RU1836595C

RU1836595C - Кран со сферической пробкой

Info

Publication number: RU1836595C
Application number: SU874202307A
Authority: RU
Inventors: Лембзер Герхард
Original assignee: Рургаз Аг
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1993-08-23
Also published as: DK163373B; JPS63500468A; WO1987000597A1; DK148587A; EP0231302A1; US4749002A; DK163373C; EP0231302B1; UA11082A; AU6223286A; DE3668229D1; DE3526258A1; DK148587D0

Abstract

Кран со сферической пробкой содержит снабженный двум соосными. патрубками корпус, в котором установлена в с возможностью поворота от включающего вала плавающа сферическа пробка. Сферическа пробка в запорном положении при создании разности давлений между подвод щей и отвод щей сторонами прилегает своей Сферической поверхностью к уплотнительной поверхности корпуса в виде кольцевого выступа со сферически вогнутым торцом и образует с ней первичный барьер уплотнени . Надежный контрольуплотн ющей функции эюй первичной уплотнительной системы с помощью контрольной системы обеспечиваетс благодар тому, что кольцева уплотнительна поверхность корпуса разделена выполненным в стенке корпуса концентрическим относительно оси патрубков кольцевым пазом, в который выходит проведенный через стенку корпуса контрольный трубопровод системы. Два концен- трических упруго установленных уплотнительных кольца размещены на рассто нии по обеим сторонам кольцевого паза в зоне уплотнительной поверхности корпуса и закрывают зазор между сферической пробкой и уплотнительной поверхностью корпуса до момента действи первичного барьера уплотнени . 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к запорной арматуре в виде крана со сферической пробкой , в котором.в корпусе, снабженном патрубками с подвод щей и отвод щей стороны установлена с возможностью поворота от включающего вала плавающа сферическа пробка, котора в запорном положении при создании перепада давлени между подвод щей и отвод щей стороной своей сферической окружности поверхностью опираетс с отвод щей стороны на дополн ющую сферически изогнутую кольцевую уплотн ющую поверхность

корпуса и образует с ней первичную уплот- нительную систему, размещенную концентрически вокруг оси патрубка.

В основу изобретени положена задача создать пригодный дл всех ступеней давлени и номинальных диаметров кран со сферической плавающей пробкой, который имеет как простую и прочную уплотнитель-. ную систему без движущихс деталей, так и Block-and Bleed System, с помощью которой надежно определ етс герметичность запирани крана в рабочем положении.

00

со о ел ю ел

со

Изобретение .решает вышеуказанную задачу предпочтительно посредством того, что кольцева уплотнитель-па поверхность корпуса разделена кольцевой канавкой, выполненной в стенке корпуса и концентричной оси патрубка, в которую входит через., стенку корпуса контрольный трубопровод Bleed System,

Альтернативное решение задачи изобретени заключаетс в том, что сферическа окружна поверхность сферической пробки снабжена концентрической кольцевой канавкой, котора в запорном положе- нии сферической пробки полностью закрыта кольцевой уплотнительной поверхностью корпуса и проведенный через стенку корпуса контрольный трубопровод Bleed System выходит на уплотнительной поверхности корпуса и в запорном положении сферической пробки выходит в кольцевую канавку, противолежащую уплотнительной поверхности корпуса.

Кроме сферической пробки и включающего вала в запорной арматуре по изобретению отсутствуют другие движущиес детали.

Первичный барьер уплотнени обеспечиваетс металлическим уплотнением непосредственно между сферической пробкой и сферической уплотнительной поверхностью , причем имеющиес высокие прижимные усили обеспечивают непроницаемое дл пузырьков запирание, Благодар размещению кольцевой канавки в самой уплотнительной поверхности корпуса удаетс надежно определ ть герметичность запирани и рабочем положении.

Дл уменьшени трени сферические пробки и уплотнительные поверхности корпуса могут иметь покрыти .

В другом, усовершенствованном варианте изобретени предусмотрено, что по меньшей мере одно упругое и/или установленное уплотнительное кольцо встроено концентрически оси патрубка и на рассто нии от кольцевой канавки в зоне уплотнительной поверхности корпуса таким образом, что оно может закрывать образующийс в результате производственных допусков и/или зазора опоры плавающей сферической пробки зазор между уплотнительной поверхностью корпуса и окружной поверхностью пробки до действи первичной уплотнительной системы. Это уплотнительное кольцо действуют в качестве вспомогательного уплотнени при создании разности давлений между подвод щей и отвод щей стороной. Незначительные разности давлений между обеими сторонами можно было бы компенсировать без такой вспомогательной уплотнительной системы потоком утечки вдоль сферической окружности поверхности плавающей пробки. Посредством герметического запирани

кольцевого зазора с помощью простого кольцевого уплотнени может создаватьс разность давлений между обеими сторонами крана со сферической пробкой, в результате чего плавающа пробка прижимаетс к

уплотнительной поверхности корпуса и начинает действовать первична металлическа уплотнительна система.

Предпочтительно предусмотрено два уплотнительных кольца с аксиальным рас5 сто нием от обоих сторон кольцевой канавки в зоне уплотнительной поверхности корпуса. Такое выполнение позвол ет осуществл ть проверку герметичности запирани кольцевого зазора между поверхностью

0 корпуса и сферической окружной поверхностью пробки вспомогательным уплотнением в отпертом положении пробки и тем самым осуществл ть посто нный контроль работоспособности вспомогательной уплот5 нительной системы через систему Bleed System.

Дл достижени независимости работы запорной арматуры по изобретению от направлени потока в другом усовершенство0 ванном варианте изобретени предусмотрено, что на соседних обоим патрубкам сферически изогнутых внутренних поверхност х корпуса выполнены уплотнительные поверхности с соосными кольцевы5 ми канавками, проход щими симметрично к плоскости, лежащей на оси поворота сферической пробки и перпендикул рной оси патрубков .

Вспомогательна уплотнительна сис0 тема в варианте выполнени по изобретению пригодна как часть дополнительной уплотнительной системы дл первичного барьера уплотнени в случае поломки. С этой целью установлено упруго деформи ру5 емое упорное кольцо в кольцевом канале корпуса радиально за уплотнительным кольцом нагружаемое давлением, по меньшей мере, с помощью одного трубопровода дл рабочей жидкости, выход щего в канал

0 корпуса, с пластически деформируемой жидкостью извне, В таком выполнении каналы уплотн ющего средства защищены вспомогательными уплотнительными кольцами и упруго деформируемыми кольцами

5 от проникновени частиц твердого материала . Пластическое уплотн ющее средство увеличивает прижимное усилие между вспомогательными уплотнительными кольцами и сферической пробкой. Предпочтительно канал корпуса имеет вдоль дна концентрическую канавку, в которую выходит трубопровод рабочей жидкости.

Изобретение отвечает всем требовани м по неограниченному применению запорной арматуры в трубопроводах высокого давлени и эксплуатации установок высокого давлени :

а)первична уплотнительна система непосредственно между уплотнительной поверхностью корпуса и плавающей сферической пробкой представл ет собой надежную , простую и прочную уплотнительную систему с большими прижимными усили ми и уменьшенным числом движущихс деталей;

б)прежде всего при износостойком покрытии сферической пробки и уплотнитель- ных поверхностей корпуса силы трени и моменты трени так малы дл кранов со сферической пробкой что их можно включать вручную;

в)первичную уплотнительную систему можно практически сделать устойчивой к температурным воздействи м;

г)кран со сферической пробкой может иметь свободное поперечное сечение в соответствии с диаметром подсоединени ;

д)встроенна в уплотнительную поверхность корпуса система Bleed-System обеспечивает надежное определение герметичности запирани в рабочем положении при услови х эксплуатации;

е)уплотнительные элементы устойчивые к воздействию твердых материалов, а также эрозии жидкими или газообразными транспортируемыми средствами;

ж)благодар упруго установленным вспомогательным уплотнительным кольцам уменьшены требовани к производственным допуска и тем самым сокращены производственные затраты;

з)возможность проверки вспомогательных или вторичных уплотнительных систем в отпертом положении крана;

и) уменьшены затраты на монтаж и технический уход, оптимизирована возможность применени дл вспомогательных установок, и

к) функциональные элементы дл дополнительной уплотнительной системы уже содержалс во вспомогательной уплотнительной уплотнительной системе.

На фиг.1 показано горизонтальное осевое сечение крана со сферической пробкой (лини разреза А-А на фиг.2), причем сферическа пробка в левой половине фигуры показана в открытом положении; на фиг.2 - разрез по линии Б-Б на фиг.1; на фиг.З - схематическое изображение выреза А на фиг.1 (дл по снени предусмотренной изобретением установки контрольного трубопровода Blocl-and-Bleed-System).

Изображенный на фиг. 1 и 2 кран со сферической пробкой имеет цельносварной

корпус 1, установленную в нем плавающей сферическую пробку 2, систему Block-and- Bleed System (вырез А) и проход щий через корпус уплотненный приводной вал 3 дл включени сферической пробки крана 2.

0Корпус снабжен двум соосными патрубками 4 и 5, имеющими внутреннее поперечное сечение, соответствующее диаметру присоединени . Сферическа пробка 2 снабжена сверлением 6, диаметр которого

5 соответствует поперечному сечению патрубков 4 и 5. Кольцева канавка 7 корпуса, имеющий диаметр, соответствующий диаметру сверлени сферической пробки 2 выходит в нижней части в сливной

0 трубопровод 8 корпуса. В отверстии дл приводного вала выполнена уплотнительна система 9, рассчитанна на соответствующие давлени .

В изображенном на фиг.1 и 2 в левой

5 части открытом положении сферической пробки, при котором сверление 6 пробки расположено по центральной оси 10 корпуса с подвод щим и отвод щим патрубками 4 и 5, имеетс определенный монтажный

0 зазор между сферическими внутренними поверхност ми 11 корпуса и сферическими поверхност ми 12, который в левой части фиг.1 и 2 изображен преувеличенным, Эти сферические поверхности 11 и 12 согласно

5 изображению на правой стороне фиг.1 и 2, а также на фиг.З выполнены в виде кольцевого выступа 13 со сферически вогнутым торцем и образуют в рабочем состо нии запорной арматуры проход щую концентри0 чески вокруг оси 10 первичную уплотнительную систему или первичный барьер уплотнени . Большие прижимные усили вследствие разности давлений между изображенной на чертеже слева сторо5 ной высокого давлени и относ щейс к правому патрубку 5 корпуса 1 стороной низкого давлени обеспечивают непроницаемое дл пузырьков запирание вдоль кольцевой уплотнительной поверхности 11

0 корпуса с отвод щей стороны.

В зоне уплотнительной поверхности 11 корпуса на кольцевом выступе 13 стенки корпуса выполнен открытый внутрь корпуса кольцевой паз 14, который в изображенном

5 примере выполнени раздел ет уплотни- тельную поверхность корпуса в середине ее окружного сектора. От этого кольцевого паза 14 отходит контрольный трубопровод 15 системы Bleed Systenm из которой виден только вентиль 16 в схематическом изображении . При правильно перекрытой первичной уплотнительнтэй системе в пазу 14 и контрольном трубопроводе не должно быть давлени в зоне уплотнительной поверхности 11 корпуса. С промежутком в обе стороны р дом с кольцевым пазом 14 в кольцевые расточки 17 установлены уплотнительные кольца 18, каждый из которых упруго прижат к сферической поверхности 12 сферической пробки 2с помощью опирающегос на корпус упорного кольца 19 из упруго деформируемого материала. Оба помещенные в каналы уплотнительные кольца 18 образуют вспомогательную или соответственно вторичную уплотнительную систему, котора герметично закрывает запорную арматуру в рабочем положении до момента, когда создаетс разность давлений между подвод щей и отвод щей сторонами и сферическа пробка 2 переместитс аксиально в изображенное в правой части на фиг.1 и 2 уплотн ющее положение. После создани разности давлений и осуществлени металлического уплотнени непосредственно между сфери- .ческой пробкой 2 и корпусом 1 арматуры вспомогательна или соответственно вторична уплотнительна система 18, 19 воздействует .

При отказе металлического первичного уплотнени вдоль уплотнительной поверхности 11 корпуса, обнаруженном системой Bleed System 14, 15, 16 можно привести в действие изображенную схематически на фиг.1 аварийную уплотнительную систему 20. Она состоит из проход щих:через корпус 1 и выход щих за кольцами 19 в соответствующих кольцевых расточках 17 каналов дл рабочей среды 21, по которым впрыскиваетс пластически деформируемое, стандартное уплотн ющее средство извне в расточках 17 вспомогательной уплотнительной системы. Вдоль дна каждой расточки 17 выполнена концентрична канавка 22 (фиг.З) в стенке корпуса, по которой уплотн ющее средство может распредел тьс по большой свободной рабочей поверхности за кольцами 19. Каналы рабочей среды защищены уплотнительными кольцами 18, 19 вспомогательной уплотнительной системы от проникновени частиц твердого материала . Пластическое уплотн ющее средство увеличивает прижимное усилие между уплотнительными кольцами 18 и сферической пробкой 2 или ее сферической поверхностью 12,

В изображенном примере выполнени корпус 1 выполнен симметрично к плоско- QTM, проход щей с обеих сторон через ось включени и перпендикул рной беи 10 корпуса ,. Вследствие этого обоим патрубкам 4 и

5 приданы кольцевые сферические уплотнительные поверхности 11 корпуса, которые вступают в действие в зависимости от направлени перепада давлений о рабочем

положении пробки 2. Обе первичные уплотнительные системы на обеих сторонах корпуса выполнены приведенными в соответствии друг с другом. Дл обеих первичных уплотнительных поверхностей пре0 дусмотрены кольцевые пазы 14 и вторичные уплотнительные системы или аварийные уплотнительные системы. Поэтому каждый из патрубков 4 и 5 может быть использован как патрубок с подвод щей, так и как патрубок

5 с отвод щей стороны системы.

На фиг.З показан заштрихованный кольцевой паз 23 в сферической пробке, котора в изображенном запорном положении сообщаетс с контрольной линией 15

0 системы Bleed System, выход щей через уплотнительную поверхность 11 из стенки корпуса, и может выполн ть функцию изображенного сплошными лини ми кольцевого паза 14 корпуса.

5

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и

1.Кран со сферической пробкой, содержащий корпус, снабженный подвод щим и отвод щим патрубками, причем сфериче0 ека пробка установлена с возможностью поворота от приводного вала, а в закрытом положении своей сферической поверхностью поджата к кольцевой уплотнительной поверхности корпуса с образованием в ней

5 первичного барьера уплотнени , расположенного соосно с осью патрубков, а уплотнительна поверхность корпуса разделена соосным с осью патрубков кольцевым пазом , св занным с проход щим через стенку

0 корпуса контрольным трубопроводом системы , отличающийс тем, что сферическа пробка установлена плавающей с возможностью поджати ее к уплотнительной поверхности корпуса перепадом

5 давлени между подвод щим и отвод щим патрубками, а уплотнительна поверхность корпуса выполнена в виде кольцевого выступа со сферически вогнутым торцом, разделенным кольцевым пазом, причем

0 концентрично оси патрубков на кольцевом выступе корпуса установлено по меньшей мере одно упругое и/или упруго размещенное уплотнительное кольцо с возможностью перекрыти зазора, образованного между

5 торцом кольцевого выступа корпуса и поверхностью сферической пробки до первичного барьера уплотнени ,

2.Кран со сферической пробкой,.содержащий корпус, снабженный подвод щим и отвод щим патрубками, причем сферичеека пробка установлена с возможностью поворота от приводного вала и в закрытом положении своей сферической поверхностью поджата к кольцевой уплотнительной поверхности корпуса с образованием с ней первичного барьера уплотнени , расположенного соосно с осью патрубков, при этом первичный барьер уплотнени разделен со- осным с осью патрубков кольцевым пазом, св занным с проход щим через стенку корпуса контрольным трубопроводом системы, отличающийс тем, что сферическа пробка установлена плавающей с возможностью поджати ее к уплотнительной поверхности корпуса перепадом давлени между подвод щим и отвод щим патрубками , а уплотнительна поверхность корпуса выполнена в виде кольцевого выступа со сферически вогнутым торцом, к которому примыкает контрольный трубопровод, при этом кольцевой паз выполнен на поверхности сферической пробки напротив расположенного на кольцевом выступе корпуса контрольного трубопровода при закрытом положении пробки, кроме того, на кольцевом выступе корпуса концентрично оси патрубков установлено по меньше мере одно упругое и/или упруго размещенное уплотнительное кольцо с возможностью перекрыти зазора, образованного между торцом кольцевого выступа и поверхностью сферической пробки до первичного барьера уплотнени .

3.Кран попп.1 и2.отличающий- с тем, что на сферически вогнутом торце кольцевого выступа уставлено дополнительное уплотнительное кольцо, расположенное

на рассто нии от кольцевого паза по другую сторону от первого уплотнительного кольца.

4.Кран по пп.1 или 2, и 3, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что кольцевой выступ со сферически вогнутым торцом расположен

вокруг подвод щего и отвод щего патрубков , а выполненные на сферически вогнутых торцах кольцевых выступов соосные кольцевые пазы, симметрично расположены относительно плоскости, проход щей через

ось поворота сферической пробки и перпендикул рной оси патрубков.

5.Кран по пп.1 или 2, от л и «,а ю щи й- с тем, что на каждом сферически вогнутом торце кольцевого выступа выполнены кольцевые расточки подуплотнительные кольца и в каждой из них установлено упругодефор- мированное упорное кольцо, размещенное за уплотнительным кольцом и опирающеес на дно расточки.

6. Кран по пп.1 или 2,отличающийс тем, что дно каждой кольцевой расточки под уплотнительное и упорное кольца выполнено с концентрической канавкой, соединенной по меньшей мере одним каналом

с источником подвода давлени рабочей среды, образующим аварийную уплотни- тельную систему с пластическим уплотн ющим средством.

12

16

20

Ъ 21 20

21

Фиг.1

w

11

Фиг 222