RU2098707C1

RU2098707C1 - Shut-off device

Info

Publication number: RU2098707C1
Application number: RU95121685A
Authority: RU
Inventors: В.В. Бобылев; В.Б. Воронцов; Ю.Д. Жилин
Original assignee: Акционерное общество "Тяжпромарматура"
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: manufacture of fittings. SUBSTANCE: shut-off device includes body with inlet and outlet branch pipes, cover, spindle, shut-off member and seats which are mounted in cylindrical portion of branch pipe. Each seat consists of bush having spherical inner surface and ring having outer spherical surface which is mounted in bush for self-setting. Lower spherical surface of ring is limited by its end surfaces; one of them is used for sealing. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для установки на трубопроводах в качестве перекрывного устройства. The invention relates to valve engineering and can be used for installation on pipelines as a shut-off device.

Известен шаровой кран, содержащий корпус, шаровую пробку, седла в виде усеченного конуса с кольцевой выточкой в большем основании, упругое нажимное кольцо, жесткое нажимное кольцо, герметизирующий элемент. Седло меньшим основанием обращено к пробке [1]
Недостатком известного технического решения является:
сложность конструкции;
недостаточная надежность герметизации соединения пробка-седло, так как величина деформации упругого нажимного кольца (резина и т.д.) незначительна; наличие малой деформации упругого нажимного кольца резко ограничивает поворот седла, а значит и величину несоосности пробки и седла при изготовлении и износе их при эксплуатации;
сборка деталей осуществляется непосредственно на кране.Known ball valve containing a housing, ball plug, saddles in the form of a truncated cone with an annular groove in a larger base, an elastic pressure ring, a rigid pressure ring, a sealing element. Saddle with smaller base facing the cork [1]
A disadvantage of the known technical solution is:
design complexity;
insufficient reliability of sealing the tube-seat connection, since the amount of deformation of the elastic pressure ring (rubber, etc.) is negligible; the presence of small deformation of the elastic pressure ring sharply limits the rotation of the saddle, and therefore the misalignment of the tube and saddle during manufacture and wear during operation;
assembly of parts is carried out directly on the crane.

Известен кран шаровой фирмы "ITAG", содержащий корпус с верхней крышкой, внутри которого расположен затвор на цапфах в виде сферической пробки с двухсторонним уплотнением "металл-металл" при помощи двух самоустанавливающихся седел [2]
Недостатком известного технического решения является:
сферические кольца седла установлены в цилиндрических отверстиях корпуса, а герметичность между ними обеспечивается уплотняющим кольцом, установленным в прототипе на сфере кольца, при этом угол поворота его относительно оси, перпендикулярной к центральной оси патрубков корпуса, очень ограничен при прижиме седла к пробке, так как возможна потеря герметичности в соединении сферической поверхности кольца седла и цилиндрической поверхности патрубков корпуса;
сложная конструкция сферического кольца седла, то есть сферическая поверхность его переходит в выступающую над ней поверхность с элементом уплотнения, что усложняет технологию изготовления.Known ball valve company "ITAG", comprising a housing with a top cover, inside of which there is a bolt on the pins in the form of a spherical plug with a double metal-metal seal using two self-aligning seats [2]
A disadvantage of the known technical solution is:
spherical rings of the saddle are installed in the cylindrical openings of the housing, and the tightness between them is ensured by a sealing ring mounted in the prototype on the sphere of the ring, while the angle of rotation relative to the axis perpendicular to the central axis of the nozzles of the housing is very limited when the saddle is pressed against the plug, as it is possible loss of tightness in the connection of the spherical surface of the saddle ring and the cylindrical surface of the body nozzles;
the complex design of the spherical ring of the saddle, that is, its spherical surface passes into the surface protruding above it with a sealing element, which complicates the manufacturing technology.

Задача изобретения повышение герметичности крана путем самоустановки седла, упрощение конструкции и расширение технологических возможностей уплотнения путем применения его для различного типа запорных органов (сфера, клин, плоскость). The objective of the invention is to increase the tightness of the crane by self-installing the saddle, simplifying the design and expanding the technological capabilities of the seal by applying it to various types of locking bodies (sphere, wedge, plane).

Это достигается тем, что каждое седло выполнено в виде втулки с внутренней сферической поверхностью и кольца с наружной сферической поверхностью, которое с возможностью самоустановки расположено во втулке, причем наружная сферическая поверхность кольца ограничена его торцевыми поверхностями, одна из которых выполнена уплотняющей. Герметичность крана повышается за счет самоустановки седла в результате взаимодействия сферических поверхностей втулки и кольца, что допускает увеличение смещения осей затвора и седла при изготовлении и их износе. Упрощение конструкции достигается тем, что седло изготавливается отдельным узлом, что упрощает монтаж и демонтаж запорного устройства. This is achieved by the fact that each seat is made in the form of a sleeve with an internal spherical surface and a ring with an external spherical surface, which is self-positioning located in the sleeve, and the outer spherical surface of the ring is limited by its end surfaces, one of which is made sealing. The tightness of the valve increases due to the self-installation of the saddle as a result of the interaction of the spherical surfaces of the sleeve and the ring, which allows an increase in the displacement of the axes of the valve and the seat during manufacture and their wear. Simplification of the design is achieved by the fact that the seat is made as a separate unit, which simplifies the installation and dismantling of the locking device.

На фиг. 1 изображено запорное устройство с двухсторонним уплотнением (запорный орган сферическая пробка); на фиг. 2 запорное устройство с двухсторонним уплотнением (запорный орган жесткий клин); на фиг. 3 - запорное устройство с односторонним уплотнением (запорный орган сфера с кольцевой сферической уплотняющей поверхностью); на фиг. 4- запорное устройство (запорный орган сфера с плоской кольцевой уплотняющей поверхностью). In FIG. 1 shows a locking device with a double-sided seal (locking element spherical plug); in FIG. 2 locking device with double-sided sealing (locking body hard wedge); in FIG. 3 - locking device with one-sided sealing (locking body sphere with an annular spherical sealing surface); in FIG. 4- locking device (locking body sphere with a flat annular sealing surface).

Запорное устройство состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышки 4, шпинделя 5, запорного органа 6, седел (седла), установленных в цилиндрических отверстиях патрубков корпуса 1, причем каждое седло состоит из втулки 7 с внутренней сферической поверхностью, с которой взаимодействует наружная сферическая поверхность кольца 8, одна из торцевых поверхностей 9 которого является уплотняющей и может быть выполнена из различного уплотняющего материала различной формы (сфера, конус, плоскость). Герметичность седла с корпусом обеспечивается уплотняющим кольцом 10, а между втулкой 7 и кольцом 8 уплотняющим кольцом 11. The locking device consists of a housing 1 with an input 2 and an output 3 nozzles, a cover 4, a spindle 5, a locking member 6, seats (seats) installed in the cylindrical holes of the nozzles of the housing 1, and each saddle consists of a sleeve 7 with an internal spherical surface, with which interacts with the outer spherical surface of the ring 8, one of the end surfaces 9 of which is sealing and can be made of various sealing materials of various shapes (sphere, cone, plane). The tightness of the seat with the housing is provided by the sealing ring 10, and between the sleeve 7 and the ring 8, the sealing ring 11.

На фиг. 1 запорное устройство выполнено с двухсторонним уплотнением, а запорный орган 6 в виде сферической пробки с цилиндрическими цапфами. Шпиндель 5 связан с приводом (не показан) и совершает возвратно- вращательное движение на 90^o. Седло при отсутствии давления или при малом его значении поджимается к пробке пружинами 12.In FIG. 1, the locking device is made with double-sided sealing, and the locking body 6 is in the form of a spherical tube with cylindrical trunnions. Spindle 5 is connected to a drive (not shown) and rotates 90 ^degrees . The seat in the absence of pressure or with a small value is pressed against the plug by springs 12.

На фиг. 2 запорное устройство выполнено с двухсторонним уплотнением, а запорный орган в виде "жесткого клина". Шпиндель 5 совершает возвратно-поступательные движения. In FIG. 2, the locking device is made with a double-sided seal, and the locking body is in the form of a “hard wedge”. Spindle 5 makes a reciprocating motion.

На фиг. 3, 4 запорное устройство выполнено с односторонним уплотнением. Запорный орган 6 установлен в корпусе 1 на шарнирном подшипнике 13, а в верхней части имеет запрессованные пальцы 14, 15, в прямоугольном отверстии между которыми расположена нижняя часть шпинделя 5 в виде изогнутого плоского стержня. Шпиндель 5 совершает от привода вертикальное и вращательное движения, при этом запорный орган совершает вращение на 90^o, а затем наклон в сторону седла. На фиг. 3 уплотнительная поверхность 16 запорного органа 6 выполнена в виде сферического кольца, а уплотнительная поверхность 9 седла в виде конической поверхности. На фиг. 4 уплотнительные поверхности затвора и седла выполнены в виде плоских колец 17, 9.In FIG. 3, 4, the locking device is made with one-sided sealing. The locking element 6 is installed in the housing 1 on the articulated bearing 13, and in the upper part has pressed fingers 14, 15, in the rectangular hole between which is located the lower part of the spindle 5 in the form of a curved flat rod. The spindle 5 makes vertical and rotational movements from the drive, while the locking element rotates 90 ^° , and then tilts toward the saddle. In FIG. 3, the sealing surface 16 of the locking member 6 is made in the form of a spherical ring, and the sealing surface 9 of the saddle in the form of a conical surface. In FIG. 4 sealing surfaces of the shutter and seat are made in the form of flat rings 17, 9.

Работа запорного устройства осуществляется следующим образом. The locking device is as follows.

На фиг. 1 запорное устройство показано в открытом положении, когда проходные отверстия запорного органа 6, уплотняющего кольца 8 седла и патрубков 2, 3 корпуса 1 совпадают. При наличии транспортируемой среды втулка 7 седла прижимается к сферической поверхности запорного органа 6, а при отсутствии ее пружинами 12. Перекрытие запорного устройства осуществляется поворотом запорного органа 6 вокруг вертикальной оси на угол 90^o, при этом проходные отверстия седел перекрываются сферической уплотняющей поверхностью запорного органа 6. В случае наличия несоосности запорного органа и седла или неравномерного износа их контактирующих уплотняющих поверхностей уплотняющее кольцо 8, поворачиваясь на своей сферической поверхности, самоустанавливается на уплотняющей поверхности запорного органа 6, обеспечивая при этом герметичность соединения.In FIG. 1, the locking device is shown in the open position when the through holes of the locking member 6, the sealing ring 8 of the saddle and the nozzles 2, 3 of the housing 1 match. In the presence of a transported medium, the saddle sleeve 7 is pressed against the spherical surface of the locking member 6, and in the absence of it by springs 12. The locking device is overlapped by turning the locking member 6 around the vertical axis by an angle of 90 ^° , while the passage openings of the seats are overlapped by the spherical sealing surface of the locking member 6 . In the case of misalignment of the locking element and the seat or uneven wear of their contacting sealing surfaces, the sealing ring 8, turning on its spherical surface, self-mounted on the sealing surface of the locking member 6, while ensuring the tightness of the connection.

На фиг. 2 запорный орган 6 в виде клина находится в верхнем положении, при этом проходные отверстия патрубков 2, 3 корпуса 1 и колец 8 седел совпадают. С помощью шпинделя 5 клину сообщается перемещение вниз до тех пор, пока уплотняющие поверхности на нем войдут в контакт с уплотняющими поверхностями колец 8, причем каждое из них, независимо друг от друга, самоустанавливается и обеспечивает герметичность соединений, компенсируя погрешность изготовления и сборки клина, корпуса, а также возможность деформации деталей от давления среды и износе при эксплуатации. Открытие запорного органа 6 осуществляется при сообщении клину посредством шпинделя 5 перемещения вверх. На фиг. 3, 4 запорный орган 6 показан в промежуточном положении. В открытом положении ось проходного отверстия запорного органа 6 совпадает с продольными осями входного 2 и выходного 3 патрубков корпуса 1, а нижний торец шпинделя 5 находится между пальцами 14, 15. Шпиндель 5 совершает одновременно перемещение вниз и поворот вокруг своей оси, при этом нижний конец шпинделя 5, опускаясь между пальцами 14, 15, поворачивает запорный орган 6 на шарнирном подшипнике 13 вокруг своей оси вертикальной на 90^o, это положение изображено на фиг. 3, 4, то есть ось проходного отверстия запорного органа 6 занимает положение, перпендикулярное продольной оси отверстий патрубков корпуса 1.In FIG. 2, the locking element 6 in the form of a wedge is in the upper position, while the passage holes of the nozzles 2, 3 of the housing 1 and the rings 8 of the seats coincide. Using the spindle 5, the wedge is informed of a downward movement until the sealing surfaces on it come into contact with the sealing surfaces of the rings 8, each of which, independently of each other, self-installs and ensures tightness of the joints, compensating for the error in the manufacture and assembly of the wedge, housing as well as the possibility of deformation of parts from environmental pressure and wear during operation. The opening of the locking element 6 is carried out when communicating to the wedge through the spindle 5 to move up. In FIG. 3, 4, the locking member 6 is shown in an intermediate position. In the open position, the axis of the passage opening of the locking member 6 coincides with the longitudinal axes of the inlet 2 and outlet 3 nozzles of the housing 1, and the lower end of the spindle 5 is between the fingers 14, 15. The spindle 5 simultaneously moves down and rotates around its axis, while the lower end spindle 5, falling between the fingers 14, 15, rotates the locking element 6 on the articulated bearing 13 about its vertical axis by 90 ^o , this position is shown in FIG. 3, 4, that is, the axis of the passage opening of the locking member 6 occupies a position perpendicular to the longitudinal axis of the openings of the nozzles of the housing 1.

Далее шпиндель 5 перемещается вниз без поворота вокруг своей оси, при этом наклонная часть нижнего кольца шпинделя 5, проходя между пальцами 14, 15, наклоняет запорный орган 6 с точкой вращения в шарнирном подшипнике 13 к кольцу 8 так, что оно самоустанавливается по сферической уплотняющей поверхности 16 на фиг4 и плоской уплотняющей поверхности на фиг. 4. Next, the spindle 5 moves down without rotation around its axis, while the inclined part of the lower ring of the spindle 5, passing between the fingers 14, 15, tilts the locking member 6 with a pivot point in the articulated bearing 13 to the ring 8 so that it is self-mounted on a spherical sealing surface 16 in FIG. 4 and the flat sealing surface in FIG. 4.

Открытие осуществляется при обратном перемещении шпинделя 5 в обратной последовательности движений запорного органа 6. Конструкция седла из втулки 7 и кольца 8, взаимодействующих между собой по сферическим поверхностям, позволяет развернуть одно относительно другого на значительный угол между их продольными осями, а значит расширить допуск на непараллельность осей запорного органа и седла при изготовлении, износ их уплотняющих поверхностей при эксплуатации, сохраняя при этом герметичность запорного устройства. Разборка седла осуществляется поворотом втулки 7 и кольца 8 относительно друг друга на угол 90^o, затем любое из них поворачивают вокруг оси отверстия втулки 7 так, чтобы две лыски на одном из его торце (не показано) совпали с высотой кольца 8, после чего они разъединяются.Opening is carried out by reverse movement of the spindle 5 in the reverse sequence of movements of the locking member 6. The design of the seat from the sleeve 7 and the ring 8, interacting with each other on spherical surfaces, allows you to deploy one relative to the other at a significant angle between their longitudinal axes, and therefore expand the tolerance for non-parallelism the axes of the locking element and the seat during manufacture, wear of their sealing surfaces during operation, while maintaining the tightness of the locking device. Disassembly of the saddle is carried out by turning the sleeve 7 and the ring 8 relative to each other by an angle of 90 ^o , then any of them is rotated around the axis of the hole of the sleeve 7 so that two flats on one of its end faces (not shown) coincide with the height of the ring 8, after which they are disconnected.

Сборка седла выполняется в обратной последовательности. Seat assembly is performed in the reverse order.

Claims

A locking device comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in which a locking body with a drive and seats with seals are located, characterized in that each seat is made in the form of a sleeve with an internal spherical surface and a ring with an external spherical surface, which is self-installing in sleeve, and the outer spherical surface of the ring is limited by its end surfaces, one of which is made sealing.