RU2204756C1

RU2204756C1 - Distance piece for shut-off gate

Info

Publication number: RU2204756C1
Application number: RU2001134966/06A
Authority: RU
Inventors: А.П. Андреев; Б.В. Бурмистров; И.А. Гусев; В.В. Ермолаев
Original assignee: Андреев Александр Павлович; Бурмистров Борис Владимирович; Гусев Игорь Александрович; Ермолаев Владимир Викторович
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: manufacture of fittings; shutting-off working media in various industries. SUBSTANCE: proposed distance piece has body with open circular slot in its end surface. Body consists of two parts in cross section: rectangular part for reinforced graphite filler and trapezium part widening towards open side. Body is provided with cover having circular projection which is received by second part of circular slot. Cross section of circular projection is decreasing towards cover mounted on body at spaced relation. Ratio of clearance to diameter of distance ring ranges from 0.005 to 0.05. EFFECT: enhanced tightness due to increased force of sealing-up. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве распорного кольца для запорной задвижки, предназначенной для перекрытия рабочей среды в различных отраслях народного хозяйства. The invention relates to valve manufacturing and can be used as a spacer ring for a gate valve, designed to shut off the working environment in various sectors of the economy.

Известно распорное устройство для запорной задвижки, содержащей корпус с размещенными в нем и связанными со шпинделем клиновидными дисками с наружными уплотнительными поверхностями (см. SU 1513279, кл. F 16 К 3/14, опубл. 07.10.1989). A spacer device for a gate valve is known, comprising a housing with wedge-shaped disks located in it and connected to the spindle with external sealing surfaces (see SU 1513279, class F 16 K 3/14, publ. 07.10.1989).

Указанная задвижка не обеспечивает достаточную герметичность уплотнения. The specified valve does not provide sufficient tightness of the seal.

Известно также распорное устройство для запорной задвижки, которая содержит корпус с приваренными седлами, установленный в корпусе клиновой затвор в виде двух самоустанавливающихся тарелок с наружными уплотнительными поверхностями, соединенных с поступательно перемещаемым шпинделем посредством байонетного замка, причем между тарелками во взаимных канавках установлено распорное устройство (см. SU 1222206, МКИ кл. F 16 К 3/14, опубл. 30.03.1986). A spacer device for a gate valve is also known, which comprises a body with welded seats, a wedge gate installed in the body in the form of two self-aligning plates with external sealing surfaces connected to a translationally moving spindle by means of a bayonet lock, and a spacer is installed between the plates in the mutual grooves (see SU 1222206, MKI class F 16 K 3/14, publ. 30.03.1986).

Недостатком ее является возможное появление ситуаций в процессе эксплуатации изделия, заключающихся в неравномерном усилии прижатия тарелок к седлам ввиду того, что цельное распорное устройство обладает одинаковым усилием, действующим на поверхность самоустанавливающихся тарелок. Its disadvantage is the possible occurrence of situations during operation of the product, consisting in an uneven force of pressing the plates to the saddles due to the fact that the one-piece spacer device has the same force acting on the surface of the self-aligning plates.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка распорного кольца, обладающего дифференцированным распределением распорного усилия в зависимости от реакции со стороны самоустанавливающихся тарелок, обеспечивая тем самым повышение надежности, увеличение срока службы и расширение технических возможностей, особенно в условиях установки их в системах безопасности АЭС. The problem to which the present invention is directed is the development of a spacer ring having a differentiated distribution of the spacer force depending on the reaction of the self-aligning plates, thereby increasing reliability, increasing the service life and expanding technical capabilities, especially when installing them in security systems NUCLEAR POWER STATION.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении компенсации технологических неровностей самоустанавливающихся тарелок, разжимаемых распорным кольцом в первый момент взаимодействия задвижки с седлами, и равномерного прижатия тарелок задвижки к седлам при полном перекрытии проходного отверстия клапана, повышая его герметичность. Кроме этого, изобретение выполняет роль температурного компенсатора, т.е. обеспечивает компенсирование изменений распорного усилия в зависимости от изменения температуры в процессе функционирования запорного клапана. The technical result of the invention is to provide compensation for technological irregularities of the self-aligning plates, expandable by a spacer ring at the first moment of interaction of the valve with the seats, and uniformly pressing the valve plates to the seats while completely closing the valve bore, increasing its tightness. In addition, the invention plays the role of a temperature compensator, i.e. provides compensation for changes in the spacer effort depending on the temperature change during the operation of the shut-off valve.

Для достижения указанного технического результата распорное устройство для запорной задвижки содержит корпус кольцеобразной формы с открытым к его торцевой поверхности кольцевым пазом, выполненным в поперечном сечении из двух частей: прямоугольной формы для размещения армированного графитового наполнителя и в виде трапеции, расширяющейся к открытой стороне, и крышку в виде кольца с кольцевым выступом, выполненным с возможностью размещения во второй части кольцевого паза, при этом поперечное сечение кольцевого выступа выполнено уменьшающимся к крышке, установленной на корпусе с зазором, при этом отношение зазора к диаметру распорного кольца определяют из диапазона 0,005 - 0,05. To achieve the technical result, the spacer for the gate valve comprises a ring-shaped body with an annular groove open to its end surface, made in cross section of two parts: a rectangular shape for accommodating a reinforced graphite filler and in the form of a trapezoid expanding to the open side, and a cover in the form of a ring with an annular protrusion made with the possibility of placement in the second part of the annular groove, while the cross section of the annular protrusion is smart which fits to the cover mounted on the housing with a gap, while the ratio of the gap to the diameter of the spacer ring is determined from the range of 0.005 - 0.05.

Кроме этого, целесообразно, чтобы графитовый армированный наполнитель был бы выполнен в виде кольцевого элемента прямоугольного сечения из прессованного графита с кожухом, расположенным по меньшей мере с одной торцевой стороны для контактирования с кольцевым выступом крышки. In addition, it is advisable that the graphite reinforced filler be made in the form of an annular element of rectangular cross section from extruded graphite with a casing located at least on one end side for contacting with the annular protrusion of the lid.

Целесообразно, чтобы корпус имел бы в поперечном сечении форму прямоугольника, а кольцевой паз был бы расположен ближе к его периферии. It is advisable that the body would have a cross-section in the shape of a rectangle, and the annular groove would be located closer to its periphery.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для дифференцированного распределения распорного усилия по всей площади прижатия к седлу и повышения герметичности уплотнения. The indicated features are essential and interconnected causally with the formation of a set of essential features sufficient for the differentiated distribution of the spacer force over the entire area of pressing against the saddle and to increase the tightness of the seal.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг.1 общий вид запорной задвижки с распорным устройством в сборе;
на фиг.2 - конструктивное выполнение распорного устройства;
на фиг.3 - общий вид корпуса распорного устройства;
на фиг.4 - фрагмент А по фиг.2 (увеличено).The invention is illustrated by drawings:
figure 1 a General view of the gate valve with the spacer assembly;
figure 2 - structural embodiment of the spacer device;
figure 3 is a General view of the housing of the spacer device;
figure 4 - fragment a in figure 2 (enlarged).

Запорная задвижка содержит корпус 1 (фиг.1, 2, 3), в котором установлены приваренные седла 2. В корпусе 1 установлен клиновой затвор 3, который выполнен в виде двух самоустанавливающихся тарелок 4, имеющих наружные уплотнительные поверхности 5 и шарнирно соединенных с поступательно перемещаемым шпинделем 6 посредством байонетного замка 7. Между тарелками 4 во взаимных канавках установлено распорное устройство 8. The gate valve comprises a housing 1 (Figs. 1, 2, 3), in which welded seats 2 are installed. A wedge gate 3 is installed in the housing 1, which is made in the form of two self-aligning plates 4 having external sealing surfaces 5 and pivotally connected to a translationally movable spindle 6 by means of a bayonet lock 7. Between the plates 4 in the mutual grooves installed spacer 8.

В представленном примере реализации изобретения перекрытие потока осуществляется двумя самоустанавливающимися тарелками 4. Наличие двух тарелок 4 гарантирует плотность перекрытия среды при любом направлении потока. Тарелки 4 закреплены в обойме посредством байонетного замка 7. Распорное усилие передается на тарелки 4 распорным устройством 8. In the presented example implementation of the invention, the flow is blocked by two self-aligning plates 4. The presence of two plates 4 guarantees the density of the medium overlap in any direction of flow. The plates 4 are fixed in the holder by means of a bayonet lock 7. The spacer force is transmitted to the plates 4 by the spacer 8.

Распорное устройство 8 (фиг.2, 3) содержит корпус 9 кольцеобразной формы с кольцевым пазом 10, соосно расположенным c осью корпуса 9 и открытым с его торцевой поверхности. Внутри кольцевого паза 10 расположен графитовый армированный наполнитель 11, представляющий собой кольцевой элемент прямоугольного сечения из спрессованного графита с металлическим кожухом 11*, расположенным по меньшей мере с одной торцевой стороны для контактирования с кольцевым выступом крышки 12 и предотвращающим "вытекание" графита из кольцевого паза 10. Со стороны кольцевого паза 10 на корпусе 9 установлена крышка 12 с кольцевым выступом 13, выполненным с возможностью размещения в кольцевом пазу 10 и контактирования с армированным графитовым наполнителем. Кольцевой паз выполнен в поперечном сечении из двух частей: первая часть - прямоугольной формы для размещения армированного графитового наполнителя 11, вторая часть - в виде трапеции, расширяющейся к открытой стороне паза 10. При этом поперечное сечение кольцевого выступа 13 выполнено уменьшающимся к крышке 12, установленной на корпусе 9 с зазором 14 с возможностью обеспечения осевого и углового перемещений относительно друг друга, при этом отношение величины зазора к диаметру корпуса 9 определяют из диапазона 0,005-0,05. Указанный диапазон выявлен экспериментальным путем. The spacer device 8 (FIGS. 2, 3) comprises a ring-shaped housing 9 with an annular groove 10 coaxially located with the axis of the housing 9 and open from its end surface. Inside the annular groove 10, there is a graphite reinforced filler 11, which is a rectangular element of rectangular section made of pressed graphite with a metal casing 11 * located at least on one end side for contacting with the annular protrusion of the cover 12 and preventing graphite from “escaping” from the annular groove 10 On the side of the annular groove 10 on the body 9, a cover 12 is installed with an annular protrusion 13 made with the possibility of placement in the annular groove 10 and in contact with reinforced graphite filler. The annular groove is made in cross section of two parts: the first part is rectangular to accommodate the reinforced graphite filler 11, the second part is in the form of a trapezoid, expanding to the open side of the groove 10. The cross section of the annular protrusion 13 is made decreasing to the cover 12 installed on the housing 9 with a gap 14 with the possibility of axial and angular movements relative to each other, while the ratio of the gap to the diameter of the housing 9 is determined from the range of 0.005-0.05. The specified range was determined experimentally.

Корпус 9 имеет в поперечном сечении форму прямоугольника, а кольцевой паз 10 расположен ближе к периферии корпуса 9. С целью обеспечения относительного перемещения крышки 12 относительно корпуса 9 в процессе взаимодействия с самоустанавливающимися тарелками 4, кольцевой паз 10 выполнен с расширяющимися в открытую сторону поверхностями для взаимодействия с боковыми поверхностями кольцевого выступа 13. Крышка 12 имеет форму кольца, ее радиальные размеры соизмеримы с размерами корпуса 9. The housing 9 has a cross-sectional shape in the form of a rectangle, and the annular groove 10 is located closer to the periphery of the housing 9. In order to ensure relative movement of the cover 12 relative to the housing 9 in the process of interaction with the self-aligning plates 4, the annular groove 10 is made with surfaces expanding to the open side for interaction with the side surfaces of the annular protrusion 13. The cover 12 has the shape of a ring, its radial dimensions are commensurate with the dimensions of the housing 9.

Распорное устройство работает следующим образом. Spacer device operates as follows.

Распорное устройство используется в качестве компенсатора в клиновых запорных задвижках (фиг.1), выполненных с плавающими тарелками 4. В первоначальный момент, когда углы положения седла и тарелок не совпадают, давление поджатия передается локально на определенный участок корпуса 9 и/или крышки 12. В это время происходит пластическая деформация армированного графитового наполнителя. Эта деформация происходит до тех пор, пока не совпадут углы положения клинового распорного устройства 8 с углами положения самоустанавливающихся тарелок 4, т.е. давление поджатия распределяется по всей поверхности распорного устройства. После этого распорное устройство работает в зоне упругих деформаций, которое составляет порядка 10% от исходной толщины распорного устройства, что вполне достаточно для компенсации технологических и температурных погрешностей деталей и элементов запорной задвижки. The spacer device is used as a compensator in wedge gate valves (Fig. 1) made with floating plates 4. At the initial moment, when the angles of the seat and plates do not coincide, the compression pressure is transmitted locally to a specific section of the housing 9 and / or cover 12. At this time, plastic deformation of the reinforced graphite filler occurs. This deformation occurs until the position angles of the wedge spacer 8 coincide with the position angles of the self-aligning plates 4, i.e. preload pressure is distributed over the entire surface of the spacer device. After that, the expansion device operates in the zone of elastic deformations, which is about 10% of the initial thickness of the expansion device, which is quite enough to compensate for the technological and temperature errors of parts and elements of the gate valve.

Изобретение позволяет расширить технические возможности путем обеспечения возможности установки такой конструкции запорной задвижки в системах безопасности АЭС и повысить герметичность за счет увеличения усилия уплотнения. Для использования в трубопроводных системах АЭС и для химической и нефтегазовой промышленности задвижка изготавливается из коррозионностойкой или углеродистой стали. The invention allows to expand technical capabilities by making it possible to install such a design of the gate valve in the safety systems of nuclear power plants and to increase leak tightness by increasing the compaction force. For use in the piping systems of nuclear power plants and for the chemical and oil and gas industry, the valve is made of stainless steel or carbon steel.

Рабочая среда представляет собой соответственно: теплоноситель первого контура, парогазовая смесь, пар, дистиллят, вода контура многократной принудительной циркуляции, вода охлаждения контура системы управления защиты, кислоты, щелочи, газовые сдувки, воздух азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, масла или масла, конденсат, питательная вода, воздух азот, инертные газы, растворы дезактивации и промывки, пар, техническая вода (содержание хлоридов до 300 мг/л, кислорода до 20 мг/л). The working medium is, respectively: primary coolant, steam-gas mixture, steam, distillate, multiple forced circulation circuit water, cooling water of the protection control system circuit, acids, alkalis, gas purges, nitrogen air, inert gases, decontamination and flushing solutions, oils or oils, condensate, feed water, nitrogen air, inert gases, decontamination and flushing solutions, steam, process water (chloride content up to 300 mg / l, oxygen up to 20 mg / l).

Изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций. The invention meets the condition of patentability "industrial applicability", since its implementation is possible using existing means of production using known technological operations.

Claims

1. An expansion device for a gate valve, comprising a housing with an annular groove open to its end surface, made in cross section of two parts: a rectangular shape for receiving a reinforced graphite filler and in the form of a trapezoid expanding to the open side, and a cover in the form of a ring with an annular protrusion made with the possibility of placement in the second part of the annular groove, while the cross-section of the annular protrusion is made decreasing to the lid mounted on the housing with a gap, while ix clearance to the diameter of the spacer rings is determined in the range 0.005-0.05.

2. An expansion device according to claim 1, characterized in that the graphite reinforced filler is a rectangular rectangular sectional element of pressed graphite with a casing located at least on one end side for contacting with the annular protrusion of the lid.

3. The spacer device according to claim 1, characterized in that the housing has a rectangular shape in cross section and the annular groove is located closer to its periphery.