих довольно сложную систему уплотнения. Так, сам уплотнитель выполнен составным из трех частей, включающих ряд деталей с различными выступами, канавками, ступенчатыми отверстиями и проточками, в которых установлены уплотнительные элементы.Also known is a ball valve (see patent RU No. 2000018, class F16K 5/06, publ. 02.15.93), comprising a housing in which a spherical plug connected to a rotary spindle is placed. The cork is installed in saddles having a rather complicated sealing system. So, the seal itself is made of three parts, including a number of parts with various protrusions, grooves, stepped holes and grooves in which the sealing elements are installed.

Повышение надежности и герметичности данного крана в сравнении с предыдущим аналогом достигается за счет значительного усложнения конструкции что приводит к повышению трудоемкости его изготовления и ухудшению ремонтоспособности.Improving the reliability and tightness of this crane in comparison with the previous analogue is achieved due to a significant complication of the design, which leads to an increase in the complexity of its manufacture and the deterioration of maintainability.

Наиболее близким по конструкции и количеству основных признаков является шаровой кран по патенту RU №2396474, кл. F16К 5/20, опубл. 10.08.2010 г. Он содержит корпус с соосными входным и выходным патрубками, установленные в нем подпружиненные седла, в которых размещена шаровая пробка, имеющая проходное отверстие и сопряженная с приводным штоком. В круговых проточках седел и корпуса расположены уплотнительные элементы в виде сальниковых набивок или графлексовых колец. Данный кран является ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого устройства.The closest in design and number of key features is a ball valve according to patent RU No. 2396474, class. F16K 5/20, publ. August 10, 2010. It contains a housing with coaxial inlet and outlet nozzles, spring-loaded saddles installed in it, in which a ball plug is located, having a through hole and mating with the drive rod. In the circular grooves of the seats and the body, sealing elements are located in the form of stuffing box packing or graphlex rings. This crane is the closest analogue (prototype) of the claimed device.

В сравнении со вторым аналогом этот кран более прост по конструкции и менее трудоемок в изготовлении. Он может применяться в трубопроводных системах для передачи жидкотекучих и газовых сред с более широким диапазоном температур и давлений. В то же время, кран не отличается высокой надежностью и долговечностью, особенно в случае применения его в системах для передачи агрессивных сред. Контактные поверхности седел выполнены двухконтурными путем разделения их круговой канавкой, соединенной сквозными каналами с поверхностью проточки, в которой расположены уплотнительные элементы. Такое конструктивное решение не исключает возможность проникновения к ним агрессивной среды, разъедающей сальниковые набивки и графлексовые кольца, в результате чего они теряют свои уплотнительные свойства, снижая надежность и долговечность крана.Compared with the second analogue, this crane is simpler in design and less laborious to manufacture. It can be used in piping systems for the transfer of fluid and gas media with a wider range of temperatures and pressures. At the same time, the crane does not differ in high reliability and durability, especially if it is used in systems for the transmission of aggressive media. The contact surfaces of the seats are made by double-circuit by dividing them with a circular groove connected through channels to the groove surface in which the sealing elements are located. Such a constructive solution does not exclude the possibility of penetration of aggressive media to them, corroding the stuffing box packing and graflex rings, as a result of which they lose their sealing properties, reducing the reliability and durability of the crane.

Предлагаемой полезной моделью решается задача улучшения эксплуатационных качеств устройства.The proposed utility model solves the problem of improving the performance of the device.

Технический результат, который достигается при осуществлении полезной модели, это повышение надежности и долговечности крана, увеличение межремонтного периода его работы. Для достижения этого технического результата в известном устройстве, содержащем корпус с соосными входным и выходным патрубками, установленные в нем подпружиненные седла, в круговых проточках которых расположены уплотнительные элементы, шаровую пробку с проходным отверстием, размещенную в седлах, и приводной шток, сопряженный с пробкой, уплотнительные элементы выполнены в виде выгнутых тарельчатой формы колец, армированных аналогичными по форме пружинными шайбами, при этом кольца в проточках установлены так, что их отогнутые стенки направлены от пробки и взаимодействуют с прижимными дисками, поджатыми к ним упругими элементами; диски имеют С-образную форму, и каждый из них установлен с возможностью охвата посадочной поверхности проточки седла и содержит отверстие для прохода рабочей среды, а уплотнительные кольца выполнены из терморасширенного графита.The technical result that is achieved in the implementation of the utility model is to increase the reliability and durability of the crane, increase the overhaul period of its operation. To achieve this technical result, in a known device comprising a housing with coaxial inlet and outlet nozzles, spring-loaded seats installed in it, in the circular grooves of which there are sealing elements, a ball plug with a through hole located in the saddles, and a drive rod mated to the plug, the sealing elements are made in the form of curved dish-shaped rings reinforced with spring washers of a similar shape, while the rings in the grooves are installed so that their bent walls do not directed from cork and interact with retaining washers, pursed them resilient members; the disks are C-shaped, and each of them is installed with the possibility of covering the seating surface of the seat groove and contains a hole for the passage of the working medium, and the sealing rings are made of thermally expanded graphite.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются выполнение уплотнительных элементов в виде выгнутых тарельчатой формы колец, армированных аналогичными по форме пружинными шайбами, при этом кольца в проточках установлены так, что их отогнутые стенки направлены от пробки и взаимодействуют с прижимными дисками, поджатыми к ним упругими элементами; диски имеют С-образную форму и каждый из них установлен с возможностью охвата посадочной поверхности проточки седла и содержит отверстие для прохода рабочей среды, а уплотнительные кольца выполнены из терморасширенного графита.Distinctive features of the claimed device are the implementation of the sealing elements in the form of curved dish-shaped rings reinforced with spring washers of a similar shape, while the rings in the grooves are installed so that their bent walls are directed from the cork and interact with the pressure plates pressed by elastic elements; the disks are C-shaped and each of them is installed with the possibility of covering the seating surface of the seat groove and contains a hole for the passage of the working medium, and the sealing rings are made of thermally expanded graphite.

Благодаря наличию этих признаков улучшаются эксплуатационные качества предлагаемого устройства и достигается вышеуказанный технический результат -повышение надежности и долговечности крана, увеличение межремонтного периода его работы. Повышение надежности и долговечности устройства достигается тарельчатой формой уплотнительных элементов, обеспечивающих устойчивую герметизацию на длительный период времени работы крана. Тарельчатая форма колец, армированных пружинными шайбами, отогнутые стенки которых находятся в постоянном поджатии С-образными дисками, не позволяет разгерметизировать кран в процессе износа наружных поверхностей уплотнительных элементов. Этому не дают возможности армирующие пружинные шайбы, которые, находясь под постоянным давлением, пытаются распрямиться и прижимают кольца к поверхностям проточек седел, обеспечивая тем самым постоянное и надежное уплотнение. Кроме того, выполнение уплотнительных элементов из терморасширенного графита делает их устойчивыми к агрессивным средам, что также повышает надежность и долговечность крана при использовании его в трубопроводных системах для передачи агрессивных сред.Due to the presence of these signs, the operational qualities of the proposed device are improved and the above technical result is achieved — improving the reliability and durability of the crane, increasing the overhaul period of its operation. Improving the reliability and durability of the device is achieved by a plate-shaped form of sealing elements that provide stable sealing for a long period of time the crane. The dish-shaped form of rings reinforced with spring washers, the bent walls of which are constantly pressed by C-shaped discs, does not allow the tap to be depressurized during wear of the outer surfaces of the sealing elements. Reinforcing spring washers do not allow this, which, being under constant pressure, try to straighten and press the rings against the surfaces of the grooves of the seats, thereby ensuring a constant and reliable seal. In addition, the implementation of sealing elements made of thermally expanded graphite makes them resistant to aggressive environments, which also increases the reliability and durability of the valve when used in pipeline systems to transfer aggressive media.

Предлагаемый шаровой кран иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-2.The proposed ball valve is illustrated in the drawings shown in FIG. 1-2.

На фиг. 1 показан продольный разрез крана в вертикальной плоскости в положении «открыто»;In FIG. 1 shows a longitudinal section of a crane in a vertical plane in the "open" position;

На фиг. 2 - увеличенное изображение фрагмента А.In FIG. 2 is an enlarged image of fragment A.

Кран содержит корпус 1 с соосными входным 2 и выходным 3 патрубками, установленные в нем подпружиненные седла 4, в которых размещена шаровая пробка 5 с проходным отверстием. Седла 4 поджаты к пробке при помощи пружин 6 и в местах контакта с ней упрочнены наплавкой 7, притертой к ее поверхности. Шаровая пробка 5 сопряжена с приводным штоком 8, позволяющим при помощи рукоятки (на чертеже на показана) поворачивать ее на 90° из положения «открыто» в положение «закрыто».The crane comprises a housing 1 with coaxial inlet 2 and outlet 3 nozzles, spring-loaded seats 4 mounted in it, in which a ball plug 5 with a through hole is placed. The saddles 4 are pressed to the cork by means of springs 6 and in places of contact with it are strengthened by surfacing 7, ground to its surface. The ball plug 5 is coupled with a drive rod 8, allowing using the handle (shown in the drawing) to rotate it 90 ° from the "open" to the "closed" position.

В круговых проточках 9 седел 4 расположены уплотнительные элементы 10, в виде выгнутых тарельчатой формы колец, армированных аналогичными по форме пружинными шайбами 11. Отогнутые стенки 12 колец направлены от пробки и взаимодействуют с прижимными дисками 13, поджатыми к ним упругими элементами (пружинами) 14. Диски 13 имеют С-образную форму и содержат отверстия для прохода рабочей среды, при этом каждый из них установлен с возможностью охвата посадочной поверхности проточки 9 седла 4.In the circular grooves 9 of the saddles 4, the sealing elements 10 are located, in the form of curved dish-shaped rings reinforced with similar spring washers 11. The bent walls 12 of the rings are directed from the cork and interact with the pressure disks 13 pressed by elastic elements (springs) 14 to them. The disks 13 are C-shaped and contain openings for the passage of the working medium, each of which is installed with the possibility of covering the seating surface of the groove 9 of the saddle 4.

Шаровой кран работает следующим образом. При повороте пробки 5 в положение «открыто» или «закрыто», что осуществляется поворотом при помощи рукоятки штока 8, кран открывает или перекрывает поток рабочей среды по трубопроводу. В положении «открыто» проходное отверстие пробки 5 совмещено с отверстиями патрубков 2, 3 и дисков 13, и рабочая среда проходит через кран. В положении «закрыто» пробка 5 перекрывает путь рабочей среде. Подача рабочей среды в шаровой кран возможна в обоих направлениях.Ball valve works as follows. When the plug 5 is turned to the “open” or “closed” position, which is carried out by turning the rod 8 using the handle, the valve opens or closes the flow of the working medium through the pipeline. In the “open” position, the passage opening of the plug 5 is combined with the holes of the nozzles 2, 3 and disks 13, and the working medium passes through the valve. In the closed position, plug 5 closes the path to the working medium. The flow of the medium into the ball valve is possible in both directions.

В закрытом положении герметичность крана обеспечивается усилием пружин 6, поджимающих седла 4 к пробке 5 и дополнительным усилием, создаваемым давлением рабочей среды на торцевую поверхность седла 4. Герметичность между подпружиненными седлами 4 и корпусом 1 обеспечивается уплотнительными элементами 10, выполненными в виде выгнутых тарельчатой формы колец, армированных аналогичными по форме пружинными шайбами 11. Находясь под постоянным давлением подпружиненных дисков 13, отогнутые стенки 12 тарельчатых колец, стремятся распрямиться и занять свое прежнее вертикальное положение. При этом они плотно прижимаются к поверхностям проточек 9, компенсируя зазоры, образующиеся от износа колец в процессе работы крана.In the closed position, the tightness of the valve is ensured by the force of the springs 6, pressing the seats 4 to the plug 5 and the additional force created by the pressure of the working medium on the end surface of the seat 4. The tightness between the spring-loaded seats 4 and the housing 1 is provided by the sealing elements 10, made in the form of curved disk-shaped rings reinforced with spring washers of a similar shape 11. Being under constant pressure of the spring-loaded discs 13, the bent walls 12 of the disk rings tend to straighten and occupy to its former vertical position. At the same time, they are tightly pressed to the surfaces of the grooves 9, compensating for the gaps formed from wear of the rings during the operation of the crane.

Таким образом, за счет введения указанных выше отличительных признаков решена поставленная задача - улучшение эксплуатационных качеств крана и достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности, долговечности и увеличении межремонтного периода его работы.Thus, by introducing the above distinguishing features, the task is solved - improving the crane’s performance and achieving a technical result, which consists in increasing reliability, durability and increasing the overhaul period of its operation.

Claims

1. A ball valve comprising a housing with coaxial inlet and outlet nozzles, spring-loaded seats installed in it, in the circular grooves of which there are sealing elements, a ball plug with a bore located in the seats, and a drive rod mated to the plug, characterized in that the sealing elements are made in the form of curved dish-shaped rings reinforced with spring washers of a similar shape, while the rings in the grooves are installed so that their bent walls are directed away from the cork and interact They are pressed with clamping disks pressed by elastic elements to them.

2. A ball valve according to claim 1, characterized in that the pressure discs are C-shaped, and each of them is installed with the possibility of covering the seating surface of the saddle groove.

3. Ball valve according to claim 1, characterized in that the holes for the passage of the working medium are made in the pressure disks.

4. Ball valve according to claim 1, characterized in that the sealing rings are made of thermally expanded graphite.