RU2171935C2 - Double-acting ball cock for operation at high pressures - Google Patents
Double-acting ball cock for operation at high pressures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171935C2 RU2171935C2 RU99119451A RU99119451A RU2171935C2 RU 2171935 C2 RU2171935 C2 RU 2171935C2 RU 99119451 A RU99119451 A RU 99119451A RU 99119451 A RU99119451 A RU 99119451A RU 2171935 C2 RU2171935 C2 RU 2171935C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- gasket
- shut
- seal
- outer diameter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве запорного устройства в трубопроводах, транспортирующих коррозионно-активные среды или природный газ с высоким давлением. The invention relates to valve engineering and can be used as a locking device in pipelines transporting corrosive media or natural gas with high pressure.
Известен шаровой кран, содержащий корпус, два подвижных резьбовых патрубка с уплотнительными кольцами - седлами, шаровой затвор с центральным проходным отверстием, приводной вал, входящий в углубление шарового затвора, с возможностью поворота последнего на 90o.Known ball valve containing a housing, two movable threaded nozzles with o-rings - seats, a ball valve with a central passage hole, a drive shaft that is included in the recess of the ball valve, with the possibility of rotation of the latter by 90 o .
Когда оси патрубков и ось отверстия шарового затвора соосны - кран открыт. При закрытом кране ось отверстия шарового затвора перпендикулярна к общей оси патрубков. When the axis of the nozzles and the axis of the hole of the ball valve are aligned - the valve is open. With the valve closed, the axis of the ball valve hole is perpendicular to the common axis of the nozzles.
В известной конструкции предусмотрена возможность компенсации износа уплотнений - седел путем осевого смещения патрубков в условиях эксплуатации. Для компенсации износа уплотнений - седел производится подтяжка резьбовых патрубков с помощью резьбовых втулок, наружная и внутренняя резьба на которых выполнена с различным шагом (А.С. N 1651003, кл. F 16 K 5/06, 02.08.89). In the known design, it is possible to compensate for the wear of seals - seats by axial displacement of the pipes in operating conditions. To compensate for the wear of the seals - saddles, the threaded pipes are tightened with threaded bushings, the external and internal threads of which are made with different steps (A.S. N 1651003, class F 16 K 5/06, 02.08.89).
Недостатками известного крана являются его невысокая надежность и низкая эффективность работы из-за частых ручных регулировок (подтяжек) резьбовых втулок, вызывающих большие неудобства в обслуживании систем, в которых применяются эти краны. The disadvantages of the known crane are its low reliability and low efficiency due to the frequent manual adjustments (suspenders) of the threaded bushings, causing great inconvenience in servicing the systems in which these cranes are used.
Известен также шаровой кран, содержащий корпус с впускным и выпускным участками (штуцерами) для прохода среды, сообщающимися между собой через разделяющую их полость, управляющий вал, шаровой запорный орган со сквозным продольным отверстием, два упруго нагруженных седла с уплотнителями, соприкасающимися с запорным органом с обеих сторон. Седла с уплотнителями в блоке поджаты упруго нагруженным поджимным устройством, состоящим из набора тарельчатых пружин, размещенных в цилиндрических расточках впускного и выпускного штуцеров (А.С. N 1523815, кл. 4F 16 К 5/06, 16.01.88). Also known is a ball valve containing a housing with inlet and outlet sections (fittings) for medium passage, communicating with each other through a cavity separating them, a control shaft, a ball locking element with a through longitudinal hole, two elastically loaded saddles with seals in contact with the locking element with both sides. The saddles with seals in the block are preloaded by an elastically loaded clamping device consisting of a set of Belleville springs placed in cylindrical bores of the inlet and outlet fittings (A.S. N 1523815, class 4F 16 K 5/06, 16.01.88).
Такая конструкция поджимного устройства обеспечивает автоматическую компенсацию износа уплотнителей седел в эксплуатации, но не исключает недостаток, заключающийся в сложности конструкции, обусловленный наличием большого количества сопрягаемых узлов и деталей, что в совокупности снижает надежность крана. This design of the squeezing device provides automatic compensation for wear of seat seals in operation, but does not exclude the disadvantage of design complexity due to the presence of a large number of mating units and parts, which together reduces the reliability of the valve.
Наиболее близким по технической сущности является шаровой кран, содержащий корпус, управляющий шток, запорный шар, два подвижных кольцевых седла-уплотнителя, одно из которых установлено в цилиндрической расточке корпуса, а другое - в цилиндрической расточке подвижной втулки с уплотнительным кольцом на наружной цилиндрической поверхности. Подвижные кольцевые седла-уплотнители упруго поджаты к поверхности запорного шара уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения, расположенными в трапецеидальных торцевых канавках седел (патент Великобритании (GB) 2201231 A, кл. F 16 K 5/06, 24.08.1988). The closest in technical essence is a ball valve containing a housing, a control rod, a locking ball, two movable annular seal seats, one of which is installed in a cylindrical bore of the housing, and the other in a cylindrical bore of a movable sleeve with a sealing ring on the outer cylindrical surface. The movable ring seat-seals are elastically pressed to the surface of the locking ball by O-rings in the trapezoidal end grooves of the seats (GB patent 2201231 A, class F 16 K 5/06, 08/24/1988).
Под действием упругих сил уплотнительных колец круглого сечения происходит автоматическая компенсация износа седел крана, однако ограниченная величина усилия поджатия, зависящая от начального установленного натяга, в процессе работы непропорционально снижается и становится недостаточной для обеспечения герметичности шарового затвора в необходимом эксплуатационном диапазоне температур окружающей среды - от минус 50oC до +65oC в течение установленного гарантийного ресурса.Under the action of the elastic forces of the O-rings, the valve seats are automatically compensated for wear, however, the limited amount of preload force, which depends on the initial installed interference, is disproportionately reduced during operation and becomes insufficient to ensure the tightness of the ball valve in the required operating temperature range - from minus 50 o C to +65 o C during the specified warranty period.
Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции шарового крана. The objective of the invention is to increase reliability and simplify the design of a ball valve.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом шаровом кране, содержащем корпус с впускным и выпускным участками, сообщающимися через разделяющую их полость, шаровой запорный орган со сквозным продольным отверстием и возможностью поворота на 90o, с положениями "открыто" и "закрыто", двух подвижных, упруго нагруженных поджимными устройствами седел-уплотнителей, расположенных по обеим сторонам запорного органа с центральными вогнутыми участками, полностью соприкасающимися с поверхностью запорного органа, одно седло установлено в цилиндрической расточке корпуса, другое - в цилиндрической расточке подвижной резьбовой пробки с уплотнительным кольцом на наружной цилиндрической поверхности, согласно изобретению, поджимное устройство для седел-уплотнителей выполнено в виде кольцевой плоской прокладки из жесткого упругого эластомерного материала, установленной со стороны опорного торца седла и имеющей в радиальном сечении прямоугольную форму с наружным диаметром, равным наружному диаметру седла-уплотнителя и внутренним диаметром, выполненным в соответствии с соотношением:
Дн/Дв = 1,3 - 1,4,
где Дн - наружный диаметр прокладки,
Дв - внутренний диаметр прокладки,
а у седла-уплотнителя со стороны установки плоской прокладки выполнен цилиндрический концентрично расположенный выступ с наружной поверхностью, образующей с внутренней поверхностью прокладки гарантированный кольцевой зазор для перемещения последней.The technical result is achieved by the fact that in the proposed ball valve comprising a housing with inlet and outlet sections communicating through a cavity separating them, a ball locking element with a through longitudinal hole and the ability to rotate 90 o , with the positions "open" and "closed", two movable, elastically loaded with compressive devices saddle seals located on both sides of the locking body with central concave sections that are completely in contact with the surface of the locking body, one saddle is installed about in a cylindrical bore of the body, another in a cylindrical bore of a movable threaded plug with a sealing ring on the outer cylindrical surface, according to the invention, the clamping device for the seat-seals is made in the form of an annular flat gasket of a rigid elastic elastomeric material mounted on the side of the saddle end face and having a radial section of a rectangular shape with an outer diameter equal to the outer diameter of the seal seat and inner diameter made in accordance relationship:
D n / a in = 1.3 - 1.4,
where D n - the outer diameter of the gasket,
D in - the inner diameter of the gasket,
and at the seal seat, on the installation side of the flat gasket, a cylindrical concentrically arranged protrusion is made with an outer surface forming a guaranteed annular gap with the inner surface of the gasket for moving the latter.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый шаровой кран отличается тем, что поджимное устройство седла к запорному органу выполнено в виде кольцевой плоской упругой прокладки, имеющей в сечении прямоугольную форму с наружным диаметром, равным диаметру седла-уплотнителя, и внутренним диаметром, выполненным в соответствии с соотношением:
Дн/Дв = 1,3 - 1,4,
где Дн - наружный диаметр прокладки;
Дв - внутренний диаметр прокладки.Comparative analysis with the prototype shows that the proposed ball valve is characterized in that the clamping device of the seat to the locking body is made in the form of an annular flat elastic gasket having a rectangular cross-section with an outer diameter equal to the diameter of the seal seat and an inner diameter made in accordance with the ratio:
D n / a in = 1.3 - 1.4,
where D n - the outer diameter of the gasket;
D in - the inner diameter of the gasket.
Таким образом, предлагаемый шаровой кран соответствует критерию "новизна". Thus, the proposed ball valve meets the criterion of "novelty."
Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this area did not reveal the signs that distinguish the proposed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 показан шаровой кран двухстороннего действия в закрытом положении, общий вид, разрез; на фиг. 2 - общий вид, разрез крана в открытом положении; на фиг. 3 - место А фиг. 1. In FIG. 1 shows a double-acting ball valve in the closed position, general view, section; in FIG. 2 - general view, section of the crane in the open position; in FIG. 3 - place A of FIG. 1.
Шаровой кран содержит корпус 1 с отверстием 2 для прохода рабочей среды с одной стороны и установленную в корпусе подвижную резьбовую пробку 3 с уплотнительным кольцом на наружной цилиндрической поверхности и отверстием 4 для прохода рабочей среды с другой стороны. Участки крана, соединенные с отверстиями 2 и 4, сообщаются между собой через разделяющую их цилиндрическую полость 5, в которой размещен шаровой запорный орган 6 с продольным сквозным отверстием 7 для прохода рабочей среды с возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол 90o с помощью приводного вала 8 с ручкой 9 через нижний профильный кулачок 10, плотно входящий в диаметральное углубление 11 запорного органа 6.The ball valve comprises a housing 1 with an opening 2 for passage of the working medium on one side and a movable threaded plug 3 installed in the housing with a sealing ring on the outer cylindrical surface and an opening 4 for passing the working medium on the other side. The crane sections connected to the openings 2 and 4 communicate with each other through a cylindrical cavity 5 separating them, in which a ball locking element 6 with a longitudinal through
Приводной вал 8 в корпусе 1 удерживается от осевых сил давления рабочей среды замковой пластиной 12, прикрепленной к корпусу винтами 13 и 14. В головку приводного вала 8 консольно запрессованы 2 цилиндрических штифта 15, ограничивающие поворот вала до 90o с упором в цилиндрическую головку крепежного винта 13. По обеим сторонам запорного органа 6 расположены два аксиально-подвижных седла-уплотнителя 16 с вогнутыми участками, полностью соприкасающимися с шаровой поверхностью запорного органа 6. Одно седло 16 установлено в цилиндрической расточке корпуса крана 1, другое - в цилиндрической расточке подвижной резьбовой пробки 3. Седла 16 упруго поджаты к запорному органу поджимными устройствами, выполненными в виде кольцевых плоских уплотнительных прокладок 17 из жесткого упругого эластомерного материала, обеспечивающих предварительное упругое поджатие седел к запорному органу 6 с силой, пропорциональной величине момента затяжки резьбовой пробки 3.The drive shaft 8 in the housing 1 is kept from the axial forces of the working medium by a locking plate 12 attached to the housing by screws 13 and 14. Two cylindrical pins 15 are canted into the head of the drive shaft 8, restricting the rotation of the shaft to 90 o with an emphasis on the cylindrical head of the fixing screw 13. On both sides of the locking member 6 are two axially movable saddles-seals 16 with concave sections that are completely in contact with the ball surface of the locking member 6. One saddle 16 is installed in a cylindrical bore of the core of the crane 1, the other in the cylindrical bore of the movable threaded plug 3. Seats 16 are elastically pressed to the locking body by compression devices made in the form of annular flat sealing gaskets 17 of rigid elastic elastomeric material, providing preliminary elastic pressing of the seats against the locking body 6 with force, proportional to the tightening torque of the screw plug 3.
В седле 16 со стороны установки плоской прокладки выполнен цилиндрический концентрично расположенный выступ 18. Между наружной поверхностью выступа и внутренней поверхностью плоской прокладки 17 образован гарантированный кольцевой зазор 19 для перемещения последней. In the saddle 16, on the installation side of the flat gasket, a cylindrical concentrically arranged
Высота выступа 18 выполнена меньше высоты сечения плоской прокладки, за счет чего образован установочный кольцевой зазор 20. The height of the
Кран работает следующим образом:
В закрытом положении сквозное проходное отверстие 7 запорного органа 6 перпендикулярно оси корпуса и общей оси впускного и выпускного участков 2 и 4. Ручка 9 приводного вала 8 также находится в положении, перпендикулярном оси корпуса 1, т. е. направлению движения рабочей среды. Запорный орган 6 своей сферической поверхностью под давлением рабочей среды прижимается к одному из упруго поджатых поджимным устройством к сферическому седлу и перекрывает отверстие выходного участка крана.The crane works as follows:
In the closed position, the
Поджимное устройство - кольцевая плоская эластомерная прокладка 17, воспринимая нагрузку запорного органа 6 через аксиально-подвижное седло-уплотнитель 16, упруго деформируясь, обеспечивает герметичность по наружному контуру седла 16 и автоматическую компенсацию износа его рабочей сферы. The pressing device is an annular flat elastomeric gasket 17, perceiving the load of the locking member 6 through an axially movable seat-seal 16, elastically deformed, provides tightness along the outer contour of the seat 16 and automatic compensation of wear of its working sphere.
Благодаря жесткой упругой характеристике поджимное устройство сохраняет при работе крана заданную величину усилия предварительного поджатия седла 16 к запорному органу 6, что обеспечивает требуемый уровень герметичности в течение всего установленного ресурса в диапазоне температур окружающей среды от минус 50oC до +65oC.Due to the rigid elastic characteristic, the squeezing device retains, when the crane is operating, the predetermined amount of preload force of the seat 16 to the locking member 6, which ensures the required level of tightness over the entire set life in the ambient temperature range from minus 50 o C to +65 o C.
При работе крана при больших давлениях и высоких положительных температурах, когда происходит максимальная деформация прокладки 17, ее внутренняя поверхность перемещается в кольцевом зазоре 19, чем исключается увеличение момента поворота или заклинивание запорного органа 6 из-за повышения трения. Цилиндрический концентрично расположенный выступ 18 седла со стороны опорного торца исключает выдавливание плоской прокладки 17 от сил давления среды в канал - проходное сечение крана, а установочный кольцевой зазор 20 обеспечивает необходимую деформацию прокладки 17 при работе крана. When the crane is operating at high pressures and high positive temperatures, when the gasket 17 deforms maximally, its inner surface moves in the
При открытом положении крана, когда отверстие 7 запорного органа 6 соосно впускному и выпускному отверстиям 2 и 4, а ручка 9 приводного вала 8 параллельна оси корпуса, происходит беспрепятственное прохождение рабочей среды через кран. In the open position of the crane, when the
Шаровой кран позволяет упростить конструкцию, повысить надежность его работы в условиях значительных температурных и механических воздействий, что подтверждается актами по результатам проведенных заводских испытаний N Л524.99.32, Л524.99.37, Л524.99.38 и длительным опытом эксплуатации. The ball valve allows to simplify the design, increase the reliability of its operation under conditions of significant temperature and mechanical stresses, which is confirmed by acts based on the results of factory tests N L524.99.32, L524.99.37, L524.99.38 and long-term operating experience.
Claims (1)
Дн/Дв = 1,3 - 1,4,
где Дн - наружный диаметр прокладки;
Дв - внутренний диаметр прокладки,
а у седла-уплотнителя со стороны установки плоской прокладки выполнен цилиндрический концентрично расположенный выступ с наружной поверхностью, образующей с внутренней поверхностью прокладки гарантированный кольцевой зазор для перемещения последней.A ball valve containing a housing with inlet and outlet sections for the passage of the medium, communicating with each other through a cavity separating them, a drive shaft with a handle, a ball valve with a through longitudinal hole and the ability to rotate in a vertical plane at an angle of 90 o between the first position of the valve "open ", in which the opening of the locking element is coaxial with the inlet and outlet sections, and the second position of the valve is" closed ", in which the axis of the opening of the locking element is perpendicular to the axis of the housing, two movable are elastically loaded x compression devices of the seat-seal located on both sides of the locking body with central concave sections completely in contact with the surface of the locking body, one seat is installed in a cylindrical bore of the housing, the other in a cylindrical bore of a movable screw plug with a sealing ring on the outer cylindrical surface, characterized the fact that the clamping device of the seat-seal is made in the form of an annular flat strip of rigid elastic elastomeric material, setting ennoy side seat support and having in radial section a rectangular shape with an outer diameter equal to the outer diameter of the seal seat and the inner formed in accordance with the relation
D n / a in = 1.3 - 1.4,
where D n - the outer diameter of the gasket;
D in - the inner diameter of the gasket,
and at the seal seat, on the installation side of the flat gasket, a cylindrical concentrically arranged protrusion is made with an outer surface forming a guaranteed annular gap with the inner surface of the gasket for moving the latter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119451A RU2171935C2 (en) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | Double-acting ball cock for operation at high pressures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119451A RU2171935C2 (en) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | Double-acting ball cock for operation at high pressures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99119451A RU99119451A (en) | 2001-06-27 |
RU2171935C2 true RU2171935C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=48231271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99119451A RU2171935C2 (en) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | Double-acting ball cock for operation at high pressures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2171935C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517467C2 (en) * | 2012-05-23 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Ball valve |
-
1999
- 1999-09-08 RU RU99119451A patent/RU2171935C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517467C2 (en) * | 2012-05-23 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Ball valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4281819A (en) | Balanced stem gate valve | |
US5056758A (en) | Valve stem packing structure | |
US7635113B2 (en) | Ball valve seat arrangement | |
US3883112A (en) | Plug valve having composite seat element | |
US4363465A (en) | Extreme temperature, high pressure balanced, rising stem gate valve with super preloaded, stacked, solid lubricated, metal-to-metal seal | |
US5145150A (en) | Valve with metal-to-metal sealing means | |
US4570942A (en) | Dual diameter valve stem packing | |
CA2749374A1 (en) | Valve having high pressure and low pressure seals | |
US6254060B1 (en) | Gate assembly for a double disk gate valve | |
EP0701079A1 (en) | Backseat assembly for an expanding gate valve | |
EP0592056A2 (en) | Ball valve | |
US4630629A (en) | Valve with compressible valve stem and valve body seals | |
US4356996A (en) | High pressure globe and check valve | |
US3078065A (en) | Ball valve actuator | |
RU2171935C2 (en) | Double-acting ball cock for operation at high pressures | |
US7201188B2 (en) | Fluted reciprocating ball valve | |
RU2232328C2 (en) | Shut-off adjusting valve | |
RU2313713C2 (en) | Check valve with axial direction of flow | |
RU2302574C1 (en) | Globe valve | |
RU2153115C2 (en) | Wedge gate valve with self-setting seats | |
KR200334648Y1 (en) | Segment plug type double eccentric metal seat ball valve | |
US9360122B2 (en) | Expanding disk gate valve | |
RU2267683C1 (en) | Double-acting high pressure ball cock | |
RU2224939C2 (en) | Double acting ball cock for operation at high pressures | |
EP0587006B1 (en) | Re-energizable valve and valve seats |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090909 |