RU2228474C1 - Gate valve - Google Patents
Gate valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228474C1 RU2228474C1 RU2003111894/06A RU2003111894A RU2228474C1 RU 2228474 C1 RU2228474 C1 RU 2228474C1 RU 2003111894/06 A RU2003111894/06 A RU 2003111894/06A RU 2003111894 A RU2003111894 A RU 2003111894A RU 2228474 C1 RU2228474 C1 RU 2228474C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gate
- diameter
- holes
- straight
- parts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтяного и химического машиностроения и может быть использовано в качестве запирающего устройства на трубопроводах, транспортирующих нефть или техническую воду, а также для перекрытия каналов устьевой арматуры фонтанных, насосных и нагнетательных скважин при промышленной добыче нефти.The invention relates to the field of petroleum and chemical engineering and can be used as a locking device on pipelines transporting oil or industrial water, as well as for blocking the channels of wellhead fittings for fountain, pump and injection wells in industrial oil production.
Эффективность промышленной добычи нефти определяется надежностью и быстрой сменой используемых при этом технических средств, которые часто работают под высоким давлением химически активной среды. Элементы запорной арматуры, в частности задвижки, имеют ограниченный срок службы и затраты на их ремонт часто превышают их первоначальную стоимость. Поэтому актуальной задачей является разработка таких конструкций задвижек, которые позволяют при необходимости производить ступенчатое регулирование потока рабочей среды без демонтажа оборудования и не требуют больших затрат на их ремонт, и могут работать в сложных климатических условиях в течение нескольких лет.The effectiveness of industrial oil production is determined by the reliability and rapid change of technical means used, which often work under high pressure of a chemically active medium. Elements of valves, in particular valves, have a limited service life and the cost of their repair often exceeds their original cost. Therefore, the urgent task is to develop gate valve designs that allow, if necessary, stepwise regulation of the flow of the working medium without dismantling the equipment and do not require large expenses for their repair, and can operate in difficult climatic conditions for several years.
Известна задвижка (cм. SU 1523815 А1, кл. F 16 К 5/06, 23.11.1989), выполненная в виде шарового крана, содержащая корпус, в котором между подпружиненными в осевом направлении седлами с уплотнительными элементами расположена сферическая пробка, снабженная установленными в подшипниках верхней опорой в виде шпинделя с кольцевым буртиком и нижней, расположенной в расточке пробки и сопрягаемой с ней посредством шарика. Пробка имеет проходное отверстие диаметром D и имеет возможность поворота с образованием зоны регулирования от положения “закрыто” до положения “открыто”.Known valve (see SU 1523815 A1, class F 16
Недостатком такой задвижки является отсутствие возможности ступенчатого регулирования потока жидкости и замены сферической пробки без демонтажа оборудования, а также технологическая сложность изготовления сферической пробки и ответных деталей, требующая высокоточного оборудования.The disadvantage of this valve is the lack of the possibility of stepwise regulation of the fluid flow and replacement of the spherical plug without dismantling the equipment, as well as the technological complexity of manufacturing a spherical plug and mating parts, requiring high-precision equipment.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути является задвижка (RU 24715 U1, кл. F 16 К 3/06, 20.08.2002), содержащая корпус, состоящий из двух соединенных между собой частей, в каждой из которых установлены подпружиненные седла с проходными каналами и коническими входами, между которыми с возможностью поворота в своей плоскости с образованием зоны регулирования с зазором размещен взаимодействующий с частями корпуса через контурные уплотнительные элементы дисковый шибер с проходным отверстием. В проходном отверстии шибера с возможностью перемещения в осевом направлении на величину, не превышающую величину зазора, между частями корпуса и дисковым шибером установлен сменный штуцер с проходным отверстием диаметром d1 и с коническими входами.Closest to the one proposed in technical essence is a valve (RU 24715 U1, class F 16
Известная задвижка имеет возможность без демонтажа оборудования производить ступенчатое регулирование потока жидкости. Однако одним из недостатков такой задвижки являются потери на трение в зоне контакта штуцера с седлами, что уменьшает надежность работы задвижки в целом.The known valve has the ability without dismantling the equipment to perform stepwise regulation of the fluid flow. However, one of the disadvantages of such a valve is the friction loss in the area of contact of the nozzle with the seats, which reduces the reliability of the valve as a whole.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей задвижки и повышение надежности ее работы.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to expand the functionality of the valve and increase the reliability of its operation.
Технический результат достигается тем, что в известной задвижке, содержащей корпус, состоящий из двух соединенных между собой частей, в каждой из которых установлены подпружиненные седла с проходными каналами диаметром d и коническими входами с углом α1, между которыми с возможностью поворота в своей плоскости с образованием зоны регулирования с зазором размещен взаимодействующий с частями корпуса через контурные уплотнительные элементы дисковый шибер с проходным отверстием D, причем в проходном отверстии шибера с возможностью перемещения в осевом направлении на величину, не превышающую величину зазора, между частями корпуса и дисковым шибером установлен сменный штуцер с проходным отверстием диаметром d1 и с коническими входами с углом α2, торцевые поверхности сменного штуцера выполнены сферическими с радиусом R=1,6...2D, а угол α2 конического входа сменного штуцера равен углу α1 конического входа проходных отверстий в седлах, при этом в каждой из частей корпуса напротив друг друга на радиусе, равном радиусу расположения проходного отверстия в шибере, и на расстоянии от оси проходных отверстий в седлах, равном длине зоны регулирования, выполнены сквозные отверстия с диаметром, большим диаметра проходного отверстия в шибере, закрытые пробками, причем диаметр проходных отверстий в седлах меньше диаметра проходного отверстия в шибере, а величина зазора между дисковым шибером и частями корпуса составляет 0,05-0,1 ширины контурного уплотнительного элемента.The technical result is achieved by the fact that in a known valve comprising a housing consisting of two interconnected parts, in each of which spring-loaded seats are installed with passage channels with a diameter d and conical inlets with an angle α 1 between which they can be rotated in their plane with with the formation of a control zone with a gap, a disk gate with a through hole D interacting with the parts of the housing through the contour sealing elements is located, moreover, in the through hole of the gate, it can be moved axial direction by an amount not exceeding the gap, between the parts of the housing and the disk gate there is a replaceable nozzle with a through hole with a diameter of d 1 and conical inlets with an angle α 2 , the end surfaces of the replaceable nozzle are made spherical with a radius of R = 1.6. ..2D, and the angle α 2 of the conical entrance of the interchangeable fitting is equal to the angle α 1 of the conical entrance of the through holes in the saddles, while in each of the parts of the housing opposite each other at a radius equal to the radius of the passage through the gate and at a distance from the axis of the through holes in the seats, equal to the length of the control zone, made through holes with a diameter greater than the diameter of the through holes in the gate, closed by plugs, and the diameter of the through holes in the saddles is less than the diameter of the through hole in the gate, and the gap between the disk gate and the body parts is 0.05-0.1 width of the contour sealing element.
Сменный штуцер имеет проходные отверстия диаметром d1 с коническими входами с углом α2, равными углу α1 конического входа проходных отверстий в седлах, торцевые поверхности его имеют сферическую форму радиусов R=1,6...2D, что не повышает гидравлическое сопротивление задвижки, уменьшает потери на трение в зоне контакта штуцера с седлами и повышает, таким образом, надежность работы задвижки.The replaceable fitting has passage openings with a diameter of d 1 with conical inlets with an angle α 2 equal to the angle α 1 of the conical inlet of the passage openings in the seats, its end surfaces have a spherical shape of radii R = 1.6 ... 2D, which does not increase the hydraulic resistance of the valve reduces friction losses in the area of contact of the nozzle with the seats and, thus, increases the reliability of the valve.
В каждой из частей корпуса напротив друг друга на радиусе, равном радиусу расположения проходного отверстия в шибере и на расстоянии от оси проходных отверстий в седлах, равном длине зоны регулирования, выполнены сквозные отверстия диаметром больше диаметра проходного отверстия в шибере, закрытые пробками, что позволяет производить замену штуцера под давлением рабочей среды, расширяя, таким образом, функциональные возможности задвижки.In each part of the casing, opposite each other, at a radius equal to the radius of the passage in the gate and at a distance from the axis of the passage in the saddles equal to the length of the regulation zone, through holes with a diameter larger than the diameter of the passage in the gate are closed, closed with plugs, which allows replacement of the fitting under the pressure of the working medium, thus expanding the functionality of the valve.
Диаметр проходных отверстий в седлах меньше диаметра проходного отверстия в шибере, что исключает возможность осевого смещения штуцера и повышает надежность ее работы. Величина зазора между дисковым шибером и частями корпуса составляет 0,05...0,1 ширины контурного уплотнительного элемента, что исключает перекос уплотнительного элемента и его преждевременный износ, обеспечивая надежность работы задвижки.The diameter of the through holes in the seats is less than the diameter of the through holes in the gate, which eliminates the possibility of axial displacement of the fitting and increases the reliability of its operation. The gap between the disk gate and the body parts is 0.05 ... 0.1 of the width of the contour sealing element, which eliminates the distortion of the sealing element and its premature wear, ensuring the reliability of the valve.
На фиг.1 приведена конструктивная схема задвижки в том положении, когда шибер находится в положении открыто, на фиг.2 показано поперечное сечение задвижки в открытом положении, на фиг.3 - конструктивная схема задвижки пpи смене штуцера, а на фиг.4 - схема расположения упорного подшипника в виде контурного уплотнительного элемента.Figure 1 shows the structural diagram of the valve in the position when the gate is in the open position, figure 2 shows the cross section of the valve in the open position, figure 3 is a structural diagram of the valve when changing the fitting, and figure 4 is a diagram the location of the thrust bearing in the form of a contour sealing element.
Задвижка содержит выполненный из двух частей 1 и 2 корпус, между которыми с помощью шпилек с шайбами и гайками (позиции не указаны) жестко закреплено распорное кольцо 3. Каждая из частей корпуса имеет сквозные каналы и конструктивные элементы, например фланцы, для монтажа задвижки в трубопроводе. Во внутренней полости распорного кольца 3 с возможностью поворота в своей плоскости в пределах зоны регулирования на оси 5, жестко закрепленной в каждой из частей 1 и 2 корпуса, размещен дисковый шибер 4 с проходным отверстием D. В каждой из частей 1 и 2 корпуса установлены взаимодействующие с дисковым шибером 4 подвижные седла 7 с волнообразными пружинами 6. В проходном отверстии дискового шибера 4 с возможностью перемещения в осевом направлении на величину, не превышающую величину зазора между частями корпуса и дисковым шибером, установлен сменный штуцер 8 с проходным отверстием d1, торцевые поверхности которого имеют сферическую форму радиусом R=1,6...2D. Указанные пределы радиуса R получены опытным путем и зарекомендовали себя положительно. Сферическая поверхность штуцера 8 предназначена для исключения зацепления штуцера 8 за уплотнительные элементы 15, 16 седла 7 и возможности их разрушения при повороте дискового шибера 4. С целью уменьшения гидравлического сопротивления проходные отверстия штуцера 8 и седла 7 выполнены с коническими входами, где угол конического входа седла α1 равен углу конического входа штуцера α2. Сменные штуцера 8 могут иметь разные диаметры проходных отверстий d1, что позволяет изменять диаметр проходного отверстия задвижки и производить ступенчатое регулирование расхода рабочей среды. Штуцер 8 устанавливается в дисковый шибер через керамическую втулку 9 с целью защиты проточной части шибера 4 от эрозийного вымывания. Для исключения выдавливания штуцера 8 давлением рабочей жидкости диаметр проходных отверстий d в седлах 7 выполнен меньше диаметра проходного отверстия D в дисковом шибере 4. В каждой из частей корпуса напротив друг друга выполнены сквозные отверстия 10 диаметром больше диаметра проходного отверстия в шибере 4, закрытые пробками 14. Сквозные отверстия 10 расположены на радиусе R1, равном радиусу расположения проходного отверстия в шибере 4, и на расстоянии от оси проходных отверстий в седлах, равном длине зоны регулирования, что позволяет производить замену штуцера 8 без демонтажа оборудования. Дисковый шибер 4 образует с упорным кольцом 3 и частями 1 и 2 корпуса замкнутую периферийную полость 21 и взаимодействует с опорными поверхностями корпуса через выполненные в нем упорные подшипники 8 в виде контурных уплотнительных элементов. Для обеспечения герметичности и работоспособности задвижки величина зазора а между дисковым шибером 4 и частями корпуса 1, 2 составляет 0,05...0,1 ширины контурного уплотнительного элемента b. Данная зависимость обусловлена тем, что при увеличении зазора а возникает вероятность установки шибера 4 с перекосом, а также скапливанием в периферийной полости между шибером 4, распорным кольцом 3 и полукорпусами 1, 2 рабочей среды с механическими примесями, вызывающими преждевременный износ уплотнительных элементов и рабочих поверхностей шибера. При уменьшении зазора а давлением рабочей среды раздавит уплотнительные элементы 11, произойдет контакт “металл по металлу”, что затруднит вращение шибера 4 и приведет к выходу из строя задвижки. Указанные пределы отношения а к b получены опытным путем и зарекомендовали себя с положительной стороны. В дисковом шибере 4 параллельно его оси на радиусе, равном радиусу проходного канала, в центре зоны регулирования выполнено сквозное отверстие 17. Отверстие 17 соединено радиальным отверстием с замкнутой периферийной полостью 21, которая через выполненное в одной из частей корпуса нормально закрытое отверстие 19 соединена с атмосферой. Отверстие 19 в рабочем положении закрыто пробкой 12 и шариком 18. Напротив проходного отверстия в дисковом шибере 4 выполнена сквозная выемка, на периферийной части которой закреплен зубчатый сектор 20, взаимодействующий с установленной в частях 1 и 2 корпуса вал-шестерней 13.The valve comprises a housing made of two
Задвижка работает следующим образом. При вращении вала-шестерни 13 с помощью ключа (не показан) происходит поворот дискового шибера 4 на оси 5 из положения "открыто" в положение "закрыто" или наоборот. Угол поворота вала-шестерни зависит от геометрических размеров основных деталей задвижки - дискового шибера 4 и параметров зубчатого зацепления сектора 20. В опытных образцах задвижек с диаметром условного прохода 65 мм при повороте вала-шестерни на 540 градусов шибер поворачивается на оси на 80 градусов, полностью открывая или закрывая проходное сечение задвижки. Для исключения попадания рабочей среды в периферийную полость 21 на опорных поверхностях корпуса установлены упорные подшипники 11 в виде контурных уплотнительных элементов. Уплотнение шибера обеспечивается двумя подвижными седлами 7. Прижим седла осуществляется дисковыми волнообразными пружинами 6. В закрытом или промежуточном положении дискового шибера на него действует поперечная сила, определяемая статическим давлением и скоростным напором рабочей среды и площадью, на которую они действуют. Эту силу воспринимают упорные подшипники 11. Для снижения статического давления и скоростного напора рабочей среды в дисковом шибере 4 выполнено сквозное отверстие 17, соединенное радиальным отверстием с замкнутой периферийной полостью 21. Отверстие 17 предназначено для снижения нагрузки от скоростного потока жидкости на уплотнительную часть седла 7, для предотвращения разрушений уплотнительной части седла. При этом сила, действующая в зоне контакта седла 7 с дисковым шибером 4, от давления рабочей среды не зависит и остается постоянной, определяемой только силой упругости волнообразных пружин 6, что уменьшает износ рабочих поверхностей седел и шибера, а также повышает надежность работы задвижки. Замена штуцера 8 производится следующим образом: дисковый шибер 4 устанавливается в положение “закрыто”, выкручиваются пробки 14 и штуцер 8 выталкивается в удобную сторону и заменяется на следующий. Пробки 14 устанавливаются в гнезда и подтягиваются до обеспечения соответствующей герметичности, для чего на торцах пробки имеются уплотнения. Перед нагнетанием смазки в корпус задвижки при ее периодическом техническом обслуживании и замене штуцера 8 необходимо разрядить ее от давления. Сброс давления производится через отверстие 19 при открытии пробки 12. Смазка в зазоры между шибером 4 и частями 1 и 2 корпуса, а также в зону зубчатого зацепления подается при сборке задвижки через пресс-масленку и специальные каналы, выполненные в вал-шестерне и шибере, которые на фиг.1-4 не показаны. Для визуального контроля наполнения смазкой задвижки служит отверстие 19 с открученной на 2...3 оборота пробкой 12.The valve operates as follows. When the
Широкая функциональная возможность, надежность и удобство управления задвижкой подтверждены ее испытаниями в реальных производственных условиях в нефтедобывающей промышленности. Время, необходимое для замены штуцера, составляет от 15 до 30 мин в зависимости от удобства расположения задвижки и времени года. Полный средний ресурс составил 1800 циклов, что обеспечивает ее полный cpoк службы не менее 9 лет. Практикой подтверждено, что средний срок службы задвижки до капитального ремонта не менее 5 лет.Wide functionality, reliability and ease of control of the valve are confirmed by its tests in real production conditions in the oil industry. The time required to replace the fitting is from 15 to 30 minutes, depending on the convenience of the location of the valve and the time of year. The total average resource was 1800 cycles, which ensures its full service life of at least 9 years. Practice has confirmed that the average valve service life before major repairs is at least 5 years.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111894/06A RU2228474C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Gate valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111894/06A RU2228474C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Gate valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2228474C1 true RU2228474C1 (en) | 2004-05-10 |
RU2003111894A RU2003111894A (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=32679610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111894/06A RU2228474C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Gate valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228474C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182960U1 (en) * | 2018-04-09 | 2018-09-06 | Ирина Александровна Анкудинова | Gate valve |
RU183360U1 (en) * | 2018-04-06 | 2018-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | GATE VALVE |
RU192437U1 (en) * | 2019-02-04 | 2019-09-17 | Олег Михайлович Левитин | Gate valve |
RU2788022C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Опыт" | Quick-detachable plug |
-
2003
- 2003-04-22 RU RU2003111894/06A patent/RU2228474C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU183360U1 (en) * | 2018-04-06 | 2018-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | GATE VALVE |
RU182960U1 (en) * | 2018-04-09 | 2018-09-06 | Ирина Александровна Анкудинова | Gate valve |
RU192437U1 (en) * | 2019-02-04 | 2019-09-17 | Олег Михайлович Левитин | Gate valve |
RU2788022C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Опыт" | Quick-detachable plug |
RU2791370C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Gate valve |
RU221965U1 (en) * | 2023-09-12 | 2023-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИДЕР-Строй" | VALVE FOR PLUG |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210348690A1 (en) | Sealing High Pressure Flow Devices | |
US9482347B2 (en) | Control valve | |
US4085770A (en) | Seat and trunnion assemblies for rotary valves | |
US7690626B2 (en) | Ball valve having self-centering seats | |
US4281819A (en) | Balanced stem gate valve | |
US6401747B1 (en) | Gate valve | |
US4727901A (en) | Ball valve | |
US4179099A (en) | Expanding gate valve | |
AU2021361153B2 (en) | System and method for valve seat arrangements | |
RU75230U1 (en) | CRANE | |
US5322261A (en) | Arrangement in closing valves | |
RU2228474C1 (en) | Gate valve | |
US20150345657A1 (en) | Rotary-to-linear motion actuator having a helical bevel gear and method of use thereof | |
RU2246653C1 (en) | Gate valve | |
RU2229051C1 (en) | Gate valve | |
RU211949U1 (en) | CORK FAUCET | |
RU173325U1 (en) | DISC LATCH | |
RU2229050C1 (en) | Gate valve | |
RU141443U1 (en) | PIPE LATCH | |
RU201163U1 (en) | HIGH PRESSURE CHECK VALVE | |
RU170665U1 (en) | Gate valve | |
RU192447U1 (en) | DISC LATCH | |
US3556473A (en) | Valve assembly with replacement valve unit | |
RU2447343C2 (en) | Locking device | |
RU192276U1 (en) | Cork crane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20091014 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120423 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140510 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180423 |