RU2254511C2

RU2254511C2 - Gate valve

Info

Publication number: RU2254511C2
Application number: RU2002135484/06A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Зацепин (RU); Ю.С. Зацепин
Original assignee: Саратовское акционерное производственно-коммерческое открытое общество "НЕФТЕМАШ"-САПКОН
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2005-06-20
Also published as: RU2002135484A

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: gate valve comprises housing with valving openings arranged along the single axis. The valve is secured to the shaft of the main actuator and is made of two parallel slide valves. An additional actuator is arranged along the axis of the shaft of the main actuator for synchronous movement of the slide valves to the valving openings. The additional actuator is composed of a wedge which receives a device for moving the slide valves, screw, and clutch members for moving the wedge. The main actuator is mounted for permitting moving the gate valve coaxially to the shaft preventing the gates against a contact with the faces of the valve openings. The additional actuator is mounted for permitting further movement of the gates along the axis of the valving openings and pressing them to the faces of the valving openings without friction.

EFFECT: enhanced reliability.

3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также для трубопроводных систем перекачки различных жидкостей и газов. Задвижки относятся к запорным устройствам, в которых переход перекрывается поступательным перемещением запорного органа (затвора) в направлении, перпендикулярном движению потока транспортируемой среды. Задвижки применяются для перекрытия потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах различных давлений.The invention relates to the equipment of tanks for storing oil and oil products, as well as for pipeline systems for pumping various liquids and gases. Latches belong to locking devices in which the transition is blocked by the translational movement of the locking body (shutter) in the direction perpendicular to the movement of the flow of the transported medium. Gate valves are used to shut off the flow of gaseous or liquid media in pipelines of various pressures.

Известны задвижки, изготовленные Благовещенским арматурным заводом и другими заводами СНГ. Эти задвижки с электроприводом представляют собой укрепленную на валу затворную часть в виде клина [ОАО "Благовещенский арматурный завод", Каталог "Трубопроводная арматура", 2002 г., стр.15].Known gate valves manufactured by Blagoveshchensk rebar plant and other factories of the CIS. These electric-operated valves are a wedge-mounted gate part on the shaft [Blagoveshchensk Valve Plant OJSC, Pipeline Valve Catalog, 2002, p. 15].

Недостаток этих задвижек в том, что их затворная часть состоит из единой детали клинового исполнения. При закрывании задвижки происходит износ контактирующих поверхностей и может случиться заклинивание затвора. При работе может возникнуть аварийная ситуация из-за отрыва затвора от вала.The disadvantage of these valves is that their valve part consists of a single wedge-shaped part. When closing the valve, contact surfaces wear and a shutter jam may occur. During operation, an emergency may occur due to the separation of the shutter from the shaft.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является задвижка, в корпусе которой выполнены затворные отверстия, расположенные по одной оси [Патент ДЕ №261942А, кл. F 16 K 3/02, приор. 03.07.1913]. Задвижка имеет два привода и на валу каждого из них закреплен затвор. Верхний привод опускает затвор, выполненный из двух частей - шиберов, и раздвигает эти шиберы. Нижний привод только раздвигает шиберы.The closest in technical essence to the claimed solution is a valve, in the body of which are made gate openings located on one axis [Patent DE No. 261942A, cl. F 16 K 3/02, prior. 07/03/1913]. The valve has two actuators and a shutter is mounted on the shaft of each of them. The top drive lowers the shutter, made of two parts - gates, and pushes these gates apart. The lower drive only extends the gates.

Каждый из шиберов в своей центральной части соединен с двумя приводами посредством серег, закрепленных с обеих сторон (на валу привода и на шибере) на осях. На каждом приводе имеется пара серег, причем одна серьга соединена через ось с одним шибером, а другая - с другим шибером.Each of the gates in its central part is connected to two drives by means of earrings, fixed on both sides (on the drive shaft and on the gate) on the axes. Each drive has a pair of earrings, with one earring connected via an axis to one gate and the other to another gate.

Серьги каждого привода закреплены на шиберах не точно по оси затворных отверстий, а несколько выше или ниже. Шиберы синхронно раздвигаются от любого из приводов с помощью только одной пары серег и поэтому в процессе раздвижения эти шиберы располагаются непараллельно. Вследствие этого может произойти преждевременное раскрытие шиберов с верхней или нижней стороны, что приведет к заклиниванию задвижки. Параллельное положение шиберы могут и не принять в закрытом состоянии задвижки. Такие задвижки ненадежны в работе. Кроме того, задвижки, в которых шиберы соединены с приводами через серьги, закрепленные на осях, недолговечны, поскольку на эти оси действуют нагрузки на срез и смятие.The earrings of each drive are mounted on the gates not exactly along the axis of the bolt holes, but slightly higher or lower. The gates are simultaneously moved apart from any of the drives with the help of only one pair of earrings, and therefore, in the process of sliding, these gates are arranged non-parallel. As a result of this, premature opening of the gates from the upper or lower side may occur, which will lead to jamming of the valve. Gate valves may not be able to accept the valves in the closed state. Such valves are unreliable in operation. In addition, the valves in which the gates are connected to the actuators via earrings fixed to the axes are short-lived, since shear and shear loads act on these axes.

Сила среза Р_ср и сила смятия Р_cм определяются по известным формуламShear force P _cf and shear force P _{cm are} determined by known formulas

где d - диаметр оси, см;where d is the diameter of the axis, cm;

l - длина оси, см;l is the length of the axis, cm;

[τ_ср] - допустимое значение среза, кг/см²;[τ _cf ] is the allowable cut value, kg / cm ² ;

[σ_см] - допустимое напряжение при смятии, кг/см².[σ _cm ] - allowable stress during crushing, kg / cm ² .

Из формул видно, что силы, действующие на оси, прямопропорциональны диаметру оси, на которой закреплена серьга, и чем больше напор в трубопроводе, действующий на задвижку (на шиберы), тем больше должен быть диаметр оси. В результате увеличиваются габариты задвижки и возрастает ее вес. Эти задвижки могут применяться только при низком давлении (1-5 атм) в трубопроводе и ограничены числом типоразмеров.It can be seen from the formulas that the forces acting on the axis are directly proportional to the diameter of the axis on which the earring is fixed, and the greater the pressure in the pipeline acting on the valve (on the gate), the larger the diameter of the axis should be. As a result, the dimensions of the valve increase and its weight increases. These valves can be used only at low pressure (1-5 atm) in the pipeline and are limited by the number of sizes.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что известные задвижки имеют следующие недостатки: они ненадежны в работе, недолговечны и могут применяться только при низком давлении в трубопроводе.Considering the above, it can be concluded that the known valves have the following disadvantages: they are unreliable in operation, short-lived and can only be used at low pressure in the pipeline.

Задачей изобретения является повышение надежности работы задвижки, увеличение ее долговечности и возможность ее применения в трубопроводах со средним и высоким давлением.The objective of the invention is to increase the reliability of the valve, increasing its durability and the possibility of its use in pipelines with medium and high pressure.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении износостойкости контактирующих поверхностей затвора и торцов проходных отверстий патрубков и предотвращении заклинивания.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase the wear resistance of the contacting surfaces of the shutter and the ends of the passage openings of the nozzles and to prevent jamming.

Поставленная задача решается тем, что в задвижке, содержащей корпус с затворными отверстиями, расположенными по одной оси, затвор, закрепленный на валу основного привода и выполненный из двух параллельно расположенных шиберов, и дополнительный привод, расположенный по оси вала основного привода для синхронного перемещения шиберов к затворным отверстиям, дополнительный привод состоит из клина с установленными в нем устройством сближения и удаления шиберов, винта и полумуфт для перемещения клина, причем основной привод расположен с возможностью перемещения затвора соосно валу со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий, а дополнительный привод - с возможностью последующего перемещения шиберов вдоль оси затворных отверстий и поджатия их к торцам затворных отверстий без трения.The problem is solved in that in a valve containing a housing with shutter holes located on one axis, a shutter mounted on the shaft of the main drive and made of two parallel gates, and an additional drive located on the axis of the shaft of the main drive for synchronous movement of gates to bolt holes, an additional drive consists of a wedge with a device for converging and removing gates, a screw and half-couplings for moving the wedge, and the main drive is located with by moving the shutter coaxially to the shaft with the sliding gates close without contacting the ends of the gate openings, and an additional drive with the possibility of subsequent movement of the gates along the axis of the gate openings and pressing them to the ends of the gate openings without friction.

На фиг.1 представлена задвижка; на фиг.2 - задвижка, дополнительный привод которой имеет иную конструкцию, чем на фиг.1; на фиг.3 - разрез по кулачку задвижки.Figure 1 presents the valve; figure 2 - valve, the additional actuator which has a different design than in figure 1; figure 3 is a section through the cam valve.

Задвижка содержит корпус 1 литого или сварного исполнения камерного типа. В корпусе 1 имеются патрубки 2 (левый) и 3 (правый) с затворными отверстиями проходного сечения для присоединения задвижки к трубопроводу. Патрубки 2 и 3 и отверстия в них расположены на одной оси. Торцы 4 и 5 патрубков 2 и 3 параллельны друг другу и перпендикулярны оси затворных отверстий патрубков 2 и 3.The valve comprises a housing 1 of a cast or welded design chamber type. In the housing 1 there are nozzles 2 (left) and 3 (right) with gate openings of passage section for connecting the valve to the pipeline. The nozzles 2 and 3 and the holes in them are located on the same axis. The ends 4 and 5 of the nozzles 2 and 3 are parallel to each other and perpendicular to the axis of the shutter holes of the nozzles 2 and 3.

Затвор задвижки выполнен раздвижным и состоит, например, из двух шиберов 6 и 7. Задвижка открыта при поднятых сближенных шиберах 6 и 7. Из исходного положения шиберы 6 и 7 опускаются вдоль оси, перпендикулярной оси затворных отверстий к этим отверстиям патрубков 2 и 3 с помощью вала 8 и основного привода 9, расположенного на этом валу 8.The gate valve is made sliding and, for example, consists of two gates 6 and 7. The gate is open when the adjacent gates 6 and 7 are raised. From the initial position, the gates 6 and 7 are lowered along the axis perpendicular to the axis of the gate openings to these holes of the nozzles 2 and 3 with shaft 8 and the main drive 9 located on this shaft 8.

Шиберы 6 и 7 закреплены на валу 8. Этот вал 8 может быть выполнен сплошным (фиг.1) или полым (фиг.2).The gates 6 and 7 are mounted on the shaft 8. This shaft 8 can be made solid (figure 1) or hollow (figure 2).

Для удаления шиберов друг от друга или сближения их друг с другом вдоль оси затворных отверстий имеется дополнительный привод, расположенный по оси вала 8 и состоящий из клина 16 с установленным на нем устройством сближения или удаления 17 шиберов 6 и 7, винта 18 с кулачковой полумуфтой 19, на которую воздействует полумуфта 20 от привода 21 (фиг.1)To remove the gates from each other or bring them together with each other along the axis of the bolt holes, there is an additional drive located on the axis of the shaft 8 and consisting of a wedge 16 with a device for converging or removing 17 gates 6 and 7, a screw 18 with a cam coupling half 19 affected by the coupling half 20 from the actuator 21 (figure 1)

Удаленные друг от друга шиберы 6 и 7 сближаются с последующим открыванием задвижки с помощью привода 9.The gates 6 and 7 remote from each other are brought together with the subsequent opening of the valve using the actuator 9.

Дополнительный привод может быть выполнен в другом варианте. На фиг.2 представлена задвижка, дополнительный привод которой состоит из вала 10 с установленным на нем механизмом поворота 11 с фиксатором положения 12 и двойным кулачком 13, воздействующим при повороте на шиберы 6 и 7 одновременно, а при возврате в исходное положение с помощью пальцев 14 и 15, установленных, соответственно, на шиберах 6 и 7.An additional drive may be performed in another embodiment. Figure 2 presents the valve, the additional actuator of which consists of a shaft 10 with a pivoting mechanism 11 mounted on it with a position lock 12 and a double cam 13, acting when turning on the sliders 6 and 7 at the same time, and when returning to its original position with the fingers 14 and 15 mounted, respectively, on the gates 6 and 7.

Сближенные шиберы 6 и 7 позволяют поднимать затвор и открывать задвижку с помощью вала 8 и привода 9.The close gates 6 and 7 allow you to lift the shutter and open the valve using the shaft 8 and the actuator 9.

Привод затвора и дополнительные приводы могут быть ручные, электрические, пневматические и гидравлические. Задвижка может перекрывать потоки низкого, среднего и высокого давления.The shutter drive and additional drives can be manual, electric, pneumatic and hydraulic. The valve can shut off low, medium and high pressure flows.

Задвижка работает следующим образом. Задвижка находится в исходном положении, когда шиберы 6 и 7 подняты с помощью привода 9 и сведены друг к другу (взаимно прижаты) с помощью дополнительного привода.The valve operates as follows. The valve is in its original position when the sliders 6 and 7 are raised by means of actuator 9 and brought together (mutually pressed) by means of an additional actuator.

Дополнительный привод задвижки может быть представлен в клиновом исполнении (фиг.1).An additional actuator of the valve can be presented in a wedge-shaped version (figure 1).

Закрывают задвижку с помощью основного привода 9, опуская затвор, закрепленный на валу 8, состоящий из шиберов 6 и 7, затем опущенные шиберы 6 и 7 синхронно раздвигают с помощью устройства удаления 17, винта 18 для перемещения клина 16 и привода перемещения клина, состоящего из полумуфты 19, винта 18 и полумуфты 20, установленных на валу привода 21, до момента прижатия шиберов 6 и 7 к торцам 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3. Таким образом перекрывается движение потока жидкости или газа в трубопроводе.The valve is closed using the main actuator 9, lowering the shutter mounted on the shaft 8, consisting of gates 6 and 7, then the lowered gates 6 and 7 are synchronously opened using a removal device 17, a screw 18 for moving the wedge 16 and the wedge moving actuator, consisting of coupling halves 19, screw 18 and coupling halves 20 mounted on the drive shaft 21, until the sliders 6 and 7 are pressed against the ends 4 and 5 of the shutter bores of the nozzles 2 and 3. Thus, the movement of the liquid or gas flow in the pipeline is blocked.

Открывают задвижку, сначала синхронно сближая шиберы 6 и 7 до их взаимного прижатия, с помощью дополнительного привода, а затем перемещают затвор, состоящий из шиберов 6 и 7 в направлении, перпендикулярном оси затворных отверстий патрубков 2 и 3 с помощью привода 9.Open the valve, first synchronously bringing the sliders 6 and 7 together until they are pressed together by an additional actuator, and then move the shutter, consisting of sliders 6 and 7 in the direction perpendicular to the axis of the shutter holes of the nozzles 2 and 3 with the help of the actuator 9.

Дополнительный привод задвижки может быть выполнен в виде, представленном на фиг.2.An additional valve actuator can be made in the form shown in figure 2.

Работа такой задвижки отличается тем, что когда ее закрывают с помощью основного привода 9, опускают затвор, закрепленный до упора с механизмом поворота 11 дополнительного привода. Затем, расфиксировав дополнительный привод с помощью фиксирующего устройства 12, поворачивают вал 10 с двойными кулачками 13, перемещают синхронно шиберы 6 и 7 (раздвигают их) до соприкосновения их с торцами 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3 до необходимой герметичности и фиксируют положение кулачков 13 с помощью фиксирующего устройства 12.The operation of such a valve is characterized in that when it is closed using the main actuator 9, the shutter is lowered, fixed to the stop with the rotation mechanism 11 of the additional actuator. Then, having unlocked the additional drive using the locking device 12, rotate the shaft 10 with double cams 13, synchronously move the sliders 6 and 7 (push them apart) until they touch the ends 4 and 5 of the shutter bores of the nozzles 2 and 3 to the required tightness and fix the position of the cams 13 using the locking device 12.

Открывают задвижку в обратной последовательности, не допуская трения торцов 4 и 5 с шиберами 6 и 7, сначала сближая последние до их взаимного прижатия, а затем приводом 9 поднимают затвор, открывая затворные отверстия патрубков 2 и 3.Open the valve in the reverse sequence, preventing friction of the ends 4 and 5 with the sliders 6 and 7, first bringing the latter together until they are pressed together, and then using the actuator 9, lift the shutter, opening the shutter openings of the nozzles 2 and 3.

Предлагаемые конструкции задвижек позволяют обеспечить максимальную степень герметизации затворных отверстий, т.к. не происходит изнашивания торцевых поверхностей патрубков и поверхностей шиберов, соприкасающихся с ними, вследствие того, что закрывают задвижку, проводя последовательно две операции - сначала опускают затвор без соприкосновения с торцами патрубков, а затем осуществляют контакт шиберов с торцами, прижимая их без силы трения.The proposed valve designs allow for the maximum degree of sealing of the gate openings, as there is no wear of the end surfaces of the nozzles and the surfaces of the gates in contact with them, due to the fact that they close the valve, performing two operations in series - first lower the shutter without contacting the ends of the nozzles, and then make contact of the gates with the ends, pressing them without friction.

В существующих задвижках процесс опускания затвора и прижатия его к затворным отверстиям происходит одновременно, преодолевая силу трения.In existing valves, the process of lowering the shutter and pressing it against the bolt holes occurs simultaneously, overcoming the friction force.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения не возникнет заклинивания затвора, что позволит с высоким качеством перекрывать потоки низкого, среднего и высокого давления, обеспечивать долговечность, надежность и безаварийную работу задвижек.Thus, when using the present invention there will be no jamming of the shutter, which will allow high quality shutoff of low, medium and high pressure flows, to ensure the durability, reliability and trouble-free operation of the valves.

Claims

A valve containing a housing with shutter openings located on one axis, a shutter mounted on the main drive shaft and made of two parallel gates, and an additional drive located on the main drive shaft axis for synchronously moving the gates to the shutter openings, characterized in that the additional drive consists of a wedge with a device for converging and removing gates, a screw and half-couplings for moving the wedge, and the main drive is movable the shutter is coaxial with the shaft with close gates without their contact with the ends of the gate openings, and an additional drive with the possibility of subsequent movement of the gates along the axis of the gate openings and compress them to the ends of the gate openings without friction.