RU2232328C2 - Shut-off adjusting valve - Google Patents
Shut-off adjusting valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232328C2 RU2232328C2 RU2002108740/06A RU2002108740A RU2232328C2 RU 2232328 C2 RU2232328 C2 RU 2232328C2 RU 2002108740/06 A RU2002108740/06 A RU 2002108740/06A RU 2002108740 A RU2002108740 A RU 2002108740A RU 2232328 C2 RU2232328 C2 RU 2232328C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- hole
- shut
- locking element
- balls
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области арматуростроения, в 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, 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.
Известно выполнение запорного элемента сферической формы, связанного жестко со штоком (см. патент России №2075676, F 16 K 1/34, опубл. в БИ №8, 1997 г.).It is known the implementation of the locking element of a spherical shape, rigidly connected with the rod (see Russian patent No. 2075676, F 16
Данное устройство обеспечивает лучшее сопряжение в запорной части за счет выполнения запорного элемента сферической формы, что обеспечивает его лучшую установку по седлу. Однако при работе в условиях высоких температур (до 600°С) и давлений (до 40 МПа) происходят значительные, трудно прогнозируемые температурные и упругие деформации из-за неоднородностей химсостава, структур материалов, их исходного напряженного состояния и др. В этих условиях реальная геометрия сопряжения пары "запорный элемент - седло" может не обеспечивать точного их сопряжения и герметичности соединения. Для устранения протечек необходимо значительно увеличивать усилия прижима к седлу запорного элемента, что приводит уже к пластической деформации контактных поверхностей седла и запорного элемента, созданию высоких контактных давлений, схватыванию материалов, задирам, износу, снижению надежности работы. При работе в условии высоких температур после закрытия вентиля через него не проходит рабочая среда, и его температура опускается, происходят обратные температурные изменения (шток, корпус уменьшаются в размерах), уменьшается усилие прижима запорного элемента к седлу, и герметичность тоже может быть нарушена.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. However, when operating in conditions of high temperatures (up to 600 ° C) and pressures (up to 40 MPa), significant, hardly predictable temperature and elastic deformations occur due to inhomogeneities of the chemical composition, material structures, their initial stress state, etc. Under these conditions, the real geometry pairing a pair of "locking element - seat" may not provide their exact pairing and tightness of the connection. To eliminate leaks, it is necessary to significantly increase the clamping force of the locking element to the saddle, which already leads to plastic deformation of the contact surfaces of the saddle and locking element, the creation of high contact pressures, the setting of materials, seizure, wear, and reduced reliability. When working in conditions of high temperatures, after the valve is closed, the working medium does not pass through it, and its temperature drops, reverse temperature changes occur (stem, housing decrease in size), the pressure of the locking element against the seat decreases, and the tightness can also be impaired.
Известен вентиль запорно-регулирующий (ВЗР), содержащий корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седло с уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и запорным элементом со сферической уплотняемой поверхностью, причем нижняя часть шпинделя выполнена с концевой частью, которая связана с отверстием запорного элемента, в котором выполнена кольцевая расточка для установки фиксирующего элемента и площадка, расположенная внутри отверстия запорного органа перпендикулярно его оси (см. а.с. СССР 79349 А, МКИ F 16 К 41/04, 28.02.1950), может быть принят за прототип.Known valve-control valve (VZR), comprising a housing with inlet and outlet openings for the passage of the working medium, a seat with a sealing surface, an stuffing box, a package of stuffing rings with a washer, a packing follower, a pressure element, a spindle connected to a handle and a locking element with a spherical sealing surface, and the lower part of the spindle is made with an end part, which is connected with the hole of the locking element, in which an annular bore for installing the locking element and a platform located which is inside the opening of the locking body perpendicular to its axis (see AS USSR 79349 A, MKI F 16 K 41/04, 02/28/1950), can be taken as a prototype.
Техническим результатом является повышение надежности работы вентиля на высоких параметрах по температуре и давлению за счет компенсации всевозможных погрешностей, возникающих при изготовлении и вследствие температурных и упругих деформационных процессов в деталях в процессе эксплуатации, и обеспечение малых усилий для вращения шпинделя.The technical result is to increase the reliability of the valve at high parameters in temperature and pressure by compensating for all kinds of errors that occur during manufacture and due to temperature and elastic deformation processes in the parts during operation, and ensuring low forces for spindle rotation.
Поставленная цель достигается тем, что в вентиле запорно-регулирующем, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями для прохода рабочей среды, седло с уплотняемой поверхностью, сальниковую камеру, пакет сальниковых колец с шайбой, грундбуксу, нажимной элемент, шпиндель, связанный с рукояткой и запорным элементом со сферической уплотняемой поверхностью, причем нижняя часть шпинделя выполнена с концевой частью, которая связана с отверстием запорного элемента, в котором выполнена кольцевая расточка для установки фиксирующего элемента напротив кольцевой проточки на концевой части шпинделя, и площадка, расположенная внутри отверстия запорного элемента перпендикулярно его оси, фиксирующий элемент выполнен в виде группы шариков, установленных в кольцевую канавку запорного элемента, связанных с кольцевым ленточным упругим элементом с осепараллельным и не радиальным разрезом, установленными в кольцевую проточку на концевой части нижней части шпинделя, донная часть торцовой ступенчатой расточки которого выполнена сферической формы, а в большую ступень торцовой расточки установлен упругий кольцевой элемент в виде шайбы, отверстие которой связано с соосно расположенным шариком, расположенным с зазором по отношению к донной части торцовой расточки, при этом отверстие запорного элемента выполнено с фаской для захода шариков, причем ширина кольцевой проточки концевой части шпинделя выполнена большей, чем диаметр шариков фиксирующих элементов.This goal 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 sealing surface, an stuffing box, a package of stuffing rings with a washer, a packing follower, a pressure element, a spindle connected to a handle and a shut-off an element with a spherical sealing surface, and the lower part of the spindle is made with an end part, which is connected with the hole of the locking element, in which an annular bore is made for installing the fixing element that opposite the annular groove on the end part of the spindle, and the platform located inside the opening of the locking element perpendicular to its axis, the locking element is made in the form of a group of balls installed in the annular groove of the locking element associated with an annular tape elastic element with a parallel and non-radial section installed into the annular groove on the end of the lower part of the spindle, the bottom of the front stepwise bore of which is made spherical in shape, and into the large step of the end bore glasses, an elastic ring element is installed in the form of a washer, the hole of which is connected with a coaxially located ball located with a gap with respect to the bottom of the end bore, while the hole of the locking element is chamfered for the balls to enter, and the width of the annular groove of the end part of the spindle is larger, than the diameter of the balls of the locking elements.
Сущность изобретения заключается в том, что выполнение фиксирующих элементов в виде шариков значительно снижает коэффициент трения и износ пары "шпиндель - запорный элемент" при высоких нагрузках, необходимых для обеспечения герметичности при высоких давлениях среды в момент закрытия вентиля, а применение шарика, связывающего шпиндель с запорным элементом через упругий элемент, обеспечивает термостабилизацию вентиля в закрытом положении.The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the locking elements in the form of balls significantly reduces the coefficient of friction and wear of the spindle-lock element pair at high loads necessary to ensure tightness at high pressure of the medium at the time of closing the valve, and the use of the ball connecting the spindle with a locking element through an elastic element, provides thermal stabilization of the valve in the closed position.
На фиг.1 показана конструкция ВЗР, на фиг.2 - фрагмент 1 фиг.1, на фиг.3 - фрагмент 2 фиг.2, на фиг.4 - разрез 3-3 фиг.2.In Fig.1 shows the design of the VZR, in Fig.2 is a
ВЗР (фиг.1, 2, 3, 4) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями для прохода рабочей среды, с седлом 4 с уплотняемой поверхностью 5, сальниковую камеру 6 с диаметром, пакет сальниковых колец 7 с шайбой 8, грундбуксу 9 в виде шайбы, нажимной элемент 10 в виде втулки резьбовой, шпиндель 11, связанный с рукояткой 12 и с запорным элементом 13, выполненным со сферической уплотняемой поверхностью 14 и с возможностью установочных перемещений в направлениях, перпендикулярных оси шпинделя 11. Это достигается за счет зазора в соединении "шпиндель 11 - запорный элемент 13" 0,1...0,5 мм. Нижняя часть шпинделя 11 (фиг.2) выполнена ступенчатой с концевой частью 15 меньшего диаметра (Д1, мм), которая связана с отверстием 16 запорного элемента 13 и имеет кольцевую проточку 17 для установки фиксирующих элементов 18 в виде шариков с диаметром (Дш, мм). Торец 19 концевой части 15 шпинделя 11 выполнен со ступенчатой расточкой 20 для установки упругого элемента в виде шайбы 21 с пружинными свойствами, отверстие которого выполнено меньшим и связано с соосно установленным шариком 22. Отверстие 16 запорного элемента 13 выполнено с внутренней кольцевой расточкой 23 для установки фиксирующих элементов - шариков 18. Площадка 24 расположена внутри отверстия 16 запорного элемента 13, расположенного перпендикулярно оси, с которой связан шарик 22. Шарики 18 связаны с кольцевым ленточным упругим элементом 25, который имеет осепараллельный и не радиальный разрез 26 (фиг.4). Отверстие 16 запорного элемента 13 выполнено с фаской 27, имеющей угол наклона к оси в 5...20 град. для обеспечения захода шариков 18 при сборке. Диаметр (Д, мм) проточки 17 концевой части 15 шпинделя 11 определяют из условия:VZR (figure 1, 2, 3, 4) contains a
Д1 ≤ Д-2Дш-3в,D 1 ≤ D-2D w -3v,
где Д1 - диаметр концевой части шпинделя, мм,where D 1 - the diameter of the end part of the spindle, mm,
Дш - диаметр фиксирующих элементов 18 (шариков), мм,D W - the diameter of the locking elements 18 (balls), mm,
в - толщина ленты кольцевого ленточного упругого элемента 25, мм.in - the thickness of the tape of the annular tape
Это условие, точно как и выполнение разреза 26 не радиальным, необходимо для того, чтобы при сборке шарики 18 не проваливались в разрез 26. Шарики 18 при проходе по заходной фаске 27 отверстия 16 запорного элемента 13 сжимают кольцевой ленточный упругий элемент 25, за счет скосов разреза 26 один конец заходит за другой элемента 25. Когда же шарики 18 достигнут проточки 23 в отверстии 16 запорного элемента 13, упругий элемент 25 разжимается за счет упругих свойств и устанавливает шарики 18 в кольцевую проточку 23, при этом расстояние между концами разреза 26 должно быть минимальным для исключения провала и заклинивания шариков 18 или вообще не быть, т.е. концы упругого элемента 25 заходят друг за друга (кольцо в виде 1,2...1,5 витка). Донная часть 28 ступенчатой расточки 20 выполнена сферической формы по диаметру, близкому или равному диаметру шарика 22, чтобы исключить пластические деформации донной части 27 при значительных нагрузках.This condition, just like the execution of the
Ширина (В, мм) канавки 17 выбирается из условия В>Дш+а, где а - расстояние от шарика 22 до донной части 28 при условии деформирования упругого элемента 21 при нормальной температуре после сборки в открытом положении вентиля (предварительный натяг от поворота запорного элемента 13 потоком среды), мм.The width (V, mm) of the
Работа вентиля запорно-регулирующего (фиг.1, 2, 3, 4).The valve shut-off and regulating (figure 1, 2, 3, 4).
Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается против часовой стрелки, выворачивается из втулки резьбовой 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 21 позволяет прижать запорный элемент 13 к шпинделю 11 с определенным усилием, чтобы препятствовать свободному его вращению запорного элемента 13, т.к. для этого необходимо преодолеть усилие трения. При этом отсутствует осевой люфт системы "запорный элемент 13 - шпиндель 11", что позволяет использовать ВЗР в режиме регулирования потока среды. Закрытие вентиля происходит в обратном порядке. Рукояткой 12 шпиндель 11 поворачивается по часовой стрелке, ввертывается во втулку резьбовую 10, толкает запорный элемент 13. В момент касания сферической поверхностью 14 запорного элемента 13 конической поверхности 5 седла 4 происходит, если необходимо, его смещение в плоскости, перпендикулярной оси, для точной установки. Это возможно из-за того, что соединение "запорный элемент 13 - концевая часть 15 шпинделя 11" выполнено с радиальным зазором 0,1...0,5 мм (в зависимости от Ду и параметров эксплуатации), и наличия площадки 24 изнутри запорного элемента 13, по которой он "плавает" относительно шарика 22. После установки запорного элемента 13 по седлу 4 происходит его прижим с определенным усилием (чем больше давление среды, тем больше усилие прижима), при этом происходит сжатие упругого элемента 21 (тарельчатой пружинной шайбы). 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 и даже создать зазор для протечки среды. В данном случае этого не происходит, т.к. упругий элемент 21 выполняет функцию термостабилизирующего элемента, и при уменьшении длины шпинделя 11 происходит распрямление и поджим запорного элемента 13 к седлу 4 с усилием, достаточным для обеспечения герметичности ВЗР за счет усилия упругого деформирования упругого элемента 21. Это достигается подбором материала, размеров, упругой характеристики упругого элемента 21. Ширина В кольцевой канавки 17 выполняется обязательно большего размера, чем диаметр Дш шариков 18, чтобы обеспечить относительную (относительно концевой части 15) подвижность запорного элемента 13 при прямой и обратной деформации упругого элемента 21. Выполнение фиксирующих элементов 18 в виде шариков значительно снижает силы трения между запорным элементом 13 и шпинделем 11, при этом сила трения в зоне контакта сферической уплотняемой поверхности 14 запорного элемента 13 и уплотняемой поверхности 5 седла 4 значительно больше вышеуказанных сил трения. Запорный элемент 13 не вращается с момента контакта с седлом 4, а шпиндель 11 может еще вращаться, выбирая при этом люфты системы "втулка резьбовая 10 - резьба шпинделя 11", при этом передаются значительные усилия для прижима запорного элемента 13 к седлу 4.The handle 12
Выполнение фиксирующих элементов 18 в виде шариков позволяет увеличить нагрузку на запорный элемент 13 и использовать данную конструкцию ВЗР в условиях повышенных давлений рабочей среды (30-100 МПа) и температур (до 700°С), при этом обеспечивается надежность работы устройства. Одновременно можно увеличивать натяг между запорным элементом 13 и шпинделем 11 за счет большего сжатия упругого элемента 21 в исходном состоянии и отказаться от направляющих, препятствующих самопроизвольному вращению запорного элемента 13 потоком среды.The implementation of the
Данный вентиль может быть использован в качестве запорного и регулирующего устройства в энергетической, химической, газовой, нефтяной промышленности.This valve can be used as a shut-off and control device in the energy, chemical, gas, oil industry.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108740/06A RU2232328C2 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Shut-off adjusting valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108740/06A RU2232328C2 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Shut-off adjusting valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2232328C2 true RU2232328C2 (en) | 2004-07-10 |
RU2002108740A RU2002108740A (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=33412386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002108740/06A RU2232328C2 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Shut-off adjusting valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232328C2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013025421A1 (en) * | 2011-08-14 | 2013-02-21 | Watermiser, Llc | Elliptical chambered flow restrictor |
WO2013115674A1 (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Ufimtsev Vladimir Anatolyevich | Shut-off valve |
RU2525994C1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-20 | Учреждение Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры (ПКТИ) "Атомармпроект" | Valve |
CN104930238A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-23 | 许炎章 | Adjusting valve for industrial refrigerating |
CN104976356A (en) * | 2015-06-11 | 2015-10-14 | 许炎章 | Right-angled type adjusting stop valve for industrial refrigeration |
CN105020468A (en) * | 2015-06-09 | 2015-11-04 | 许炎章 | Novel valve clack and valve rod connection structure |
CN105042179A (en) * | 2015-06-04 | 2015-11-11 | 许炎章 | Connecting structure in stop valve |
RU178052U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-03-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | CORNER VALVE |
-
2002
- 2002-04-08 RU RU2002108740/06A patent/RU2232328C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013025421A1 (en) * | 2011-08-14 | 2013-02-21 | Watermiser, Llc | Elliptical chambered flow restrictor |
US8646486B2 (en) | 2011-08-14 | 2014-02-11 | Watermiser, LLC. | Elliptical chambered flow restrictor |
WO2013115674A1 (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Ufimtsev Vladimir Anatolyevich | Shut-off valve |
RU2525994C1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-20 | Учреждение Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры (ПКТИ) "Атомармпроект" | Valve |
CN105042179A (en) * | 2015-06-04 | 2015-11-11 | 许炎章 | Connecting structure in stop valve |
CN104930238A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-23 | 许炎章 | Adjusting valve for industrial refrigerating |
CN105020468A (en) * | 2015-06-09 | 2015-11-04 | 许炎章 | Novel valve clack and valve rod connection structure |
CN104976356A (en) * | 2015-06-11 | 2015-10-14 | 许炎章 | Right-angled type adjusting stop valve for industrial refrigeration |
RU178052U1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-03-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | CORNER VALVE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5056758A (en) | Valve stem packing structure | |
US6698712B2 (en) | Ball valve assembly | |
US4281819A (en) | Balanced stem gate valve | |
AU2009220113B2 (en) | High temperature valve | |
EP0202883A1 (en) | Bellows valve | |
US20030196698A1 (en) | Axial flow control valve | |
GB2133506A (en) | Stem connection for gate valve | |
KR20190140086A (en) | plug valve and stem sealing assembly | |
CA2624041A1 (en) | Ball valve with removable means for retaining the axial seal | |
US10890263B2 (en) | Fluid flow control apparatus for use with fluid valves | |
US4570942A (en) | Dual diameter valve stem packing | |
US10352459B2 (en) | Seal assemblies for use with fluid valves | |
RU2232328C2 (en) | Shut-off adjusting valve | |
CN212839517U (en) | Flow control valve and sealing gasket for a flow control valve | |
US4630629A (en) | Valve with compressible valve stem and valve body seals | |
US11079032B2 (en) | Regulating overtravel in bi-furcated plugs for use in valve assemblies | |
US3164362A (en) | Trunnion mounted ball valves having spring biased seats | |
US3923285A (en) | Stem connection for gate valves | |
US4408771A (en) | High pressure sealing connection with metal seal | |
US4407516A (en) | Pressure energized sealing connection with annular seal ring | |
KR102361101B1 (en) | Valve Units and Fluid Control Units | |
RU2535190C1 (en) | Heat-resistant gate valve | |
RU2073152C1 (en) | Stop-control straight flow valve and method of its assembling | |
RU2232327C2 (en) | Shut-off adjusting valve | |
RU2267683C1 (en) | Double-acting high pressure ball cock |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060409 |