RU199003U1

RU199003U1 - Gate valve gate valve

Info

Publication number: RU199003U1
Application number: RU2020112517U
Authority: RU
Inventors: Михаил Павлович Среднев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Дельта Инжиниринг
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре, а именно к шиберным задвижкам, и может быть применена в нефтегазовой и химической отраслях промышленности, а также на целлюлозно-бумажном производстве. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности уплотнения запорного элемента шиберной задвижки. Сущность полезной модели заключается в том, что запорный элемент шиберной задвижки содержит основание, снабженное элементом для закрепления в шиберной задвижке и имеющее проточку на поверхности, в которой закреплено уплотнение, состоящее из эластичного элемента и пластины, при этом стенка пластины и проточки имеют наклон в противоположных направлениях, эластичный элемент установлен между этими стенками, а запорный элемент имеет канал, соединяющий полость под эластичным элементом с трубным пространством, отличающийся тем, что угол наклона стенки проточки составляет от 60 до 70°, 1 з.п. ф-лы, 3 фиг.The utility model relates to shut-off pipeline valves, namely, gate valves, and can be applied in the oil and gas and chemical industries, as well as in the pulp and paper industry. The technical result to be achieved by the utility model consists in increasing the reliability of the sealing of the shut-off element of the gate valve. The essence of the utility model lies in the fact that the gate valve locking element contains a base equipped with an element for fixing in the gate valve and having a groove on the surface in which a seal is fixed, consisting of an elastic element and a plate, while the wall of the plate and the grooves have an inclination in opposite directions, the elastic element is installed between these walls, and the locking element has a channel connecting the cavity under the elastic element with the pipe space, characterized in that the angle of inclination of the groove wall is from 60 to 70 °, 1 C.p. f-crystals, 3 fig.

Description

Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре, а именно к шиберным задвижкам, и может быть применена в нефтегазовой и химической отраслях промышленности, а также на целлюлозно-бумажном производстве.The utility model relates to shut-off pipeline valves, namely to gate valves, and can be used in the oil and gas and chemical industries, as well as in the pulp and paper industry.

Известен запорный элемент шиберной задвижки, содержащий основание с уплотнением, представляющим собой внешнюю прижимную пластину и внутреннюю прижимную пластину, между которыми зафиксирован эластичный элемент, причем прижимные пластины имеют торцевые выступы, которые предотвращают смещение эластичного элемента из уплотнения в процессе эксплуатации шиберной задвижки [CN201844042, дата публикации: 25.05.2011 г., МПК: F16K 3/02].Known gate valve locking element, containing a base with a seal, which is an external pressure plate and an internal pressure plate, between which the elastic element is fixed, and the pressure plates have end protrusions that prevent the elastic element from displacement from the seal during the operation of the gate valve [CN201844042, date publications: 05/25/2011, IPC: F16K 3/02].

Также известен запорный элемент шиберной задвижки с проточкой в основании, внутри которой установлено уплотнение в виде эластичного элемента и прижимной кольцевой пластины [CN2929380Y, дата публикации: 01.08.2007 г., МПК: F16K 3/02].Also known is a gate valve shut-off element with a groove in the base, inside which a seal is installed in the form of an elastic element and a pressure ring plate [CN2929380Y, publication date: 01.08.2007, IPC: F16K 3/02].

Общим недостатком известных технических решений является недостаточная фиксация эластичного элемента в уплотнении из-за его слабого прижатия пластинами к поверхности основании, что приводит к ухудшению герметичности уплотнения.A common disadvantage of the known technical solutions is insufficient fixation of the elastic element in the seal due to its weak pressing by the plates against the base surface, which leads to a deterioration in the tightness of the seal.

В качестве прототипа выбран запорный элемент шиберной задвижки, причем в основании запорного элемента имеется проточка, в которой при помощи кольцевой прижимной пластины зафиксирован эластичный элемент, причем стенка кольцевой прижимной пластины и стенка проточки имеют наклон, за счет которого эластичный элемент закреплён в уплотнении [US2011240156, дата публикации: 06.10.2011 г., МПК: F16K 1/44, F16K 25/00].As a prototype, a shut-off element of a gate valve is selected, and at the base of the shut-off element there is a groove in which an elastic element is fixed by means of an annular pressure plate, and the wall of the annular pressure plate and the wall of the groove have an inclination, due to which the elastic element is fixed in the seal [US2011240156, publication date: 06.10.2011, IPC: F16K 1/44, F16K 25/00].

Преимуществом прототипа является более надежная фиксация эластичного элемента в проточке вследствие того, что стенка кольцевой прижимной пластины и стенка проточки имеют наклон в противоположном направлении, так что эластичный элемент расположен в трапециевидной полости.The advantage of the prototype is a more reliable fixation of the elastic element in the groove due to the fact that the wall of the annular pressure plate and the wall of the groove are inclined in the opposite direction, so that the elastic element is located in the trapezoidal cavity.

Однако недостатками прототипа являются недостаточно высокая герметичность и износостойкость уплотнения, обусловленные слабым прижатием эластичного элемента кольцевой прижимной пластиной из-за малых углов наклона стенки кольцевой прижимной пластины и стенки проточки, вследствие чего эластичный элемент в процессе эксплуатации шиберной задвижки быстро перетирается о поверхность корпуса шиберной задвижки либо цепляется за кромку пропускного отверстия корпуса шиберной задвижки, что в свою очередь приводит к ухудшению состояния эластичного элемента и, как следствие, к ухудшению герметичности уплотнения.However, the disadvantages of the prototype are insufficiently high tightness and wear resistance of the seal, caused by weak pressing of the elastic element by the annular pressure plate due to the small angles of inclination of the wall of the annular pressure plate and the wall of the groove, as a result of which the elastic element during the operation of the gate valve quickly grinds against the surface of the gate valve body or clings to the edge of the passage opening of the gate valve body, which in turn leads to a deterioration in the condition of the elastic element and, as a consequence, to a deterioration in the tightness of the seal.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик запорного элемента шиберной задвижки.The technical problem to be solved by the utility model is to improve the performance characteristics of the gate valve closure element.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности уплотнения запорного элемента шиберной задвижки.The technical result to be achieved by the utility model consists in increasing the reliability of the sealing of the gate valve closure element.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Запорный элемент шиберной задвижки, содержащий основание, снабженное элементом для закрепления в шиберной задвижке и имеющее проточку на поверхности, в которой закреплено уплотнение, состоящее из эластичного элемента и пластины, при этом стенка пластины и проточки имеют наклон в противоположных направлениях, эластичный элемент установлен между этими стенками, а запорный элемент имеет канал, соединяющий полость под эластичным элементом с трубным пространством. В отличие от прототипа угол наклона стенки проточки составляет от 60 до 70°.A gate valve closure element containing a base provided with an element for fixing in a gate valve and having a groove on the surface in which a seal is fixed, consisting of an elastic element and a plate, while the wall of the plate and the groove are inclined in opposite directions, the elastic element is installed between these walls, and the shut-off element has a channel connecting the cavity under the elastic element with the pipe space. In contrast to the prototype, the angle of inclination of the groove wall is from 60 to 70 °.

Основание является несущим телом запорного элемента шиберной задвижки и предназначено для крепления на нем элементов уплотнения. Основание имеет рабочую и торцевую поверхности. Основание может быть выполнено прямоугольным, круглым или овальным, однако преимущественно оно повторяет форму трубопроводного отверстия.The base is the supporting body of the gate valve closure element and is intended for fastening the sealing elements on it. The base has a working and end surface. The base can be rectangular, round or oval, but it preferably follows the shape of the pipeline opening.

Проточка обеспечивает возможность установки и фиксации уплотнения в основании запорного элемента шиберной задвижки. Проточка выполнена на рабочей поверхности основания. В различных вариантах исполнения основание может иметь от одной до трех проточек как с двух сторон, так и с каждой стороны в отдельности. В предпочтительном варианте осуществления основание с двух сторон имеет по одной проточке. The groove makes it possible to install and fix the seal in the base of the gate valve closure element. The groove is made on the working surface of the base. In various embodiments, the base can have from one to three grooves on both sides and on each side separately. In a preferred embodiment, the base has one groove on both sides.

Уплотнение обеспечивает герметичность зазора между запорным элементом шиберной задвижки и корпусом шиберной задвижки. Пластина обеспечивает фиксацию эластичного элемента в проточке посредством прижатия его к стенке проточки. Пластина и основание могут иметь элементы для закрепления уплотнения в проточке, которые могут быть представлены шпильками, глухими или сквозными отверстиями. Эластичный элемент обеспечивает герметичность запорного элемента шиберной задвижки в процессе эксплуатации. Эластичный элемент может иметь любую форму поперечного сечения, например прямоугольную, трапецеидальную или круглую и может быть выполнен из таких материалов как резина, фторкаучук, изопреновый каучук.The seal ensures tightness of the gap between the gate valve gate valve and the gate valve body. The plate secures the elastic element in the groove by pressing it against the wall of the groove. The plate and base can have elements for securing the seal in the groove, which can be represented by pins, blind or through holes. The elastic element ensures the tightness of the shut-off element of the gate valve during operation. The elastic element can have any cross-sectional shape, for example, rectangular, trapezoidal or circular, and can be made of materials such as rubber, fluoroelastomer, isoprene rubber.

Стенка пластины и стенка проточки имеют наклон в противоположных направлениях, за счет чего в основании обеспечивается трапециевидная полость, в которой закреплен эластичный элемент. The wall of the plate and the wall of the groove are inclined in opposite directions, due to which a trapezoidal cavity is provided at the base in which the elastic element is fixed.

Запорный элемент имеет канал, соединяющий полость под эластичным элементом с трубным пространством, что обеспечивает возможность попадания среды из трубного пространства в трапециевидную полость, образованную стенкой пластины и стенкой проточки для создания избыточного давления под эластичным элементом. Канал может быть выполнен в пластине или в основании и может иметь любую форму и размер, обеспечивающие возможность прохождения среды из трубного пространства внутрь полости.The shut-off element has a channel connecting the cavity under the elastic element with the tubular space, which makes it possible for the medium from the tubular space to enter the trapezoidal cavity formed by the plate wall and the groove wall to create excess pressure under the elastic element. The channel can be made in the plate or in the base and can have any shape and size that allows the passage of the medium from the pipe space into the cavity.

Угол наклона стенки проточки составляет от 60 до 70°, за счет чего под давлением среды обеспечивается оптимальное распределение нагрузки по поверхности эластичного элемента, находящегося внутри трапециевидной полости, что снижает риск его самопроизвольного перемещения относительно основания и пластины. Данный диапазон поясняется тем, что если угол наклона стенки проточки будет меньше 60°, то силы давления среды будет недостаточно для выдавливания части эластичного элемента за пределы стенок пластины и проточки, что приведет к тому, что уплотнение не будет обеспечивать герметичность. В случае если угол наклона стенки проточки больше 70°, то не будет обеспечиваться достаточная степень фиксации эластичного элемента пластиной в проточке, таким образом, во время движения запорного элемента шиберной задвижки возможно смещение эластичного элемента из проточки, что в свою очередь может привести как к нарушению герметичности запорного элемента шиберной задвижки, так и к его клину в теле шиберной задвижке. Экспериментально было определено, что при угле наклона стенки проточки из диапазона от 65 до 68° обеспечивается самая высокая надежность уплотнения.The angle of inclination of the groove wall is from 60 to 70 °, due to which, under the pressure of the medium, an optimal distribution of the load over the surface of the elastic element located inside the trapezoidal cavity is ensured, which reduces the risk of its spontaneous movement relative to the base and the plate. This range is explained by the fact that if the angle of inclination of the groove wall is less than 60 °, then the pressure force of the medium will not be enough to squeeze out a part of the elastic element outside the walls of the plate and groove, which will lead to the fact that the seal will not provide tightness. If the angle of inclination of the groove wall is greater than 70 °, then a sufficient degree of fixation of the elastic element by the plate in the groove will not be ensured, thus, during the movement of the gate valve closure element, the elastic element may move out of the groove, which in turn can lead to a violation tightness of the shut-off element of the gate valve, and to its wedge in the body of the gate valve. It was experimentally determined that when the angle of inclination of the groove wall in the range from 65 to 68 ° provides the highest reliability of the seal.

Дополнительно угол наклона стенки пластины может составлять от 60 до 70°, что в совокупности с представленным углом наклона стенки проточки обеспечивает наилучшее распределение силы прижатия по поверхности эластичного элемента, вследствие чего обеспечивается его равномерное соприкосновение со стенками пластины и проточки, за счет чего дополнительно снижается износ эластичного элемента и повышается надежность уплотнения. Если угол наклона стенки пластины будет меньше 60°, то под действием среды не будет обеспечиваться выдавливание эластичного элемента из проточки, что в свою очередь ухудшит герметичность уплотнения. Если угол наклона стенки пластины будет больше 70°, то может произойти излишнее выдавливание эластичного элемента наружу и, как следствие, его зацепление за кромку пропускного отверстия, что в свою очередь будет приводить к повреждению эластичного элемента либо к его смещению в сторону полости пропускного отверстия, вследствие чего герметичность запорного элемента шиберной задвижки будет также нарушена. Экспериментально было определено, что при угле наклона стенки пластины из диапазона от 65 до 68° обеспечивается самая высокая надежность уплотнения.Additionally, the angle of inclination of the plate wall can be from 60 to 70 °, which, together with the presented angle of inclination of the groove wall, ensures the best distribution of the pressing force over the surface of the elastic element, as a result of which its uniform contact with the plate and groove walls is ensured, thereby further reducing wear elastic element and increases the reliability of the seal. If the angle of inclination of the wall of the plate is less than 60 °, then under the action of the medium, squeezing of the elastic element from the groove will not be ensured, which in turn will worsen the tightness of the seal. If the angle of inclination of the wall of the plate is more than 70 °, then excessive extrusion of the elastic element outward and, as a consequence, its engagement with the edge of the passage hole may occur, which in turn will lead to damage to the elastic element or to its displacement towards the cavity of the passage hole. as a result, the tightness of the gate valve shut-off element will also be broken. It was experimentally determined that when the angle of inclination of the plate wall in the range from 65 to 68 ° provides the highest reliability of the seal.

Элемент для закрепления в шиберной задвижке обеспечивает возможность ее присоединения к корпусу шиберной задвижки и перемещения в двух направлениях вдоль одной оси движения. Элемент для закрепления в шиберной задвижке может быть представлен резьбовым отверстием, выполненным в торцевой поверхности основания, либо проушинами, закрепленными на рабочей поверхности основания. В наиболее распространенном варианте исполнения элемент для закрепления в шиберной задвижке представляет собой втулку с буртиком и сквозной внутренней резьбой, которая крепится в отверстие на торцевой поверхности основания. The element for fixing in the gate valve provides the ability to attach it to the gate valve body and move in two directions along one axis of motion. The element for fixing in the gate valve can be represented by a threaded hole made in the end surface of the base, or by lugs fixed on the working surface of the base. In the most common embodiment, the element for fixing in a gate valve is a sleeve with a collar and a through internal thread, which is attached to a hole on the end surface of the base.

Несущие элементы конструкции запорного элемента могут быть выполнены из любого известного конструкционного материала, например из стали, алюминия или композита.The bearing elements of the closure element can be made of any known structural material, for example, steel, aluminum or composite.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».The utility model can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".

Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что угол наклона стенки проточки составляет от 60 до 70°, за счет чего под давлением среды обеспечивается фиксация эластичного элемента между стенками пластины и проточки, таким образом часть эластичного элемента выходит наружу на расстояние, при котором эластичный элемент одновременно не западает в проточке и не смещается из нее в процессе эксплуатации шиберной задвижки, что снижает риск перетирания эластичного элемента о корпус шиберной задвижки, таким образом повышая износостойкость эластичного элемента и снижая риск потери герметичности уплотнения, за счет чего достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности уплотнения запорного элемента шиберной задвижки, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики запорного элемента шиберной задвижки.The utility model has a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that the angle of inclination of the groove wall is from 60 to 70 °, due to which, under the pressure of the medium, the elastic element is fixed between the walls of the plate and the groove, thus part of the elastic element comes out at a distance at which the elastic element does not simultaneously sink into the groove and does not move out of it during the operation of the gate valve, which reduces the risk of rubbing the elastic element against the gate valve body, thus increasing the wear resistance of the elastic element and reducing the risk of loss of tightness of the seal, due to which the technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of the sealing of the shut-off element of the gate valve, thereby improving the performance characteristics of the shut-off element of the gate valve.

Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».The utility model has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates that the utility model complies with the "novelty" criterion of patentability.

Полезная модель поясняется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.

Фиг.1 – Шиберная задвижка с запорным элементом шиберной задвижки в сборе, продольный разрез.Fig. 1 - Knife gate valve with a gate valve gate valve assembly, longitudinal section.

Фиг.2 – Запорный элемент шиберной задвижки, продольный разрез.Fig. 2 - Gate valve closure element, longitudinal section.

Фиг.3 – Проточка с уплотнением, выносной элемент.Fig. 3 - A groove with a seal, a remote element.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the utility model, an embodiment thereof is presented below, which can be changed or supplemented in any way, and the present utility model is in no way limited to the presented embodiment.

Запорный элемент шиберной задвижки содержит круглое основание 1 со сквозным торцевым отверстием, а также элемент 2 для закрепления в шиберной задвижке, выполненный в виде втулки со сквозной внутренней резьбой, который запрессован в торцевое отверстие основания 1. Запорный элемент шиберной задвижки установлен внутри корпуса 3 шиберной задвижки и приводится в движение про помощи штока 4, который установлен в элемент 2 для закрепления в шиберной задвижке. The gate valve locking element contains a round base 1 with a through end hole, as well as an element 2 for fixing in the gate valve, made in the form of a sleeve with a through internal thread, which is pressed into the end hole of the base 1. The gate valve locking element is installed inside the gate valve body 3 and is set in motion by means of the rod 4, which is installed in the element 2 for fixing in the gate valve.

С двух сторон основание 1 имеет кольцевую проточку, в которую установлено уплотнение, состоящее из эластичного элемента 5 круглого сечения и пластины 6. Пластина 6 имеет канал 7 и прикреплена к основанию 1 при помощи винтов (не показаны на фигурах), так что эластичный элемент 5 зафиксирован в проточке между стенкой проточки и стенкой пластины 6, при этом стенка пластины 6 и стенка проточки имеют наклон в противоположных направлениях, а угол наклона стенки проточки α и угол наклона стенки пластины β составляет от 60 до 70°.On both sides, the base 1 has an annular groove, in which a seal is installed, consisting of an elastic element 5 of circular cross section and a plate 6. The plate 6 has a channel 7 and is attached to the base 1 with screws (not shown in the figures), so that the elastic element 5 is fixed in the groove between the groove wall and the wall of the plate 6, while the wall of the plate 6 and the wall of the groove are inclined in opposite directions, and the inclination angle of the groove wall α and the inclination angle of the plate wall β is from 60 to 70 °.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Посредством вращения штока 4 основание 1 перемещается внутри корпуса 3 шиберной задвижки в двух направлениях вдоль одной оси движения, при этом открывая или закрывая пропускное отверстие в корпусе 3. Таким образом основание 1 перекрывает движение среды, протекающей внутри трубопровода (не показан на фигурах) и корпуса 3 шиберной задвижки. Когда шиберная задвижка находится в закрытом положении, основание 1 полностью перекрывает пропускное отверстие шиберной задвижки, а герметичность перекрытия обеспечивается за счет эластичного элемента 5. Канал 7 соединяет трубное пространство и полость проточки таким образом, что среда из трубного пространства поступает в полость проточки и тем самым прижимает эластичный элемент к стенке проточки и к стенке пластины, так что он находится в контакте с поверхностью корпуса 3 шиберной задвижки. Причем за счет того, что угол наклона стенки проточки α и угол наклона стенки пластины β составляет от 60 до 70°, эластичный элемент 5 неподвижно закреплен в проточке основания 1, вследствие чего в закрытом положении шиберной задвижки эластичный элемент 5 плотно прижат к поверхности корпуса 3 шиберной задвижки, а при движении запорного элемента внутри корпуса 3 шиберной задвижки не происходит срезания эластичного элемента 5 о кромку пропускного отверстия, вследствие чего исключается нежелательное попадание среды в перекрытую часть трубопровода, тем самым обеспечивается герметичность перекрытия. By rotating the rod 4, the base 1 moves inside the body 3 of the gate valve in two directions along one axis of motion, while opening or closing the through hole in the body 3. Thus, the base 1 blocks the movement of the medium flowing inside the pipeline (not shown in the figures) and the body 3 gate valves. When the gate valve is in the closed position, the base 1 completely closes the through-hole of the gate valve, and the tightness of the overlap is ensured by the elastic element 5. Channel 7 connects the pipe space and the groove cavity in such a way that the medium from the pipe space enters the groove cavity and thereby presses the elastic element against the wall of the groove and against the wall of the plate, so that it is in contact with the surface of the slide valve body 3. Moreover, due to the fact that the angle of inclination of the wall of the groove α and the angle of inclination of the wall of the plate β is from 60 to 70 °, the elastic element 5 is fixedly fixed in the groove of the base 1, as a result of which in the closed position of the gate valve the elastic element 5 is tightly pressed against the surface of the body 3 gate valve, and when the shut-off element moves inside the housing 3 of the gate valve, the elastic element 5 does not cut off the edge of the through-hole, as a result of which unwanted entry of the medium into the closed part of the pipeline is eliminated, thereby ensuring the tightness of the shut-off.

Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности уплотнения запорного элемента шиберной задвижки, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики запорного элемента шиберной задвижки.Thus, the technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of the sealing of the shut-off element of the gate valve, thereby improving the operational characteristics of the shut-off element of the gate valve.

Claims

1. A gate valve closure element containing a base provided with an element for fixing in a gate valve and having a groove on the surface in which a seal is fixed, consisting of an elastic element and a plate, while the wall of the plate and the groove are inclined in opposite directions, the elastic element is installed between these walls, and the locking element has a channel connecting the cavity under the elastic element with the pipe space, characterized in that the angle of inclination of the groove wall is from 60 to 70 °.

2. The gate valve closure element according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the plate wall is from 60 to 70 °.