RU2007645C1 - Shut-off valve - Google Patents
Shut-off valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2007645C1 RU2007645C1 SU4879546A RU2007645C1 RU 2007645 C1 RU2007645 C1 RU 2007645C1 SU 4879546 A SU4879546 A SU 4879546A RU 2007645 C1 RU2007645 C1 RU 2007645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- saddle
- bore
- washer
- plate
- hole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при конструировании запорной арматуры, преимущественно для тупиковых отводов трубопроводов, транспортирующих газообразные среды, в том числе и с механическими примесями, например, природный и попутный нефтяной газ. The invention relates to valve engineering and can be used in the design of valves, mainly for dead ends of pipelines transporting gaseous media, including with mechanical impurities, for example, natural and associated petroleum gas.
Известен запорный клапан как тип запорной арматуры. Known shutoff valve as a type of shutoff valves.
Корпус этого запорного устройства герметично встраивается в трубопровод, а перекрытие пропускного канала для рабочей среды в корпусе осуществляется запорным органом, состоящим из седла на пропускном канале корпуса и затвора в виде плоской или конусной тарелки, путем приведения их в контактное состояние с помощью штока, связанного с силовым приводом. При этом затвор перемещается возвратно-поступательно вдоль оси уплотнительной поверхности седла, а уплотнение запорного органа обеспечивается либо металлом его деталей, либо наплавкой коррозионностойкой стали или стеллита на детали запорного органа, либо латунными или стальными кольцами, устанавливаемыми в концентрические расточки или проточки на поверхностях, обращенных друг к другу седла и затвора, или только седла или затвора запорного органа. The housing of this locking device is hermetically integrated into the pipeline, and the passage of the passage for the working medium in the housing is closed by a locking body consisting of a seat on the passage of the housing and a shutter in the form of a flat or conical plate, by bringing them into contact state using a rod connected with power drive. In this case, the shutter moves reciprocally along the axis of the sealing surface of the seat, and the seal of the locking element is provided either by the metal of its parts, or by welding of corrosion-resistant steel or stellite onto the parts of the locking element, or by brass or steel rings installed in concentric bores or grooves on surfaces facing to each other the saddle and the shutter, or only the saddle or shutter of the locking member.
Для обеспечения герметичности запорного органа вышеуказанных запорных устройств требуется тщательная пригонка затвора к седлу, что составляет определенные трудности по мере увеличения диаметра проходного канала. К тому же наличие в рабочей среде механических примесей и их налипание на открытые уплотнительные поверхности седла и затвора приводят к изменениям геометрии этих поверхностей, что исключает возможность их плотного прилегания друг к другу для обеспечения герметичности соединения. To ensure the tightness of the locking body of the above locking devices, a careful fit of the shutter to the seat is required, which is difficult as the diameter of the passage passage increases. In addition, the presence of mechanical impurities in the working medium and their adhesion to the open sealing surfaces of the seat and valve lead to changes in the geometry of these surfaces, which excludes the possibility of their snug fit to each other to ensure the tightness of the connection.
Известен также запорный клапан, в котором герметизация запорного органа обеспечивается уплотнительным кольцом в виде шайбы с центральным каналом, изготовленным из резины или фторопласта и установленным в концентрической расточке тарелки затвора с обращенной к седлу стороны. Данная конструкция не нуждается в пригонке затвора к седлу, однако, как и в конструкциях-аналогах, уплотнительные поверхности седла и затвора не изолированы от рабочей среды и подвергаются воздействию содержащихся в ней механических примесей, что приводит к изменению конфигурации этих поверхностей не только за счет налипания на них твердой фракции, но и за счет эрозии этих поверхностей, что не обеспечивает плотного прилегания их друг к другу, а следовательно, и надежного герметичного перекрытия пропускного канала. A shut-off valve is also known, in which the shut-off element is sealed by a sealing ring in the form of a washer with a central channel made of rubber or fluoroplastic and mounted in a concentric bore of the shutter plate on the side facing the saddle. This design does not need to fit the shutter to the seat, however, as in similar constructions, the sealing surfaces of the seat and shutter are not isolated from the working medium and are exposed to mechanical impurities contained in it, which leads to a change in the configuration of these surfaces not only due to sticking on them a solid fraction, but also due to erosion of these surfaces, which does not provide a snug fit to each other, and therefore, a reliable tight seal of the passage channel.
Известен также запорный клапан, содержащий корпус, в котором установлено седло с внутренней ступенчатой поверхностью, на меньшей ступени которого в кольцевой канавке размещено уплотнительное кольцо. Для предохранения указанного кольца от действия рабочей среды в проходном отверстии седла размещена защитная втулка, наружная поверхность которой также выполнена ступенчатой. Большая ступень втулки снабжена уплотнительным кольцом. Защитная втулка размещена в седле с возможностью осевого перемещения под действием запорного органа. При этом перемещение защитной втулки ограничено с одной стороны упором, имеющимся в корпусе, а с другой стороны - торцом меньшей ступени седла. A shut-off valve is also known, comprising a housing in which a saddle with an internal stepped surface is mounted, at a lower stage of which a sealing ring is placed in the annular groove. To protect this ring from the action of the working medium, a protective sleeve is placed in the passage opening of the saddle, the outer surface of which is also made stepped. The large step of the sleeve is equipped with a sealing ring. The protective sleeve is placed in the saddle with the possibility of axial movement under the action of the locking element. In this case, the movement of the protective sleeve is limited on the one hand by the stop available in the housing, and on the other hand, by the end face of the lower step of the saddle.
В известном устройстве уплотнительная поверхность запорного органа не защищена от действия рабочей среды в то время, когда запорный орган отведен от седла. При наличии в рабочей среде механических примесей уплотнительная поверхность подвергается износу, вследствие которого снижается герметичность места соединения запорного органа и седла. In the known device, the sealing surface of the locking member is not protected from the action of the working medium while the locking member is withdrawn from the saddle. In the presence of mechanical impurities in the working medium, the sealing surface is subject to wear, as a result of which the tightness of the junction of the locking member and the seat is reduced.
Причем этот недостаток возрастает по мере увеличения диаметра перекрываемого пропускного канала. Moreover, this drawback increases as the diameter of the blocked passage channel increases.
Этим объясняется то обстоятельство, что запорные клапана не изготавливаются с диаметрами пропускного канала более 200 мм, как это следует из ГОСТ 9697-87 "Клапаны запорные. Основные параметры". This explains the fact that shut-off valves are not manufactured with throughput diameters of more than 200 mm, as follows from GOST 9697-87 "Shut-off valves. Main parameters."
Целью изобретения является расширение диапазона герметично перекрываемых запорным клапаном каналов в трубопроводах в сторону увеличения диаметра прохода, путем обеспечения изоляции уплотнительных поверхностей запорного органа от контакта с твердой фракцией механических примесей рабочей среды как в состоянии открытия так и в процессе и состоянии закрытия запорного клапана. The aim of the invention is to expand the range of channels tightly blocked by the shutoff valve in the pipelines in the direction of increasing the diameter of the passage, by providing isolation of the sealing surfaces of the shut-off element from contact with the solid fraction of mechanical impurities of the working medium both in the opening state and in the closing state and process of closing the shut-off valve.
Для достижения этой цели у запорного клапана, содержащего корпус, соединенный с приводом запорный орган в виде тарели, седло внутренняя поверхность которого выполнена ступенчатой, размещенную в проходном отверстии седла защитную втулку, наружная поверхность которой выполнена ступенчатой, причем на большей ступени втулки и на меньшей ступени седла выполнены канавки и в них размещены уплотнительные кольца, а втулка, контактирующая поверхностями своих ступеней с ответными поверхностями ступеней седла, размещена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения от имеющегося в корпусе ограничителя до торца меньшей ступени седла, при этом в стенке седла выполнено боковое сквозное отверстие, а канавка большей ступени втулки удалена от торца указанной ступени на расстояние большее, чем диаметр упомянутого бокового отверстия, меньшие ступени седла и втулки выполнены с равной длиной, в тарели со стороны седла выполнена расточка с кольцевой канавкой на цилиндрической поверхности и в канавке размещено уплотнительное кольцо, в дне тарели выполнено сквозное отверстие, тарель снабжена шайбой, контактирующей со стенками расточки, имеющей диаметр, равный наружному диаметру меньшей ступени втулки, а толщину, равную глубине расточки, причем шайба установлена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, сквозное боковое отверстие седла герметично заглушено, а ограничитель выполнен в виде шайбы, жестко закрепленной в корпусе. To achieve this, a shut-off valve containing a housing connected to the actuator has a shut-off element in the form of a plate, the saddle of which has a stepped inner surface, a protective sleeve placed in the through-hole of the saddle, the outer surface of which is made stepped, and at the higher stage of the sleeve and at a lower stage saddles are grooved and O-rings are placed in them, and a sleeve contacting the surfaces of its steps with the mating surfaces of the saddle steps is axially reciprocating movement from the limiter in the housing to the end of the smaller step of the saddle, while a side through hole is made in the wall of the saddle, and the groove of the larger step of the sleeve is removed from the end of the specified step by a distance greater than the diameter of the said side hole, smaller than the steps of the saddle and sleeve made with equal length, in the plate from the saddle side a bore with an annular groove on a cylindrical surface is made and a sealing ring is placed in the groove, a through opening is made in the bottom of the plate The plate is equipped with a washer in contact with the walls of the bore, having a diameter equal to the outer diameter of the smaller step of the sleeve and a thickness equal to the depth of the bore, the washer being installed with the possibility of axial reciprocating movement, the through lateral hole of the seat is hermetically sealed, and the stopper is made in in the form of a washer rigidly fixed in the housing.
Сопоставительный анализ предложенный конструкции запорного клапана с прототипом показывает, что его отличие от прототипа, где уплотнительные поверхности тарели затора не изолированы от рабочей среды, состоит в том, что меньшие ступени седла и втулки выполнены с равной длиной. В тарели со стороны седла выполнена расточка с кольцевой канавкой на цилиндрической поверхности и в канавке размещено уплотнительное кольцо, в дне тарели выполнено сквозное отверстие. Тарель снабжена шайбой, контактирующей со стенками расточки, имеющей диаметр, равный наружному диаметру меньшей ступени втулки, а толщину - равную глубине расточки, причем шайба установлена с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, сквозное боковое отверстие седла герметично заглушено, а ограничитель выполнен в виде шайбы, жестко закрепленной в корпусе. A comparative analysis of the proposed design of the shut-off valve with the prototype shows that it differs from the prototype, where the sealing surfaces of the mash plate are not isolated from the working medium, consists in the fact that the smaller steps of the seat and sleeve are made with equal length. A bore with an annular groove on a cylindrical surface is made in the plate from the saddle side and a sealing ring is placed in the groove, a through hole is made in the bottom of the plate. The plate is equipped with a washer in contact with the walls of the bore, having a diameter equal to the outer diameter of the smaller step of the sleeve, and a thickness equal to the depth of the bore, the washer installed with the possibility of axial reciprocating movement, the through lateral hole of the seat is hermetically sealed, and the stopper is made in the form of a washer fixed in the housing.
Перечисленные отличия позволяют утверждать, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "Новизна". These differences allow us to argue that the proposed technical solution meets the criterion of "Novelty."
Сравнение предлагаемого технического решения запорного клапана с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, что позволяет утверждать о соответствии критерию "Cущественные отличия". Comparison of the proposed technical solution of the shut-off valve with other technical solutions in this and related fields of technology did not reveal the signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype, which allows us to confirm compliance with the criterion of "Significant differences".
На чертеже изображен предлагаемый запорный клапан. The drawing shows the proposed shut-off valve.
Запорный клапан содержит герметично встраиваемый между фланцами трубопровода металлический корпус 1 с седлом 2 и проходным отверстием 3, вдоль оси которого проходит связанный с силовым приводом шток 4. Шток 4 коаксиально соединен с дном металлической тарели запорного органа 5, имеющего возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль оси проходного отверстия 3 за его пределами. Тарель 5 обращена в сторону седла 2 концентрической расточкой 6. В расточке 6 с упором в ее торец размещена металлическая шайба 7 с наружным диаметром и высотой, равными внутреннему диаметру и глубине расточки номинально, и центральным каналом 8, диаметр которого номинально равен диаметру проходящего через него штока 4. На цилиндрической поверхности проходного отверстия 3 последовательно в направлении от седла 2 размещены концентрические канавки 9 с уплотнительными резиновыми кольцами 10 и, открытая со стороны противоположной седлу, концентрическая расточка 11, образующая ступенчатую поверхность седла. На цилиндрической поверхности расточки 11, т. е. на большей ступени седла в непосредственной близости от кольцевой торцовой поверхности выполнено сквозное боковое отверстие 12. В проходном отверстии 3 размещена защитная втулка 13. Защитная втулка 13 имеет вид ступенчатого цилиндра с коаксиальным центральным проходным каналом 14. Защитная втулка 13 вставлена в проходное отверстие седла до упора своей кольцевой торцовой поверхности перехода от ступени с меньшим диаметром к ступени с большим диаметром в кольцевую торцовую поверхность седла, после чего сквозное боковое отверстие 12 герметично заглушено, например, резьбовой заглушкой 15 и резиновым уплотнительным кольцом 16. На ступени защитной втулки 13 с большим наружным диаметром, номинально равным диаметру расточки 11, выполнена наружная концентрическая канавка 17 с резиновым уплотнительным кольцом 18, отстоящая от кольцевой торцовой поверхности перехода на расстоянии, превышающем диаметр сквозного бокового отверстия 12. Длина и диаметр меньшей ступени защитной втулки 13 номинально равны длине и диаметру меньшей ступени седла 2. Длина расточки 11 превышает длину цилиндрической поверхности большей ступени защитной втулки 13 на некоторую величину, определяющую интервал возвратно-поступательного осевого перемещения защитной втулки 13 в проходном отверстии 3, т. к. с открытой стороны расточки 11 установлен жестко соединенный с корпусом 1 ограничитель 19 дальнейшего осевого перемещения защитной втулки 13 в направлении от седла 2, например, в виде плоской металлической шайбы с внутренним диаметром, меньшим диаметра расточки 11. The shut-off valve contains a
Боковая поверхность концентрической расточки 6 в тарели 5 снабжена концентрической внутренней канавкой 20 с резиновым уплотнительным кольцом 21. Боковая поверхность центрального канала 8 в шайбе 7 также снабжена по крайней мере одной внутренней концентрической канавкой 22 с уплотнительным резиновым кольцом 23. Наружный диаметр металлической шайбы 7 номинально равен диаметру цилиндрической поверхности меньшей ступени, защитной втулки 13 и диаметру меньшей ступени седла 2. В дне тарели 5 выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие 24, эксцентричное оси тарели. The lateral surface of the
Предлагаемое запорное устройство работает следующим образом. The proposed locking device operates as follows.
В открытом состоянии запорного устройства, когда запорный орган 5 и седло 2 отстоят друг от друга по оси на некотором расстоянии, рабочая среда через центральный проходной канал 14 защитной втулки 13 поступает в тупиковый отвод трубопровода, а тарель 5 находится в потоке рабочей среды с механическими примесями. При этом боковая поверхность расточки 6 в тарели 5 вместе с боковой поверхностью шайбы 7, радиальный зазор между которыми герметизирован резиновым уплотнительным кольцом 21, изолированы от негативного воздействия рабочей среды. Также от негативного воздействия рабочей среды изолированы боковая поверхность проходного отверстия 3 и наружная боковая поверхность защитной втулки 13, радиальный зазор между которыми герметизирован резиновыми уплотнительными кольцами 10 и 18, а также боковая поверхность центрального канала 8 в шайбе 7 и боковая поверхность проходящего через него штока 4, радиальный зазор между которыми герметизирован резиновым уплотнительным кольцом 23. In the open state of the locking device, when the
Закрытие запорного устройства заключается в осевом сближении тарели 5 с седлом 2 с помощью штока 4, приведенного в движение вдоль оси центрального проходного канала 14 с помощью силового привода, до состояния их контакта. В этот же момент наступает и контакт торцовых поверхностей шайбы 7 и защитной втулки. The closure of the locking device consists in the axial approximation of the
При сбросе давления в полости тупикового отвода трубопровода под действием силы избыточного давления начнется осевое перемещение шайбы 7 вдоль штока 4 в направлении от дна тарели 15, снабженного отверстием 24. When the pressure is released in the cavity of the dead end of the pipeline under the action of the overpressure force, the axial movement of the
Одновременно начнется и осевое перемещение защитной втулки 13, неразрывно контактирующей при этом своей торцовой поверхностью с торцовой поверхностью шайбы 7. At the same time, the axial movement of the
Это одновременное осевое перемещение шайбы 7 и защитной втулки 13 закончится в момент упора защитной втулки 13 своим торцом, обращенным в обратную сторону от шайбы 7 в сторону, в ограничитель 19. This simultaneous axial movement of the
Причем, рабочий ход шайбы 7 и защитной втулки 13 конструктивно рассчитан таким образом, чтобы после его завершения боковая поверхность шайбы 7 полностью перекрывала канавку 20 в тарели 5 и ближайшую к тарели канавку 9 в проходном отверстии 3, в которых соответственно размещены резиновые уплотнительные кольца 21 и 10, а защитная втулка 13 полностью перекрывала своей наружной боковой поверхностью ближайшую к расточке 11 канавку 9 с уплотнительным кольцом 10. При этом в замкнутой кольцевой полости, образованной цилиндрической поверхностью расточки 11, боковой наружной поверхностью ступени с меньшим диаметром защитной втулки 13 и раздвинутыми на величину рабочего хода кольцевыми торцовыми поверхностями расточки 11 и защитной втулки 13, создается зона пониженного, по сравнению с нормальным атмосферным, давления. Moreover, the working stroke of the
В итоге проходной канал 14 окажется перекрыт для потока рабочей среды металлической шайбой 7 и уплотнительными резиновыми кольцами 21, 23 и 10, которые не подвергались негативному воздействию механических частиц рабочей среды ни в состоянии открытия запорного устройства ни в процессе и в состоянии его закрытия. Причем, т. к. кольца и посадочные места для них в проходном отверстии 3 защитной втулки 13 и шайбе 7 изготовлены в соответствии с требованием ГОСТ 9833-73 "Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств", то согласно ГОСТ 18829-73, гарантируется герметичность перекрытия проходного канала 14 при перепаде давления по обе стороны шайбы 7 до 10 МПа и при диаметре канала до (500-2S) мм максимум: где 500 мм это максимально допускаемый по ГОСТ 9833-73 диаметр кольца, а S мм - допустимая по прочности свойствам толщина стенки защитной втулки 13 в зоне канавки 17, не превышающая 10 мм. As a result, the
Приведение предлагаемого запорного устройства в первоначальное открытое состояние может быть произведено после того, как в отсеченном шайбой 7 пространстве вновь будет создано избыточное давление, равное давлению рабочей среды в трубопроводе, например, через обводной канал с малым диаметром прохода, открываемый-закрываемый с помощью запорного устройства известных конструкций. The proposed shut-off device can be brought into its initial open state after excess pressure equal to the pressure of the working medium in the pipeline is again created in the space cut off by the
При выравнивании давления по обе торцевые поверхности шайбы 7 под действием силы избыточного (по сравнению с разреженным в полости, между раздвинутыми в процессе закрытия кольцевыми торцовыми поверхностями расточки 11 и защитной втулки 13 давления произойдет перемещение защитной втулки 13 вдоль оси проходного отверстия 3 до состояния контакта кольцевых торцевых поверхностей расточки 11 и защитной втулки 13. Одновременно под действием этой же силы произойдет перемещение шайбы 7 вдоль общей оси штока 4, проходного отверстия 3 и тарели 5 до упора в дно тарели, 5 с вытеснением рабочей среды из пространства между шайбой 7 и дном тарели через отверстие 24. Затем с помощью силового привода шток 4 отодвигает тарель 5 от седла 2, возвращая ее в поток рабочей среды с механическими примесями. При этом уплотнительные поверхности изолированы от негативного воздействия механических примесей рабочей среды в течение всего процесса открытия запорного устройства и после его завершения. When the pressure is equalized on both end surfaces of the
Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом за счет введения новых отличительных признаков позволяет герметично перекрывать поток рабочей среды, в том числе и с механическими примесями, в проходном канале арматуры с диаметром, диапазон величин которого расширен в сторону увеличения более чем вдвое по сравнению с установленным ГОСТом 9697-87 "Клапаны запорные. Основные параметры" пределом в 200 мм для известных конструкций запорных клапанов, что и соответствует поставленной цели изобретения. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype due to the introduction of new distinctive features allows hermetically shut off the flow of the working medium, including with mechanical impurities, in the passage channel of the valve with a diameter, the range of values of which is expanded more than doubled in comparison with the established GOST 9697-87 "Shut-off valves. Main parameters" with a limit of 200 mm for known designs of shut-off valves, which corresponds to the intended purpose of the invention.
(56) Гуревич Д. Ф. "Трубопроводная арматура". Л. , 1981, с. 88 табл. 6.20. (56) Gurevich D.F. "Pipe fittings". L., 1981, p. 88 tab. 6.20.
Там же, с. 85 табл. 6.14
Авторское свидетельство СССР N 421836, кл. F 16 K 1/34, 1973. In the same place, with. 85 tab. 6.14
USSR copyright certificate N 421836, cl. F 16
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4879546 RU2007645C1 (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Shut-off valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4879546 RU2007645C1 (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Shut-off valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007645C1 true RU2007645C1 (en) | 1994-02-15 |
Family
ID=21543550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4879546 RU2007645C1 (en) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Shut-off valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2007645C1 (en) |
-
1990
- 1990-10-30 RU SU4879546 patent/RU2007645C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11644105B2 (en) | Gate valve with seat assembly | |
US4281819A (en) | Balanced stem gate valve | |
AU2007322445B2 (en) | Valve | |
US4029294A (en) | High pressure valve | |
US3787023A (en) | Bellows valve | |
CA1192177A (en) | Valve assembly and seat | |
US4264054A (en) | Metal-to-metal seat hub seals | |
US4179099A (en) | Expanding gate valve | |
US4033550A (en) | Water gate valve | |
US2660191A (en) | Gate valve | |
US4272055A (en) | Single double backseat | |
EP0701079B1 (en) | Expanding gate valve | |
AU2011324940A1 (en) | Valve seat, valve with seat and method of fitting seat to valve | |
US3554488A (en) | Plug valve | |
RU2007645C1 (en) | Shut-off valve | |
US11287057B2 (en) | Y-globe valve assembly with integrated pressure relief passageway | |
RU2447346C1 (en) | Stop valve with unloaded stop | |
CA3031821C (en) | Shutoff seal for high temperature pressure balance valve and related methods | |
US3595521A (en) | Gate valve with hydraulically operated shutoff device | |
RU137074U1 (en) | ASYMMETRIC RETURN VALVE | |
FI89300B (en) | OPERATING VALVES FOR THE UNDERSTANDING OF UNDERVATTENSLAEGE | |
SU1760223A1 (en) | Ball cock | |
RU2290557C2 (en) | Wedge-shaped valve gate | |
RU63012U1 (en) | SHUT-OFF CRANE | |
RU86691U1 (en) | BALL VALVE |