RU2232327C2

RU2232327C2 - Shut-off adjusting valve

Info

Publication number: RU2232327C2
Application number: RU2001131617/06A
Authority: RU
Inventors: А.П. Андреев (RU); А.П. Андреев; Ю.С. Панчеха (RU); Ю.С. Панчеха; В.С. Рожков (RU); В.С. Рожков
Original assignee: Андреев Александр Павлович; Панчеха Юрий Степанович; Рожков Владимир Сергеевич
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2004-07-10

Abstract

FIELD: manufacture of fittings; steam, water, gas and liquid pipe lines.

SUBSTANCE: proposed shut-off adjusting valve has body with inlet and outlet holes for working medium, seat with taper sealed surface, gland chamber, gland ring stack with washer, main bush, hold-down member and stem connected with handle and shut-off member. Lower part of stem is provided with circular bore for receiving the locking member. Shut-off member is provided with internal bore for locking member and flat located inside hole perpendicularly relative to axis. Size of internal bore for locking member exceeds width of said circular bore of stem. End of lower part of stem is provided with stepped bore for mounting the elastic member in stage of larger diameter. Hole of elastic member is connected coaxially with ball which is engageable with flat inside th hole of shut-off member and is located at clearance relative to bottom of stage of bore of lesser diameter.

EFFECT: enhanced reliability and durability at high pressure and temperature due to compensation for errors arising due to temperature deformation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения, частности к запорно-регулирующим устройствам трубопроводов пара, воды, других газов и жидкостей.The invention relates to the field of valve engineering, in particular to shut-off and control devices for pipelines of steam, water, other gases and liquids.

Известен вентиль запорно-проходной, содержащий корпус с наплавленным седлом из износостойкого материала и сальниковой камерой, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимную планку, бугель, шпиндель, связанный с рукояткой и со штоком с запорным элементом (см. ТУ 108-984-80).Known gate-gate valve, comprising a housing with a weld-in seat made of wear-resistant material and a stuffing box, a package of stuffing rings with a washer, a packing follower, a pressure bar, a yoke, a spindle connected to a handle and with a rod with a locking element (see TU 108-984- 80).

У известного вентиля невысокая надежность запорного органа, т.к. из-за неточностей изготовления невозможно обеспечить точную соосность запорного элемента и седла, и углов конусности их рабочих поверхностей. При высоких температурах и давлениях происходят дополнительные температурные и упругие деформации, что усложняет процесс герметизации запорного органа.The known valve has a low reliability of the locking element, because due to manufacturing inaccuracies, it is impossible to ensure the exact alignment of the locking element and the seat, and the taper angles of their working surfaces. At high temperatures and pressures, additional temperature and elastic deformations occur, which complicates the process of sealing the shut-off organ.

Известен вентиль запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седлом с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом, выполненным со сферической уплотняющей поверхностью, причем нижняя часть шпинделя выполнена с концевой частью сферической формы и с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента, а запорный элемент с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси, которая связана с концевой частью шпинделя (см. а.с. СССР №79349 A, F 16 K 41/04, опубл. 1950 г.).Known shut-off and control valve, comprising a housing with inlet and outlet openings for the passage of the working medium, a seat with a conical sealing surface, an stuffing box, a package of packing rings with a washer, a packing follower, a pressure element, a spindle connected with a handle and with a locking element made with spherical sealing surface, and the lower part of the spindle is made with the end part of a spherical shape and with an annular groove for installing the locking element, and the locking element with an internal bore for SETTING locking element and with a platform, situated inside the hole perpendicular to the axis, which is associated with the end portion of the spindle (see. AS USSR №79349 A, F 16 K 41/04, publ. 1950 YG).

Данное устройство обеспечивает лучшее сопряжение в запорной части за счет выполнения запорного элемента сферической формы, что обеспечивает его лучшую установку по седлу. При работе в условии высоких температур после закрытия вентиля через него не проходит рабочая среда, и его температура снижается, происходят обратные температурные изменения (шток, корпус уменьшаются в размерах), уменьшается усилие прижима запорного элемента к седлу, герметичность может быть нарушена, т.к. нет термостабилизирующего элемента. Кроме этого, в момент открытия на запорный элемент действует струя потока среды, он вращается с большой скоростью, что приводит к износу сопрягаемых поверхностей, фиксирующего элемента и снижению надежности работы вентиля.This device provides the best mate in the locking part due to the implementation of the locking element of a spherical shape, which ensures its best installation on the saddle. When working in conditions of high temperatures, after the valve is closed, the working medium does not pass through it, and its temperature decreases, reverse temperature changes occur (stem, housing decrease in size), the pressure of the locking element against the seat decreases, the tightness can be broken, because . no thermostabilizing element. In addition, at the moment of opening, a stream of a medium flow acts on the locking element, it rotates at high speed, which leads to wear of the mating surfaces, the fixing element and a decrease in the reliability of the valve.

Техническим результатом является повышение надежности и долговечности работы вентиля на высоких параметрах по температуре и давлению за счет компенсации погрешностей, возникающих при изготовлении, вследствие температурных деформационных процессов в процессе эксплуатации, снижение износа деталей, поверхностей сопряжения запорного элемента со шпинделем, обеспечение возможности работы ВЗР в режиме регулятора потока.The technical result is to increase the reliability and durability of the valve at high parameters in temperature and pressure by compensating for errors that occur during manufacture due to temperature deformation processes during operation, reducing wear on parts, the mating surfaces of the locking element with the spindle, ensuring the possibility of operation of the air discharge control in operation flow regulator.

Достигается это тем, что в вентиле запорно-регулирующем, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седлом с конической уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и с запорным элементом, причем нижняя часть шпинделя выполнена с кольцевой проточкой для установки фиксирующего элемента, а запорный элемент выполнен с внутренней расточкой для установки фиксирующего элемента и с площадкой, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси, внутренняя расточка для установки фиксирующего элемента выполнена большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки шпинделя, а торец нижней части шпинделя выполнен со ступенчатой расточкой для установки упругого элемента в ступень большего диаметра, отверстие которой связано с соосно установленным шариком, имеющим возможность контакта с площадкой внутри отверстия запорного элемента и расположенным с зазором по отношению дна ступени расточки меньшего диаметра.This is achieved by the fact that in the shut-off and control valve, comprising a housing with inlet and outlet openings for the passage of the working medium, a seat with a conical sealing surface, an stuffing box, a stuffing box package with a washer, a packing follower, a pressure element, a spindle connected to the handle and a locking element, and the lower part of the spindle is made with an annular groove for installing the fixing element, and the locking element is made with an internal bore for installing the fixing element and with a platform located inside holes perpendicular to the axis, the inner bore for installing the fixing element is made larger than the width of the above annular grooves of the spindle, and the end face of the lower part of the spindle is made with a stepped bore to install an elastic element in a step of a larger diameter, the hole of which is connected with a coaxially mounted ball having the ability contact with the platform inside the opening of the locking element and located with a gap in relation to the bottom of the step of the bore of a smaller diameter.

На фиг.1 показан ВЗР; на фиг.2 - фрагмент 1 фиг.1.In Fig.1 shows a VZR; figure 2 - fragment 1 of figure 1.

Вентиль запорно-регулирующий (фиг.1) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 2 отверстиями для прохода рабочей среды, седлом 4 с конической уплотняемой поверхностью 5, сальниковую камеру 6. В сальниковой камере 6 установлен пакет сальниковых колец 7 с шайбой 8 и грундбуксой 9. Нажимной элемент 10 связан с грундбуксой 9 и шпинделем 11, последний связан с рукояткой 12 и с запорным элементом 13, выполненным со сферической уплотняющей поверхностью 14. Нижняя часть 15 шпинделя 11 выполнена с кольцевой проточкой 17 для установки фиксирующего элемента 18, например, в виде разрезного пружинного кольца. Запорный элемент 13 выполнен с внутренней расточкой 19 для установки фиксирующего элемента 18, большей по размеру, чем ширина вышеуказанной кольцевой проточки 17 шпинделя 11, и с площадкой 20, расположенной внутри отверстия перпендикулярно оси. Нижняя часть 15 шпинделя 11 выполнена со ступенчатой расточкой со стороны торца 21 нижней части 15 шпинделя 11 для установки упругого элемента 22 в ступень большего диаметра 23, например, в виде шайбы с пружинными свойствами. Шарик 24 контактирует с площадкой 20 внутри отверстия запорного элемента 13. Шарик 24 установлен с зазором по отношению дна 25 ступени расточки 26 меньшего диаметра.The locking and regulating valve (Fig. 1) contains a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 2 openings for the passage of the working medium, a seat 4 with a conical sealing surface 5, an stuffing box 6. In a stuffing box 6 a package of stuffing rings 7 with a washer 8 and a packing follower is installed 9. The pressing element 10 is connected with the packing follower 9 and the spindle 11, the latter is connected with the handle 12 and with the locking element 13 made with a spherical sealing surface 14. The lower part 15 of the spindle 11 is made with an annular groove 17 for installing the fixing element 18, for example p, in the form of a split spring ring. The locking element 13 is made with an internal bore 19 for installing the fixing element 18, larger in size than the width of the above annular groove 17 of the spindle 11, and with a pad 20 located inside the hole perpendicular to the axis. The lower part 15 of the spindle 11 is made with a stepped bore from the end face 21 of the lower part 15 of the spindle 11 for installing the elastic element 22 in the step of a larger diameter 23, for example, in the form of a spring-loaded washer. The ball 24 is in contact with the pad 20 inside the opening of the locking element 13. The ball 24 is installed with a gap in relation to the bottom 25 of the step of the bore 26 of a smaller diameter.

Работа устройства (фиг.1, 2).The operation of the device (figure 1, 2).

Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается против часовой стрелки, выворачивается из нажимного элемента 10 и тянет за собой запорный элемент 13. Между сферической поверхностью 14 запорного элемента 13 и конической поверхностью 5 седла 4 образуется зазор, рабочая среда поступает от входного отверстия 2 к выходному отверстию 3. Упругий элемент 23 постоянно поджимает и обеспечивает натяг (беззазорное подвижное соединение) в соединении "запорный элемент 13 - нижняя часть 15 шпинделя 11", что позволяет использовать ВЗР в режиме регулирования потока среды и точно изменять зазор между запорным элементом 13 и седлом 4. Закрытие устройства происходит в обратном порядке. Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается по часовой стрелке, при этом он ввертывается в нажимной элемент 10, толкает запорный элемент 13, который перемещается. После установки запорного элемента 13 по седлу 4 происходит его прижим с определенным усилием, при этом происходит сжатие упругого элемента 22 до возможного упора шарика 24 в дно 25 ступени 26 конца 15 шпинделя 11. При работе в условии высокой температуры (500°С) из-за теплового расширения удлиняются на разные величины шпиндель, корпус и др. детали, а после закрытия вентиля, т.к. поток среды не проходит через него, все детали остывают до температуры 80...100°С и уменьшаются в размерах неодинаково, это может привести к уменьшению усилия прижима запорного элемента 13 к седлу 4, что может привести к разгерметизации. В данном случае этого не происходит, т.к. упругий элемент 22 является термостабилизирующим элементом, и при уменьшении длины шпинделя 11 он распрямляется и поджимает запорный элемент 13 к седлу 4 с усилием, достаточным для обеспечения герметичности ВЗР. Это обеспечивает тем, что размер внутренней расточки 19 запорного элемента 13 выполнен большим размера кольцевой проточки для обеспечения его перемещения.With the handle 12, the spindle 11 is rotated counterclockwise, turned out of the pressing element 10 and pulls the locking element 13 behind itself. A gap is formed between the spherical surface 14 of the locking element 13 and the conical surface 5 of the seat 4, the working medium flows from the inlet 2 to the outlet 3. The elastic element 23 constantly tightens and provides an interference fit (clearance-free movable connection) in the connection "locking element 13 - the lower part 15 of the spindle 11", which allows you to use the VZR in the control mode of the medium flow and t to personally change the gap between the locking element 13 and the seat 4. The device is closed in the reverse order. The handle 12 spindle 11 is rotated clockwise, while it is screwed into the pressure element 10, pushes the locking element 13, which moves. After installing the locking element 13 on the saddle 4, it is clamped with a certain force, while the elastic element 22 is compressed until the ball 24 stops in the bottom 25 of the stage 26 of the end 15 of the spindle 11. When operating in a high temperature (500 ° C), due to thermal expansion, the spindle, housing and other details are extended by different values, and after closing the valve, because the medium flow does not pass through it, all the parts cool down to a temperature of 80 ... 100 ° C and decrease in size differently, this can lead to a decrease in the pressing force of the locking element 13 to the seat 4, which can lead to depressurization. In this case, this does not happen, because the elastic element 22 is a thermostabilizing element, and when the length of the spindle 11 decreases, it straightens and presses the locking element 13 against the seat 4 with a force sufficient to ensure tightness of the VZR. This ensures that the size of the inner bore 19 of the locking element 13 is made larger than the size of the annular grooves to ensure its movement.

Наличие (термостабилизирующего) упругого элемента, связанного через шарик, с площадкой запорного элемента обеспечивает надежную работу ВЗР в условии перепада температур, достаточную жесткость системы "запорный элемент - нижняя часть шпинделя" для устойчивого противостояния вибрациям потока в момент открытия и закрытия ВЗР, исключает вращение запорного элемента, что позволяет использовать вентиль в качестве регулятора потока среды, а также снижать износ деталей, поверхностей сопряжения запорного элемента со шпинделем (включая фиксирующий элемент) - это повышает надежность и долговечность ВЗР в целом. Данный ВЗР может быть использован в качестве запорного и регулирующего устройства в энергетической, химической, газовой, нефтяной промышленности.The presence of a (thermostabilizing) elastic element connected through the ball to the area of the locking element ensures reliable operation of the air discharge control device under conditions of temperature difference, sufficient rigidity of the "locking element - spindle bottom" system to stably resist flow vibrations at the time of opening and closing of the air discharge control device, eliminates the rotation of the locking element, which allows you to use the valve as a regulator of the flow of the medium, as well as reduce wear of parts, the mating surfaces of the locking element with the spindle (including fixing conductive element) - this improves the reliability and durability of TCD as a whole. This VZR can be used as a locking and regulating device in the energy, chemical, gas, oil industry.

Claims

The shut-off and control valve, comprising a housing with inlet and outlet openings for the passage of the working medium, a seat with a conical sealing surface, an stuffing box, a packing package of rings with a washer, a packing follower, a pressure element, a spindle connected to a handle and a locking element, the lower part the spindle is made with an annular groove for installing the fixing element, and the locking element is made with an internal bore for installing the fixing element and with a platform located inside the hole perpendicular about the axis, characterized in that the inner bore for installing the fixing element is made larger than the width of the above annular groove of the spindle, and the end face of the lower part of the spindle is made with a stepped bore to install an elastic element in a step of a larger diameter, the hole of which is connected with a coaxially mounted ball having contact with the pad inside the opening of the locking element and located with a gap in relation to the bottom of the step of the bore of a smaller diameter.