RU2135868C1

RU2135868C1 - Ball cock

Info

Publication number: RU2135868C1
Application number: RU97101536A
Authority: RU
Inventors: А.И. Мещанкин; В.В. Прошин; М.И. Ермакова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ХОРСМАШ"
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: pipe line fittings; cocks, valves and gates where ball swivel plugs with central holes are used for opening and closing the supply passage. SUBSTANCE: body of ball cock has through hole in plane perpendicular to axis of spindle where cylindrical pin is fitted for locking the spindle in the required position to avoid axial displacement; this pin runs through additional groove made in spindle. Width of this groove corresponds to diameter of pin. Pin has saddle-shaped neck in its center portion in zone of spindle groove. Radius of saddle-shaped neck corresponds to radius of lateral surface of spindle groove embraced by it. Lateral surface of spindle groove is provided with flat on one side whose depth is equal to amount of sinking of pin neck relative to its lateral cylindrical surface. Neck of pin prevents removal of pin from hole in body locking it axially in the course of operation of cock. Flat available on lateral surface of spindle groove makes it possible to dismantle spindle from body of ball cock when it is positioned opposite pin. EFFECT: ease of mounting and dismantling pin for replacement of worn seal without disconnecting the ball cock from pipe and complete disassembly of cock without shutting-off the section of pipe line where cock is fitted. Pin may extend beyond for locking the ball cock in the OPEN and CLOSED positions; special washer with two tabs bent downward is fitted directly under handle which rest against one or other projecting end of spindle, thus limiting range of turn of spindle within angle equal to 90 deg. Special washer may be made separately or integral with handle. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно, к шаровым кранам, клапанам и заслонкам, в которых для открытия и закрытия канала подачи воды или другой рабочей жидкости применяют шаровые поворотные пробки с центральным отверстием. Поворот шаровых пробок осуществляется при помощи шпинделя, один конец которого входит в паз на поверхности шаровой пробки, а другой конец соединен с рукояткой. На шпинделе установлены уплотнительные элементы, как правило, резиновые кольца, предназначенные для исключения в корпусе протечки в месте установки шпинделя. Такая конструкция шарового крана является традиционной и достаточно широко известна, например, из патента [1]. The invention relates to valves, in particular, to ball valves, valves and dampers, in which to open and close the channel for supplying water or other working fluid used rotary ball plugs with a Central hole. The rotation of ball plugs is carried out using a spindle, one end of which enters the groove on the surface of the ball plug, and the other end is connected to the handle. Sealing elements are installed on the spindle, usually rubber rings designed to prevent leaks in the casing at the installation site of the spindle. This design of a ball valve is traditional and widely known, for example, from the patent [1].

Недостатком всех известных шаровых кранов, конструкция которых аналогична описанной в патенте [1], является невозможность замены преждевременно износившегося уплотнения шпинделя путем извлечения шпинделя из корпуса без полной разработки крана. The disadvantage of all known ball valves, the design of which is similar to that described in the patent [1], is the impossibility of replacing the prematurely worn spindle seal by removing the spindle from the housing without fully developing the valve.

В изобретении [2] , принятом авторами за прототип, предпринята попытка устранить указанный недостаток путем введения в конструкцию крана ограничителя осевого перемещения шпинделя, выполненного в виде обоймы, состоящей из двух соосных втулок с торцевыми выемками, сопрягаемыми с боковой поверхностью шпинделя над его кольцевым упором. При необходимости замены уплотнения снятие шпинделя осуществляется за счет разведения втулок на величину выступов кольцевого упора шпинделя при отведенных на такое же расстояние от шаровой пробки штуцеров, которые завинчены в корпусе с двух его сторон. При разведении штуцеров происходит (на время демонтажа и монтажа штуцера) нарушение уплотнения в местах сопряжения наружной сферической поверхности шаровой пробки с седлами, установленными в штуцерах, что требует дополнительного перекрытия трубопровода перед местом установки шарового крана. Тем самым, предложенное в прототипе техническое решение хоть и устраняет необходимость полной разборки шарового крана, все же приводит к временной потере на период демонтажа шпинделя герметичности конструкции крана в местах сопряжения шаровой пробки с седлами. Кроме того, необходимость обязательного разведения штуцеров для демонтажа штуцера может привести к нарушению герметичности в местах резьбовых соединений штуцеров с корпусом крана и с трубопроводом, что также требует перекрытия участка трубопровода, в котором установлен этот кран. In the invention [2], adopted by the authors as a prototype, an attempt was made to eliminate this drawback by introducing into the crane design a spindle axial displacement limiter made in the form of a cage consisting of two coaxial bushings with end recesses mating with the side surface of the spindle above its annular stop. If it is necessary to replace the seal, the spindle is removed by expanding the bushings by the size of the protrusions of the annular stop of the spindle with the fittings allotted to the same distance from the ball plug, which are screwed into the housing from its two sides. When diluting the fittings (during dismantling and installation of the fitting), the seal is broken at the interface between the outer spherical surface of the ball plug and the seats installed in the fittings, which requires additional shutoff of the pipeline in front of the installation site of the ball valve. Thus, the technical solution proposed in the prototype, although it eliminates the need for a complete disassembly of the ball valve, nevertheless leads to a temporary loss of tightness of the valve structure at the junction of the ball plug with the seats for the period of removal of the spindle. In addition, the need for mandatory separation of the fittings for dismantling the fitting can lead to a leak in the places of threaded connections of the fittings with the valve body and the pipeline, which also requires the overlap of the pipeline section in which this valve is installed.

Предлагаемое авторами техническое решение позволяет производить монтаж и демонтаж шпинделя с целью замены его уплотнения не только без отсоединения шарового крана от трубопровода и полной разборки крана, но и без специального перекрытия того участка трубопровода, на котором установлен шаровой кран, требующий замены уплотнения шпинделя. Тем самым, устраняется присущий прототипу существенный недостаток его конструкции. The technical solution proposed by the authors allows mounting and dismounting of the spindle in order to replace its seal not only without disconnecting the ball valve from the pipeline and completely disassembling the valve, but also without special overlap of the section of the pipeline on which the ball valve is installed, requiring replacement of the spindle seal. This eliminates the inherent prototype significant disadvantage of its design.

Предлагаемое авторами техническое решение заключается в том, что в корпусе шарового крана в плоскости перпендикулярной оси шпинделя выполнено сквозное отверстие, в котором установлен цилиндрический штифт, фиксирующий положение шпинделя в корпусе от осевого перемещения и проходящий через выполненную на шпинделе выше места установки уплотнения дополнительную канавку, ширина которой соответствует диаметру штифта, при этом на штифте в средней его части в зоне канавки шпинделя выполнена шейка седловидной формы радиусом, соответствующим радиусу охватываемой ею боковой поверхности канавки шпинделя, а на боковой поверхности канавки шпинделя с одной стороны выполнена лыска глубиной, равной величине утопания шейки штифта относительно его боковой цилиндрической поверхности. Шейка на штифте не позволяет удалить штифт из отверстия корпуса и фиксирует его положение от перемещений в осевом направлении в процессе эксплуатации крана. Лыска на боковой поверхности канавки шпинделя, если шпиндель повернуть таким образом, чтобы она находилась напротив штифта, позволяет вставлять и удалять штифт из отверстия корпуса шарового крана, т.е. освобождает шпиндель для демонтажа его из корпуса шарового крана в случае необходимости замены уплотнения. The technical solution proposed by the authors consists in that a through hole is made in the housing of the ball valve in the plane of the spindle axis perpendicular to which a cylindrical pin is mounted that fixes the position of the spindle in the housing from axial movement and passes through an additional groove made on the spindle above the installation location of the seal, width which corresponds to the diameter of the pin, while on the pin in its middle part in the zone of the spindle groove, a saddle-shaped neck with a radius corresponding to the radius of the lateral surface of the spindle groove covered by it, and on the side surface of the spindle groove, on one side, a flat is made with a depth equal to the value of the drowning of the pin neck relative to its lateral cylindrical surface. The neck on the pin does not allow the pin to be removed from the housing opening and fixes its position from axial movements during crane operation. The flats on the side surface of the spindle groove, if the spindle is rotated so that it is opposite the pin, allows you to insert and remove the pin from the opening of the ball valve body, i.e. releases the spindle for dismounting it from the ball valve body if it is necessary to replace the seal.

Для фиксации положений "Открыто" и "Закрыто" шарового крана штифт может быть выполнен выступающим с двух сторон за корпус, а на шпинделе непосредственно под рукояткой устанавливается специальная шайба с двумя загнутыми вниз крылышками, упирающимися при повороте шпинделя попеременно в один или другой выступающий конец штифта и ограничивающими тем самым диапазон поворота шпинделя углом 90^o. Специальная шайба может выполняться как отдельно, так и за одно целое с рукояткой.To fix the "Open" and "Closed" positions of the ball valve, the pin can be made protruding from two sides of the housing, and a special washer is installed on the spindle directly under the handle with two wings folded downward, resting when turning the spindle alternately in one or the other protruding end of the pin and thereby limiting the range of rotation of the spindle angle of 90 ^o . A special washer can be performed both separately and in one piece with the handle.

Сущность предлагаемого авторами изобретения поясняется прилагаемым к заявке иллюстративным материалом. The essence of the proposed inventors is illustrated by the accompanying illustrative material.

На фиг. 1 показан общий вид шарового крана, который состоит из корпуса 1 с размещенными в нем шаровой поворотной пробкой 2, установленной между двумя седлами 3, муфтой 4 и шпинделем 5 с уплотнением 6. Шпиндель 5 зафиксирован от осевого перемещения с помощью штифта 7, который установлен в отверстии корпуса 1. Шпиндель 5 одним своим концом связан с шаровой поворотной пробкой 2, а другим концом связан с рукояткой 8. Под рукояткой 8 на шпинделе установлена шайба 9, у которой имеется два загнутых вниз крылышка, назначение которых ограничивать диапазон углового поворота шаровой пробки 2, фиксируя ее в двух крайних положениях, одно из которых соответствует положению шарового крана "открыто", а другое - положению "закрыто". In FIG. 1 shows a general view of a ball valve, which consists of a housing 1 with a ball rotary plug 2 located therein, mounted between two saddles 3, a sleeve 4 and a spindle 5 with a seal 6. The spindle 5 is fixed from axial movement by means of a pin 7, which is installed in the holes of the housing 1. The spindle 5 is connected at one end to a ball rotary plug 2, and at the other end to a handle 8. Under the handle 8, a washer 9 is installed on the spindle, which has two downward curved wings, the purpose of which is to limit the range of angular Gate ball plug 2, locking it in the two extreme positions, one of which corresponds to the position of the ball valve "open" and the other - the position "closed".

На фиг. 2 и 3 изображено сечение А-А на фиг. 1 шарового крана в плоскости, проходящей через штифт и канавку шпинделя, при разном положении лыски Б шпинделя относительно штифта 7. На фиг. 2 взаимное расположение штифта и лыски на шпинделе соответствует рабочему режиму эксплуатации шарового крана. На фиг. 2 взаимное расположение штифта и лыски соответствует ситуации, при которой производится демонтаж шпинделя 5 с целью замены уплотнения 6. In FIG. 2 and 3, section AA is shown in FIG. 1 of a ball valve in a plane passing through the pin and spindle groove, at different positions of the flange B of the spindle relative to pin 7. In FIG. 2 the relative position of the pin and flats on the spindle corresponds to the operating mode of operation of the ball valve. In FIG. 2, the relative position of the pin and flats corresponds to the situation in which the spindle 5 is dismantled in order to replace the seal 6.

Сборка шарового крана производится в следующей последовательности. В корпус 1 устанавливают последовательно седло 3, шаровую поворотную пробку 2 и еще одно седло 3, которые прижимают друг к другу при помощи муфты 4. Затем в корпус вставляют шпиндель 5 с уплотнением 6 так, чтобы конец шпинделя попал в паз на наружной сферической поверхности шаровой пробки 2. Шпиндель ориентируют в корпусе в таком положении, при котором лыска Б, выполненная в его кольцевой проточке, была повернута в сторону отверстия в корпусе для установки штифта 7. В отверстие корпуса вставляют штифт 7, затем шпиндель поворачивают на 180 градусов для того, чтобы лыска оказалась на противоположной стороне по отношению к штифту, как показано на фиг. 2. Затем на шпиндель надевают шайбу 9 и рукоятку 8. Кран готов к эксплуатации. Assembly of the ball valve is carried out in the following sequence. A saddle 3, a rotary ball plug 2, and another saddle 3 are mounted sequentially into the housing 1, which are pressed against each other by means of the coupling 4. Then, the spindle 5 with seal 6 is inserted into the housing so that the end of the spindle falls into the groove on the outer spherical surface of the ball plugs 2. The spindle is oriented in the housing in such a position that the flat B, made in its annular groove, is turned towards the hole in the housing for installing the pin 7. Insert the pin 7 into the hole of the housing, then the spindle is rotated 180 degrees In order for the flat to be on the opposite side with respect to the pin, as shown in FIG. 2. Then put the washer 9 and the handle 8. onto the spindle. The crane is ready for operation.

Если возникла ситуация, при которой требуется замена износившегося уплотнения 6, то выполняется следующий порядок операций. Шаровой кран устанавливают в положение "закрыто". Снимают рукоятку 8 и шайбу 9, затем рукоятку 8 ставят обратно и поворачивают ее на 180^o (направление поворота не имеет значения). Тем самым шаровой кран находится в положении "Закрыто", а лыска Б на шпинделе располагается напротив штифта, как это показано на фиг. 3. Теперь штифт 7 можно удалить из отверстия на корпусе, освободив тем самым шпиндель 5. Шпиндель вместе с уплотнением демонтируется из корпуса шарового крана. Производится замена изношенного уплотнения. Монтаж шпинделя и подготовка крана к эксплуатации производятся в обратной последовательности операций.If a situation has arisen in which replacement of the worn seal 6 is required, then the following procedure is performed. The ball valve is set to the closed position. Remove the handle 8 and the washer 9, then put the handle 8 back and rotate it 180 ^o (the direction of rotation does not matter). Thus, the ball valve is in the “Closed” position, and the flat B on the spindle is opposite the pin, as shown in FIG. 3. Now the pin 7 can be removed from the hole on the housing, thereby freeing the spindle 5. The spindle, together with the seal, is removed from the ball valve housing. A worn seal is replaced. Mounting the spindle and preparing the crane for operation are carried out in the reverse sequence of operations.

Как следует из приведенного выше описания, предложенное авторами техническое решение позволяет производить замену изношенного уплотнения шпинделя не только без полной разборки шарового крана, но и без нарушения герметичности стыковочных узлов внутри крана и в местах его присоединения к трубопроводу, а также, что существенным образом отличает его от всех известных конструкций шаровых кранов, и без отключения участка трубопровода, на котором установлен шаровой кран, требующий замены уплотнения. As follows from the above description, the technical solution proposed by the authors allows replacing a worn spindle seal not only without completely disassembling the ball valve, but also without violating the tightness of the connecting nodes inside the valve and at the points of its attachment to the pipeline, and also, which significantly distinguishes it from all known designs of ball valves, and without disconnecting the pipeline section on which the ball valve is installed, requiring replacement of the seal.

Источники информации
1. Патент ФРГ N DE 412473 F 16 K 5/06, 1994.Sources of information
1. The patent of Germany N DE 412473 F 16 K 5/06, 1994.

Авторское свидетельство СССР N 1330392, F 16 K 5/06, 1987. USSR author's certificate N 1330392, F 16 K 5/06, 1987.

Claims

1. A ball valve comprising a housing with a ball plug and a spindle installed therein between the seats, provided with a seal and connected to a handle, characterized in that a through hole is made in the housing in a plane perpendicular to the axis of the spindle, in which a cylindrical pin is installed, which fixes the position of the spindle in the housing from axial movement and passing through an additional groove made on the spindle above the seat of the seal, the width of which corresponds to the diameter of the pin, while on the pin in the middle part in the area of the spindle groove is made of a saddle-shaped neck with a radius corresponding to the radius of the lateral surface of the spindle groove covered by it, and on the side surface of the spindle groove, on one side, a flat is made with a depth equal to the value of drowning of the pin neck relative to its lateral cylindrical surface.

2. A ball valve according to claim 1, characterized in that the pin is protruding from two sides of the housing, and on the spindle directly under the handle there is a special washer with two wings folded downward, abutting when turning the spindle alternately at one or the other protruding end of the pin and thereby limiting the range of rotation of the spindle by an angle of 90 ^o , corresponding to the extreme values of the specified range of the provisions "Open" and "Closed" of the ball valve.

3. Ball valve according to claim 2, characterized in that the special washer is made in one piece with the handle.