RU2171936C1

RU2171936C1 - Ball cock

Info

Publication number: RU2171936C1
Application number: RU99124883/06A
Authority: RU
Inventors: А.А. Коробов; М.Ф. Прохоров
Original assignee: Коробова Татьяна Викторовна; Прохоров Михаил Федорович
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: shut-off members for control of working medium flows in transportation systems. SUBSTANCE: ball cock has body with inlet and outlet branch pipes, sealing members and plug with straight-way hole. Body consists of two similar hollow spherical parts interconnected by larger bases. Smaller bases are connected with ends of branch pipes forming circular stages between inner surface of body and adjoining surface of branch pipe. Each circular stage houses sealing member which is pressed to plug by flexible member. Plug is made in form of hollow sphere. Diameter of straight-way hole of hollow sphere is lesser than diameter of straight-way hole of branch pipe and sealing member, respectively. Flexible member is located on side of external surface of sealing member, coaxially relative to it. Branch pipes are made from sleeve of pipe. EFFECT: simplified construction of cock; reduced usage of metal; reduced labor consumption. 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может найти применение для управления потоками рабочей среды в системах их транспортирования. The invention relates to valves and may find application for controlling the flow of a working medium in their transportation systems.

Известен шаровой кран, который может применяться в гидравлических и пневматических системах с большим числом переключений. Известный шаровой кран содержит корпус, два уплотнительных седла, между которыми имеется шаровой затвор, имеющий проходное отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру трубопровода (см. СССР а.с. 525823, F 16 К 5/06, 13.02.75 г.). Однако при работе крана при большом числе переключений при длительной эксплуатации возможна деформация уплотнителя, так как сферическая поверхность уплотнителя попадает на коническую поверхность шарового затвора. Known ball valve, which can be used in hydraulic and pneumatic systems with a large number of switching. The well-known ball valve contains a housing, two sealing seats, between which there is a ball valve having a bore, the diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline (see USSR AS 525823, F 16 K 5/06, 02/13/75,). However, during the operation of the crane with a large number of switchings during long-term operation, deformation of the seal is possible, since the spherical surface of the seal falls on the conical surface of the ball valve.

Известен шаровой кран, содержащий корпус, патрубки, шаровую пробку, уплотнители, прижимные кольца. Корпус этого крана выполнен в виде рукава вокруг крана и концов труб и прикреплен его концами к сторонам труб так, что является элементом, скрепляющим детали крана. При этом на концах труб по их окружности сформирована ступенчатая выступающая часть для кольцевого уплотнителя (см. з. 97104073/06, 17.03.97 г., F 16 К 5/06, 27/06). Однако при изготовлении такого крана требуется высокая точность изготовления его элементов, а также специализированное оборудование. Known ball valve comprising a housing, nozzles, ball plug, seals, pressure rings. The body of this crane is made in the form of a sleeve around the crane and the ends of the pipes and is attached with its ends to the sides of the pipes so that it is an element that fastens the details of the crane. At the same time, a stepped protruding part for an annular seal is formed at the ends of the pipes along their circumference (see p. 97104073/06, 03/17/97, F 16 K 5/06, 27/06). However, in the manufacture of such a crane requires high precision manufacturing of its elements, as well as specialized equipment.

Известен шаровой кран, содержащий корпус, пробку, эластичные уплотнительные элементы, входной и выходной патрубки. При этом патрубки установлены внутри корпуса и закреплены посредством кольцевой завальцовки (см. Ru, свидетельство на полезную модель N 0003019, кл. F 16 К 5/06, 11.11.93 г.). Однако этот кран достаточно трудоемок в изготовлении. Known ball valve containing a housing, plug, elastic sealing elements, inlet and outlet nozzles. In this case, the nozzles are installed inside the housing and secured by means of ring rolling (see Ru, utility certificate N 0003019, class F 16 K 5/06, 11/11/93). However, this crane is quite laborious to manufacture.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является известное из патентной литературы устройство по патенту Великобритании (GB) 1293381(А), кл. F 16 К 5/06, 18.10.1972 г., которое содержит максимальное количество сходных с заявляемым устройством признаков, а именно: оба устройства относятся к шаровым кранам, каждый из которых содержит корпус, входной и выходной патрубки, уплотнительные элементы, пробку с проходным отверстием, причем корпус выполнен из двух одинаковых полых шаровых частей, соединенных между собой по большому основанию, при этом меньшие основания соединены с концами патрубков с возможностью образования между внутренней поверхностью корпуса и прилегающей к ней поверхностью патрубка, соответственно, кольцевых ступеней, в каждой из которых расположен уплотнительный элемент, поджатый к пробке упругим элементом. Кроме этого уплотнительный элемент выполнен в виде кольца из упругодеформируемого материала и с контактирующей сферической поверхностью, повторяющей форму наружной поверхности пробки. The closest analogue to the claimed invention is known from the patent literature, the device according to the patent of Great Britain (GB) 1293381 (A), class. F 16 K 5/06, 10/18/1972, which contains the maximum number of features similar to the claimed device, namely: both devices relate to ball valves, each of which contains a housing, an inlet and an outlet pipe, sealing elements, a stopper with a passage a hole, and the housing is made of two identical hollow spherical parts interconnected on a large base, with smaller bases connected to the ends of the nozzles with the possibility of formation between the inner surface of the housing and the adjacent surface pipe, respectively, the annular steps, each of which is disposed a sealing member biased against the stopper elastic member. In addition, the sealing element is made in the form of a ring of elastically deformable material and with a contacting spherical surface that repeats the shape of the outer surface of the tube.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции крана, снижение его металлоемкости и снижение трудоемкости изготовления. The technical result of the invention is to simplify the design of the crane, reducing its metal consumption and reducing the complexity of manufacturing.

Этот результат достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, уплотнительные элементы, пробку с проходным отверстием, причем корпус выполнен из двух одинаковых полых шаровых частей, соединенных между собой по большому основанию, при этом меньшие основания соединены с концами патрубков с возможностью образования между внутренней поверхностью корпуса и прилегающей к ней поверхностью патрубка, соответственно, кольцевых ступеней, в каждой из которых расположен уплотнительный элемент, поджатый к пробке упругим элементом, согласно изобретению пробка выполнена в виде полой сферы, диаметр проходного отверстия которой меньше диаметра проходного отверстия каждого патрубка и уплотнительного элемента, соответственно, а упругий элемент расположен со стороны наружной поверхности уплотнительного элемента коаксиально последнему, при этом патрубки выполнены из гильзы трубы. This result is achieved by the fact that in a ball valve containing a housing, inlet and outlet nozzles, sealing elements, a plug with a through hole, the housing is made of two identical hollow spherical parts connected to each other on a large base, while smaller bases are connected to the ends nozzles with the possibility of formation between the inner surface of the housing and the adjacent surface of the nozzle, respectively, of annular steps, in each of which there is a sealing element, pressed against the tube e with the elastic element, according to the invention, the plug is made in the form of a hollow sphere, the diameter of the passage opening of which is smaller than the diameter of the passage hole of each pipe and the sealing element, respectively, and the elastic element is located on the side of the outer surface of the sealing element coaxially with the latter, while the pipes are made of a pipe sleeve.

Выполнение корпуса в виде двух шаровых частей, соединенных между собой посредством сварки и выполненных из гильзы трубы, существенно упрощает конструкцию корпуса крана. При этом корпус приваривается к патрубкам таким образом, что внутренняя поверхность корпуса и торцевая поверхность патрубка образуют кольцевую ступень. Высота ступени составляет 0,1-0,3 от высоты уплотнительного элемента. The execution of the body in the form of two ball parts, interconnected by welding and made of a pipe sleeve, greatly simplifies the design of the crane body. The housing is welded to the nozzles in such a way that the inner surface of the housing and the end surface of the nozzle form an annular step. The height of the step is 0.1-0.3 of the height of the sealing element.

Использование сварки при изготовлении шарового крана снижает трудоемкость его изготовления по сравнению с прототипом. The use of welding in the manufacture of a ball valve reduces the complexity of its manufacture in comparison with the prototype.

Выполнение пробки в виде полой сферы, изготовленной из гильзы трубы, уменьшает металлоемкость крана, что становится существенным при изготовлении крана, например, из гильзы трубы из нержавеющей стали. Кроме того, при изготовлении пробки не требуется сложное оборудование. Трудоемкость изготовления крана, по сравнению с прототипом, уменьшается. The implementation of the cork in the form of a hollow sphere made of a pipe sleeve reduces the metal consumption of the valve, which becomes essential in the manufacture of a valve, for example, of a pipe sleeve made of stainless steel. In addition, the manufacture of cork does not require sophisticated equipment. The complexity of manufacturing a crane, compared with the prototype, is reduced.

Выполнение проходного отверстия пробки с диаметром, меньшим на 2-4 мм, чем внутренний диаметр отверстия уплотнительного элемента, наличие у уплотнительного элемента внутренней сферической поверхности, повторяющей форму наружной поверхности пробки, позволяет исключить задир уплотнительного элемента, а также исключить заклинивание пробки. Надежность крана повышается. The passage hole of the tube with a diameter smaller by 2-4 mm than the inner diameter of the hole of the sealing element, the presence of the sealing element of the inner spherical surface, repeating the shape of the outer surface of the tube, eliminates the burr of the sealing element, and also eliminate jamming of the tube. The reliability of the crane increases.

В качестве упругодеформируемого материала для уплотнительного элемента используют, например, фторопласт. As an elasto-deformable material for a sealing element, for example, fluoroplastic is used.

Упругий элемент высокой жесткости, установленный на внешней поверхности уплотнительного элемента, коаксиально с ним, взаимодействуя с уплотнительным элементом, обеспечивает герметизацию крана. Герметичность крана и его надежность в работе увеличиваются. При этом не требуется подгонка уплотнительного элемента и пробки друг к другу. An elastic element of high rigidity mounted on the outer surface of the sealing element, coaxially with it, interacting with the sealing element, provides sealing of the valve. The tightness of the crane and its reliability in operation are increasing. It does not require fitting the sealing element and plugs to each other.

Испытания опытного образца показали, что характеристики крана, по сравнению с известными, не ухудшаются. При этом трудоемкость изготовления крана существенно уменьшается по сравнению с прототипом. Tests of the prototype showed that the characteristics of the crane, in comparison with the known, do not deteriorate. In this case, the complexity of manufacturing a crane is significantly reduced in comparison with the prototype.

Изготовление корпуса и пробки, например, из труб из коррозионностойкой стали делает шаровой кран универсальным. Кран можно использовать не только в чистых жидких и газообразных средах, но и в многокомпонентных средах, например, гидро- и пневмосмесях, а также в системах трубопроводов с химически агрессивными средами. The manufacture of the body and cork, for example, of pipes made of corrosion-resistant steel makes the ball valve universal. The valve can be used not only in clean liquid and gaseous media, but also in multicomponent media, for example, hydraulic and pneumatic mixtures, as well as in piping systems with chemically aggressive media.

На фиг. 1 представлена конструкция шарового крана в положении "Открыто", продольный разрез; на фиг. 2 - узел А. In FIG. 1 shows the design of a ball valve in the "Open" position, a longitudinal section; in FIG. 2 - node A.

Шаровой кран состоит из корпуса 1; штока 2; входного и выходного патрубков 3, 4; уплотнительных элементов 5, 6; пробки 7; упругих элементов 8, 9. The ball valve consists of a housing 1; stock 2; inlet and outlet pipes 3, 4; sealing elements 5, 6; plugs 7; elastic elements 8, 9.

Кран работает следующим образом. Кран открывает или перекрывает поток рабочей среды посредством поворота пробки 7, что осуществляется поворотом штока 2, соединенного с рукояткой (на чертеже не показана). В положении "Открыто" проходное отверстие пробки 7 совмещено с отверстиями патрубков 3, 4, и рабочая среда проходит через кран. В положении "Закрыто" пробка 7 перекрывает путь рабочей среде, а упругодеформируемая система, состоящая из уплотнительных элементов 5, 6, пробки 7 и колец 8, 9, препятствует вытеканию рабочей среды за пределы крана. The crane works as follows. The valve opens or closes the flow of the working medium by turning the plug 7, which is done by turning the rod 2 connected to the handle (not shown in the drawing). In the "Open" position, the bore of the plug 7 is aligned with the holes of the nozzles 3, 4, and the working medium passes through the valve. In the "Closed" position, the plug 7 closes the path to the working medium, and the elasto-deformable system, consisting of sealing elements 5, 6, plugs 7 and rings 8, 9, prevents the working medium from flowing out of the crane.

Предлагаемый шаровой кран простой по конструкции, менее трудоемкий при изготовлении без ухудшения рабочих характеристик, надежный, может широко использоваться в качестве запорной, регулирующей или разделительной арматуры в коммуникациях общехозяйственного назначения. The proposed ball valve is simple in design, less laborious to manufacture without compromising performance, reliable, can be widely used as shutoff, control or isolating valves in communications for general purposes.

Claims

A ball valve comprising a housing, inlet and outlet nozzles, sealing elements, a plug with a through hole, the housing being made of two identical hollow spherical parts interconnected over a large base, while smaller bases are connected to the ends of the nozzles with the possibility of formation between the inner surface the housing and the adjacent surface of the pipe, respectively, of annular steps, in each of which a sealing element is located, pressed against the tube by an elastic element, characterized in that then the plug is made in the form of a hollow sphere, the diameter of the passage opening of which is smaller than the diameter of the passage hole of each pipe and the sealing element, respectively, and the elastic element is located on the side of the outer surface of the sealing element coaxially to the latter, while the pipes are made of a pipe sleeve.