RU2267683C1 - Double-acting high pressure ball cock - Google Patents
Double-acting high pressure ball cock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267683C1 RU2267683C1 RU2004110289/06A RU2004110289A RU2267683C1 RU 2267683 C1 RU2267683 C1 RU 2267683C1 RU 2004110289/06 A RU2004110289/06 A RU 2004110289/06A RU 2004110289 A RU2004110289 A RU 2004110289A RU 2267683 C1 RU2267683 C1 RU 2267683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- cylindrical
- base
- bore
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Taps Or Cocks (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве запорного устройства в трубопроводах, транспортирующих коррозионно-активные среды или природный газ с высоким давлением.The present invention relates to valve engineering and is intended for use as a locking device in pipelines transporting corrosive environments or natural gas with high pressure.
Как показывают испытания и опыт эксплуатации, надежность и ресурс шаровых кранов во многом зависят от надежности работы узла приводного вала.As tests and operating experience show, the reliability and service life of ball valves largely depend on the reliability of the drive shaft assembly.
Известен шаровой кран (кран), содержащий корпус, два подвижных резьбовых патрубка с уплотнительными кольцами-седлами, шаровой затвор с центральным проходным отверстием, приводной вал, входящий в углубление шарового затвора (АС № 1651003, кл. F 16 К 5/06, 02.08.1989).Known ball valve (crane), comprising a housing, two movable threaded nozzles with O-rings, seats, a ball valve with a central bore, a drive shaft included in the recess of the ball valve (AS No. 1651003, class F 16 K 5/06, 02.08 .1989).
Известен также шаровой кран, в корпусе которого расположены пробка с уплотнительными кольцами, подвижная в осевом направлении втулка, прижимающая кольца к пробке под действием накидной гайки, и уплотнение, герметизирующее втулку относительно корпуса (шаровой кран по SU № 543802А, кл. F 16 К 5/06, 25.01.1977).Also known is a ball valve, in the housing of which there is a plug with o-rings, an axially movable sleeve that presses the rings to the plug under the action of a union nut, and a seal that seals the sleeve relative to the body (ball valve according to SU No. 543802A, class F 16 K 5 06/01/1977).
К недостаткам известных конструкций относится то, что компенсация износа пакета уплотнительных элементов, установленных в известных кранах в расточках корпусов приводного вала, производится путем осевой подтяжки вертикально расположенной резьбовой пробки и промежуточной прижимной втулки, сжимающей пакет уплотнительных элементов. Такой достаточно широко распространенный способ обеспечения внешней герметичности крана по приводному валу вызывает большие неудобства в эксплуатации из-за частых регулировок и, кроме этого, отличается характерной для этой конструкции нестабильностью внешней герметичности преимущественно при работе крана в условиях низких температур окружающей среды от минус 30 до минус 60°С.The disadvantages of the known designs include the fact that compensation for the wear of the package of sealing elements installed in known taps in the bores of the drive shaft housings is made by axial tightening of a vertically located screw plug and an intermediate clamping sleeve compressing the package of sealing elements. Such a fairly widespread way to ensure the external tightness of the crane along the drive shaft causes great inconvenience in operation due to frequent adjustments and, in addition, differs in the characteristic instability of the external tightness mainly when the crane is operating in low ambient temperatures from
В соответствии с требованиями действующих государственных стандартов внешняя герметичность шаровых кранов в диапазоне эксплуатационных температур должна быть полной.In accordance with the requirements of current state standards, the external tightness of ball valves in the range of operating temperatures must be complete.
Известен шаровой кран (кран), содержащий корпус с впускным и выпускным горизонтальными участками для прохода среды, сообщающимися между собой через разделяющую их полость, приводной вал с ручкой, шаровой запорный орган со сквозным продольным отверстием и с возможностью поворота в вертикальной плоскости на 90°, два подвижных, расположенных по обеим сторонам запорного органа, упруго подпружиненных поджимными устройствами седла-уплотнителя, одно из которых установлено в цилиндрической расточке корпуса, другое - в цилиндрической расточке подвижной резьбовой пробки с уплотнительным кольцом на наружной цилиндрической поверхности (патент РФ RU 2171935, кл. F 16 К, 5/06 10.08.2001).Known ball valve (crane), comprising a housing with inlet and outlet horizontal sections for the passage of the medium, communicating with each other through a cavity separating them, a drive shaft with a handle, a ball locking element with a through longitudinal hole and can be rotated in a vertical plane by 90 °, two movable, located on both sides of the locking body, elastically spring-loaded by squeezing devices of the seat-seal, one of which is installed in the cylindrical bore of the body, the other in the cylindrical bore IG Petritskaya threaded plug with an O-ring on the outer cylindrical surface (Russian patent RU 2171935, cl. F 16 K 5/06 10.08.2001).
Недостатком данной конструкции является то, что из-за объективной необходимости применения в кране деталей из нержавеющей коррозионностойкой стали при работе крана под нагрузкой происходит характерное для таких сталей контактное (молекулярное) схватывание сопряженных поверхностей приводного вала и корпуса, в результате чего наблюдаются сильные надиры и, как следствие, усиленный износ этих поверхностей, неизменно сопровождающийся увеличением момента, необходимого для поворота ручки управления, или, в худшем случае, заклиниванием ее.The disadvantage of this design is that due to the objective necessity of using stainless steel parts in the valve during operation of the valve under load, the contact (molecular) setting characteristic of such steels occurs on the mating surfaces of the drive shaft and housing, resulting in strong nadir and as a result, increased wear of these surfaces, which is invariably accompanied by an increase in the moment required to turn the control handle, or, in the worst case, jamming it.
Другим общим недостатком известных технических решений, в том числе и рассмотренных выше конструкций кранов-аналогов, является то, что они не обладают достаточной надежностью и безопасностью в течение длительного периода эксплуатации. Так, в случаях возможного ослабления или потери наружными крепежными деталями, фиксирующими осевое положение приводного вала в корпусе, установленных моментов затяжки (например, из-за наличия вибраций или автоколебаний элементов системы проводки рабочей среды) приводной вал крана под воздействием давления этой среды выжимается из посадочного гнезда, чем вызывается вначале частичная, а затем и полная разгерметизация запорного крана со всеми вытекающими отсюда последствиями.Another common drawback of the known technical solutions, including the above designs of cranes-analogues, is that they do not have sufficient reliability and safety for a long period of operation. So, in cases of possible loosening or loss by external fasteners that fix the axial position of the drive shaft in the housing, the specified tightening torques (for example, due to vibrations or self-oscillations of the elements of the working medium wiring system), the crane drive shaft is squeezed out of the landing nests, which causes, at first, partial, and then complete depressurization of the stopcock with all the ensuing consequences.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению является газовый шаровой клапан (US № 5082246, кл. F 16 К 5/06, 1991).The closest in technical essence (prototype) to the claimed invention is a gas ball valve (US No. 5082246, CL F 16 K 5/06, 1991).
Известный шаровой клапан содержит наибольшее количество сходных с заявляемым краном признаков, а именно оба устройства представляют собой шаровой кран, каждый из которых содержит корпус со сквозным отверстием с двусторонними уступами, с горизонтальными впускным и выпускным участками для прохода среды, сообщающимися через разделяющую их полость, и вертикальной внутренней расточкой (горловиной), в которой расположен приводной вал с закрепленным на нем основанием ручки управления, шаровой запорный орган со сквозным продольным отверстием и возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол 90°, два подвижных седла-уплотнителя, расположенных по обеим сторонам запорного органа с центральными вогнутыми участками, полностью соприкасающимися с поверхностью запорного органа, одно седло установлено в цилиндрической расточке корпуса, другое размещено с возможностью взаимодействия с аксиально подвижной, уплотненной по наружной цилиндрической поверхности втулкой.The known ball valve contains the greatest number of similarities with the claimed valve, namely both devices are a ball valve, each of which contains a body with a through hole with bilateral ledges, with horizontal inlet and outlet sections for the passage of the medium, communicating through the cavity separating them, and vertical internal bore (neck), in which the drive shaft is located with the base of the control handle fixed to it, a ball locking element with a through longitudinal hole m and the ability to rotate in a vertical plane at an angle of 90 °, two movable saddles-seals located on both sides of the locking body with central concave sections that are completely in contact with the surface of the locking body, one saddle is installed in a cylindrical bore of the housing, the other is placed with the possibility of interaction with axially movable sleeve sealed on the outer cylindrical surface.
Достоинством известного клапана является то, что в нем не предусмотрено применение наружных крепежных элементов для уравновешивания приводного вала от сил давления рабочей среды. Приводной вал в отличие от кранов-аналогов устанавливается в вертикальную расточку корпуса изнутри через разделяющую полость и упирается в торцовую стенку вертикальной расточки своим наружным кольцевым буртом, воспринимающим основную нагрузку от действия сил давления рабочей среды. Конструкция отличается безопасностью и гарантированной внешней герметичностью по приводному валу, но не исключает недостаток, присущий описанному выше аналогу по патенту РФ RU № 2171935.The advantage of the known valve is that it does not provide for the use of external fasteners to balance the drive shaft from the pressure forces of the working medium. The drive shaft, unlike analog cranes, is installed in the vertical bore of the body from the inside through the separating cavity and abuts against the end wall of the vertical bore with its outer annular collar, which accepts the main load from the action of pressure forces of the working medium. The design is distinguished by safety and guaranteed external tightness along the drive shaft, but does not exclude the disadvantage inherent in the analogue described above according to RF patent RU No. 2171935.
Большая вероятность "затяжеления" или заклинивания управления в процессе работы, приводящае к отказу, существенно снижает надежность клапана и делает его неремонтопригодным.The greater likelihood of "tightening" or jamming of the control during operation, leading to failure, significantly reduces the reliability of the valve and makes it non-repairable.
Конструктивные исполнения приведенных выше кранов-аналогов и прототипа с соответствующими массогабаритнными характеристиками обеспечивают прохождение рабочей среды к исполнительным органам или газовым системам, однако функциональные возможности этих кранов существенно ограничены и отличаются невысокими энергетическими показателями и недостаточной пропускной способностью проводимой среды, что обусловлено конструкцией седла-уплотнителя, установленного во внутренней расточке аксиально подвижной втулки. Образованные при этом стенки втулки с направляющей частью существенно снижают полезную площадь сечения проходного канала седла-уплотнителя.The design of the above cranes-analogues and prototype with the corresponding weight and size characteristics ensure the passage of the working medium to the actuators or gas systems, however, the functionality of these cranes is significantly limited and differ in low energy performance and insufficient throughput of the medium, due to the design of the seal seat, mounted in the inner bore of an axially movable sleeve. The walls of the sleeve with the guiding part formed in this case significantly reduce the useful sectional area of the passage channel of the seal seat.
Таким образом, имея значительные габариты и массу при относительно небольшом условном проходе, прототип обладает низкой пропускной способностью, достаточно большим гидравлическим сопротивлением и имеет ограниченную область применения.Thus, having significant dimensions and weight with a relatively small nominal pass, the prototype has a low throughput, a sufficiently large hydraulic resistance and has a limited scope.
Другим недостатком прототипа является то, что наружный диаметр шарового запорного органа выполнен равным диаметру расточки разделяющей полости в корпусе и, соответственно, направляющей части аксиально подвижной втулки. При таком соотношении размеров не обеспечивается гарантированное и точное центрирование запорного органа в седлах-уплотнителях, установленных в разных деталях. А за счет такого центрирования в основном и достигаются необходимая герметичность и нормальная работа крана.Another disadvantage of the prototype is that the outer diameter of the ball locking element is equal to the diameter of the bore of the separating cavity in the housing and, accordingly, of the guide part of the axially movable sleeve. With this aspect ratio, guaranteed and accurate centering of the locking element in the seat-seals installed in different parts is not ensured. And due to this centering, the necessary tightness and normal operation of the crane are mainly achieved.
Кроме этого, крепление основания ручки с приводным валом с помощью цилиндрического штифта, установленного в глухом отверстии, значительно затрудняет проведение демонтажных работ.In addition, the mounting of the base of the handle with the drive shaft using a cylindrical pin mounted in a blind hole, significantly complicates the dismantling.
Основным элементом, определяющим характеристики шарового крана, является запорный шаровой орган, геометрические размеры которого выбираются с одной стороны минимальными, а с другой - обеспечивающими максимально возможную площадь сечения центрального сквозного проходного канала для проводимой среды. Сферическая поверхность запорного органа обрабатывается до образования параллельных оснований шарового пояса, расположенных перпендикулярно сквозному каналу, а диаметр оснований несколько превышает диаметр сквозного канала. Расстояние между основаниями определяет ширину шарового пояса.The main element that determines the characteristics of a ball valve is a locking ball organ, the geometric dimensions of which are selected on the one hand as minimum, and on the other hand, providing the maximum possible cross-sectional area of the central through passage channel for the conducted medium. The spherical surface of the locking member is machined to form parallel bases of the spherical belt located perpendicular to the through channel, and the diameter of the bases slightly exceeds the diameter of the through channel. The distance between the bases determines the width of the ball belt.
Наиболее тяжелым режимом работы для шарового крана является режим перекрытия канала подачи (напора) рабочего давления в течение длительного времени, так как в этом случае шаровой запорный орган воспринимает максимальную нагрузку, передавая ее на одно из седел-уплотнителей, закрепленных по обеим сторонам запорного органа.The most difficult mode of operation for a ball valve is the mode of blocking the supply channel (pressure) of the working pressure for a long time, since in this case the ball shut-off element takes up the maximum load, transferring it to one of the seat-seals fixed on both sides of the shut-off element.
В этом режиме в случаях выполнения ширины шарового пояса запорного органа меньше диаметра сферических полых чаш седел-уплотнителей, изготавливаемых преимущественно из полиамидных материалов, происходит местная пластическая деформация сферической части седла по месту контакта с кромкой основания запорного органа с образованием уступа, который под нагрузкой вначале постепенно выжимается на открытую рабочую поверхность сферы, а затем при перекладках запорного органа разрушается ("течет"), вызывая при этом увеличение усилия, необходимого для поворота приводного вала, и нарушение герметичности шарового крана.In this mode, in cases where the width of the locking belt of the locking member is less than the diameter of the spherical hollow cups of the seat-seals made mainly of polyamide materials, local plastic deformation of the spherical part of the seat occurs at the point of contact with the edge of the base of the locking member with the formation of a step, which gradually gradually starts under load, it is squeezed onto the open working surface of the sphere, and then, when shifting the closure, it is destroyed (“flowing”), causing an increase in effort, it is necessary to rotate about the drive shaft, and a violation of the ball valve leak.
Стремление выполнить проходные каналы в запорных органах кранов максимальными по сечению неизбежно приводит к проявлению указанного выше недостатка. Это касается всех кранов-аналогов, включая и прототип.The desire to make the passage channels in the locking bodies of the cranes maximum in cross section inevitably leads to the manifestation of the above disadvantage. This applies to all analog cranes, including the prototype.
Технической задачей заявляемого изобретения является решение следующих задач:The technical task of the invention is to solve the following problems:
- обеспечение надежности и безопасности в процессе эксплуатации,- ensuring reliability and safety during operation,
- уменьшение трения и исключение молекулярного схватывания контактирующих между собой поверхностей приводного вала и корпуса в условиях недостаточного смазывания при изготовлении этих деталей из нержавеющих сталей,- reduction of friction and the exclusion of molecular seizure of contacting surfaces of the drive shaft and the housing in conditions of insufficient lubrication in the manufacture of these parts from stainless steels,
- повышение износостойкости контактирующих поверхностей привода и, следовательно, повышение ресурса и внешней герметичности крана в широком эксплуатационном диапазоне давлений и температур рабочей среды,- increasing the wear resistance of the contacting surfaces of the drive and, therefore, increasing the resource and external tightness of the crane in a wide operating range of pressures and temperatures of the working medium,
- упрощение конструкции крана и расширение его функциональных возможностей,- simplification of the design of the crane and the expansion of its functionality,
- выполнение требований по ремонтопригодности крана.- fulfillment of crane maintainability requirements.
Поставленная задача решается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус со сквозным отверстием с двусторонними уступами, с горизонтальными впускным и выпускным участками для прохода среды, сообщающимися через разделяющую их полость, и вертикальной внутренней расточкой (горловиной), в которой расположен приводной вал с закрепленным на нем основанием ручки управления, шаровой запорный орган со сквозным центральным проходным каналом и возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол 90°, два подвижных упруго нагруженных поджимными устройствами седла-уплотнителя, расположенные по обеим сторонам запорного органа с центральными вогнутыми сферическими участками, полностью соприкасающимися с поверхностью запорного органа, одно седло установлено в цилиндрической расточке корпуса, другое размещено с возможностью взаимодействия с аксиально подвижной уплотненной по наружной цилиндрической поверхности втулкой, согласно изобретению, вертикальная внутренняя расточка (горловина) корпуса выполнена ступенчатой и ее большая ступень расположена со стороны разделяющей полости, в расточке герметично размещена антифрикционная коаксиальная цилиндрическая втулка-вкладыш с наружным кольцевым буртом и возможностью одновременного контакта и взаимодействия с соответствующей уплотненной поверхностью приводного вала и установочной внутренней поверхностью основания ручки управления, причем втулка снабжена предохраняющим от проворота в корпусе фиксирующим элементом, а седла-уплотнители вместе с поджимными устройствами оппозитно встроены непосредственно в общую цилиндрическую расточку корпуса - разделяющую полость, диаметр которой соответствует диаметру направляющей поверхности аксиально подвижной втулки, при этом диаметр цилиндрической расточки корпуса и диаметр шарового запорного органа выполнены в соответствии с соотношениемThe problem is solved in that in a ball valve containing a housing with a through hole with bilateral ledges, with horizontal inlet and outlet sections for the passage of the medium communicating through the cavity separating them, and a vertical internal bore (neck), in which the drive shaft is located with a fixed on it the base of the control knob, a ball locking element with a through central passage channel and the ability to rotate in a vertical plane at an angle of 90 °, two movable elastically loaded pinch devices of the seat-seal, located on both sides of the locking body with central concave spherical sections that are completely in contact with the surface of the locking body, one saddle is installed in a cylindrical bore of the body, the other is placed with the possibility of interaction with an axially movable sleeve sealed on the outer cylindrical surface, according to the invention, the vertical internal bore (neck) of the body is stepped and its large step is located on the side dividing along On the other hand, the antifriction coaxial cylindrical insert sleeve with an outer annular collar and the possibility of simultaneous contact and interaction with the corresponding sealed surface of the drive shaft and the mounting surface of the base of the control handle is hermetically placed in the bore, and the sleeve is equipped with a locking element that protects against rotation in the housing, and the saddles gaskets together with clamping devices are, on the contrary, directly integrated into the general cylindrical bore of the housing - cavity, the diameter of which corresponds to the diameter of the guide surface of the axially movable sleeve, while the diameter of the cylindrical bore of the housing and the diameter of the ball locking element are made in accordance with the ratio
Dp/Dш=1,06...1,1,D p / D w = 1,06 ... 1,1,
где Dp - диаметр цилиндрической расточки корпуса, мм;where D p is the diameter of the cylindrical bore of the body, mm;
Dш - диаметр шарового запорного органа, мм,D W - the diameter of the ball locking element, mm,
Кроме этого, в каждом седле-уплотнителе участки кромок пересечения сферической поверхности с открытой поверхностью торца (со стороны прилегания запорного органа) и цилиндрической поверхностью проходного канала скошены с образованием двух концентрично расположенных относительно внешнего контура усеченных конусов, вершины которых обращены в сторону расположения поджимных устройств и совпадают с осью вращения, при этом диаметр большего основания усеченного конуса по внутренней кромке сферической поверхности равен по меньшей мере диаметру основания шарового пояса, а диаметр меньшего основания усеченного конуса по наружной кромке сферической поверхности не превышает ширины шарового пояса запорного органа, причем на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях приводного вала и основания ручки со стороны их открытых торцов, граничащих с атмосферой, образованы с оппозитным расположением цилиндрические сквозные отверстия, а узел соединения основания ручки с приводным валом выполнен в виде цилиндрического штифта, размещенного в упомянутых отверстиях с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом между периферийной поверхностью приводного вала и соответствующей внутренней поверхностью основания ручки образован гарантированный и кольцевой зазор.In addition, in each saddle-sealer, the sections of the edges of the intersection of the spherical surface with the open end surface (from the abutment side of the locking member) and the cylindrical surface of the passage channel are beveled with the formation of two truncated cones concentrically located relative to the external contour, the vertices of which are turned toward the location of the compression devices and coincide with the axis of rotation, while the diameter of the larger base of the truncated cone along the inner edge of the spherical surface is at least meter of the base of the ball belt, and the diameter of the smaller base of the truncated cone along the outer edge of the spherical surface does not exceed the width of the ball belt of the shut-off element, and on opposite cylindrical surfaces of the drive shaft and the base of the handle from their open ends bordering the atmosphere, are formed with the opposite the arrangement of cylindrical through holes, and the connection node of the base of the handle with the drive shaft is made in the form of a cylindrical pin placed in the said holes with possible limited axial movement, while between the peripheral surface of the drive shaft and the corresponding inner surface of the base of the handle a guaranteed and annular gap is formed.
Установка в кране между корпусом и приводным валом антифрикционной (например, из бронзы) коаксиальной втулки с упорным наружным кольцевым буртом со стороны разделяющей внутренней полости и возможностью ее фиксации от проворота исключает схватывание и заклинивание сочленяемых деталей, повышает надежность и ресурс крана, обеспечивает легкий монтаж и демонтаж деталей узла при проведении регламентных и ремонтно-восстановительных работ.The installation in the crane between the body and the drive shaft of an antifriction (for example, bronze) coaxial sleeve with a thrust outer annular collar from the side of the separating inner cavity and the possibility of its fixation from rotation eliminates the setting and jamming of the articulated parts, increases the reliability and service life of the crane, provides easy installation and dismantling of parts of the unit during routine and repair work.
Размещение седел-уплотнителей вместе с поджимными устройствами непосредственно в общей цилиндрической расточке - разделяющей полости корпуса позволило увеличить полезную площадь проходных каналов крана и соответственно почти на порядок поднять расходные характеристики при сохранении прежних общих габаритных размеров.Placing the seat-seals together with the clamping devices directly in the common cylindrical bore - the dividing cavity of the body made it possible to increase the useful area of the passage channels of the crane and, accordingly, increase consumption characteristics by almost an order of magnitude while maintaining the previous overall overall dimensions.
Возможность осуществления изобретения обеспечивается конструкцией крана, показанной на чертежах, гдеThe possibility of carrying out the invention is provided by the design of the crane shown in the drawings, where
- на фиг.1 показан общий вид, разрез шарового крана двухстороннего действия для высоких давлений в открытом положении;- figure 1 shows a General view, section of a double-acting ball valve for high pressures in the open position;
- на фиг.2 показан общий вид, разрез шарового крана в закрытом положении;- figure 2 shows a General view, a section of a ball valve in the closed position;
- на фиг.3 показан разрез А-А на фиг.2.- figure 3 shows a section aa in figure 2.
Шаровой кран (фиг.1) содержит корпус 1 со сквозным отверстием с двусторонними уступами, с горизонтальными впускным (условно) 2 и выпускным (условно) 3 участками для прохода среды, сообщающимися через разделяющую их полость 4, и вертикальной внутренней расточкой (горловиной) 5, в которой расположен приводной вал 6 с закрепленным на нем основанием 7 ручки управления 8, шаровой запорный орган 9 со сквозным продольным отверстием 10, два подвижных упруго нагруженных поджимными устройствами 11 седла-уплотнителя 12, расположенные по обеим сторонам запорного органа 9, одно седло установлено в цилиндрической расточке 13 корпуса 1, другое размещено с возможностью взаимодействия с аксиально подвижной уплотненной по наружной цилиндрической поверхности подвижной втулкой 14, в торец которой упирается опорная гайка 15, сопряженная с корпусом 1 по резьбовой поверхности.The ball valve (figure 1) contains a housing 1 with a through hole with bilateral ledges, with a horizontal inlet (conditionally) 2 and outlet (conditionally) 3 sections for the passage of the medium, communicating through the cavity 4 separating them, and a vertical inner bore (neck) 5 , in which the
Вертикальная внутренняя расточка (горловина) 5 корпуса 1 выполнена ступенчатой, ее большая ступень 16 расположена со стороны разделяющей полости 4, в расточке 5 герметично размещена антифрикционная коаксиальная цилиндрическая втулка-вкладыш 17 с наружным кольцевым буртом 18. Со втулкой-вкладышем 17 по внутренней поверхности контактирует приводной вал 6, а по наружной поверхности - основание 7 ручки управления 8. Втулка-вкладыш 17 снабжена фиксирующим элементом в виде замковой плоской пластины 19.The vertical inner bore (neck) 5 of the housing 1 is stepped, its large step 16 is located on the side of the separating cavity 4, and the antifriction coaxial cylindrical insert sleeve 17 with the outer
Седло-уплотнитель 12, взаимодействующее с аксиально-подвижной втулкой 14, установлено непосредственно в общей цилиндрической расточке 13 корпуса 1. В каждом седле-уплотнителе 12 (фиг.3) участок кромок 20 пересечения сферы 21 с открытым торцом 22 и участок кромок 23 пересечения сферы 21 с цилиндрической поверхностью 24 проходного канала скошены с образованием усеченных конусов 25 и 26, вершины которых обращены в сторону расположения поджимных устройств 11.The seat-
На цилиндрических поверхностях основания 7 ручки 8 и приводного вала 6 (фиг.2) с внешней стороны крана образованы сквозные отверстия 27 и 28. Узел соединения основания 7 ручки 8 с приводным валом 6 осуществлен с помощью штифта 29, размещенного в отверстиях 27 и 28. Между наружной поверхностью приводного вала 6 и внутренней поверхностью основания 7 образован гарантированный кольцевой зазор 30.On the cylindrical surfaces of the
Шаровой кран работает следующим образом.Ball valve works as follows.
Шаровой кран открывает (см.фиг.1) или перекрывает (см.фиг.2) поток рабочей среды посредством поворота шарового запорного органа 9, что осуществляется поворотом приводного вала 6 с помощью ручки 8 на угол 90°. В положении "Открыто" проходные отверстия участков 2 и 3 корпуса 1 соответственно совмещаются с проходным отверстием 10 запорного органа 9 и рабочая среда проходит через кран. В положении "Закрыто" запорный орган 9 перекрывает путь рабочей среде, а упругодеформированная система, состоящая из поджимного устройства 11 и шарового запорного органа 9 препятствует утечке рабочей среды.The ball valve opens (see Fig. 1) or closes (see Fig. 2) the flow of the working medium by turning the ball shut-off
Наиболее тяжелыми режимами работы для шарового крана является режим перекрывания рабочей среды под высоким давлением и режим "стоянки", когда перекрытый на длительное время кран находится под воздействием высокого давления и температуры окружающей среды. Рабочая нагрузка в этом случае, воспринимаемая шаровым запорным органом 9, передается через радиально направленные силы на сферическую поверхность седла-уплотнителя 12. В связи с тем, что материалами для изготовления седел-уплотнителей преимущественно являются полиамидные материалы с высокими значениями коэффициентов трения, значительно возрастают величины моментов, необходимых для поворота управляющего вала, а вместе с этим - радиальные нагрузки приводного вала на установочную поверхность корпуса. В конечном итоге увеличивается износ взаимодействующих поверхностей, во многом определяющий ресурс крана.The most difficult operating modes for a ball valve are the high pressure shutoff mode and the “standby” mode, when the valve shut off for a long time is exposed to high pressure and ambient temperature. The working load in this case, perceived by the
В предлагаемой конструкции шарового крана двухстороннего действия для высоких давлений за счет установки в корпусе антифрикционной (например, из бронзы) коаксиальной втулки-вкладыша 17 удалось исключить "схватывание" и заклинивание приводного вала 6, значительно уменьшить усилие поворота ручки управления 8, а стопорение от проворота в корпусе втулки-вкладыша 17 с помощью замковой пластины 19 гарантированно обеспечивает скольжение приводного вала и его уплотнителя относительно втулки с меньшими угловыми скоростями и износом.In the proposed design of a double-acting ball valve for high pressures due to the installation of an anti-friction (for example, bronze) coaxial insert sleeve 17 in the housing, it was possible to eliminate the "setting" and jamming of the
За счет увеличения полезной площади проходных каналов крана также удалось почти на порядок поднять расходные характеристики при сохранении прежних массогабаритных характеристик.Due to the increase in the usable area of the passage channels of the crane, it was also possible to almost increase the flow rate characteristics while maintaining the same weight and size characteristics.
Таким образом, шаровой кран, выполненный согласно изобретению, позволяет создать кран с повышенным сроком службы и высокой надежностью, с практически неограниченной возможностью проведения высокотехнологичных ремонтно-восстановительных работ в течение назначенного ресурса, что подтверждается результатами проведенных заводских испытаний и эксплуатации.Thus, the ball valve, made according to the invention, allows you to create a valve with increased service life and high reliability, with almost unlimited ability to carry out high-tech repair and restoration work during the assigned resource, which is confirmed by the results of factory tests and operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004110289/06A RU2267683C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Double-acting high pressure ball cock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004110289/06A RU2267683C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Double-acting high pressure ball cock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004110289A RU2004110289A (en) | 2005-10-20 |
| RU2267683C1 true RU2267683C1 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35862499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004110289/06A RU2267683C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Double-acting high pressure ball cock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267683C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556726C2 (en) * | 2010-03-31 | 2015-07-20 | Уорлдуайд Ойлфилд Машин, Инк. | Stock assembly for rotating valve and method of its assemblage |
| RU174721U1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-10-30 | Закрытое акционерное общество "Челябинский завод технологической оснастки" | BALL VALVE |
| RU2662760C2 (en) * | 2013-10-15 | 2018-07-30 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Ball valve floating sealing |
| RU210656U1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-04-25 | Игорь Валерьевич Сибиряков | ball valve |
-
2004
- 2004-04-05 RU RU2004110289/06A patent/RU2267683C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556726C2 (en) * | 2010-03-31 | 2015-07-20 | Уорлдуайд Ойлфилд Машин, Инк. | Stock assembly for rotating valve and method of its assemblage |
| RU2662760C2 (en) * | 2013-10-15 | 2018-07-30 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Ball valve floating sealing |
| RU174721U1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-10-30 | Закрытое акционерное общество "Челябинский завод технологической оснастки" | BALL VALVE |
| RU210656U1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-04-25 | Игорь Валерьевич Сибиряков | ball valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004110289A (en) | 2005-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3209919B1 (en) | Gas pressurized packing system for control valves | |
| US4281819A (en) | Balanced stem gate valve | |
| US3357679A (en) | Multi-material elastomer seal | |
| US4436279A (en) | Stem connection for gate valve | |
| US5906354A (en) | Ball valve for lethal gas or fluid service | |
| US6655658B2 (en) | Plug valve assembly and fluid flow control method with improved low pressure sealing | |
| US4552335A (en) | Ball valve | |
| WO2016093271A1 (en) | Rotary valve, and quick exhaust valve for railway vehicle | |
| WO2001033119A1 (en) | Compact manifold ball valve | |
| US5145150A (en) | Valve with metal-to-metal sealing means | |
| US20050104026A1 (en) | Ball valve with a single piece ball-stem and an integrated actuator mounting flange | |
| US5265845A (en) | Cam-actuated split ball valve | |
| US6830069B2 (en) | Isolation valve assembly | |
| US3385561A (en) | Valve construction | |
| US3848849A (en) | Fluid control valve | |
| US3058484A (en) | Rotary ball valve having adjustable seats | |
| US3081792A (en) | Ball valve with removable cartridge unit | |
| US4373700A (en) | Metal seal for a gate valve stem | |
| EP3589870B1 (en) | Double positive isolation ball valve | |
| US3554488A (en) | Plug valve | |
| US6286810B1 (en) | Valve with cartridge | |
| RU2267683C1 (en) | Double-acting high pressure ball cock | |
| US5727596A (en) | Changeover valve | |
| US20050062006A1 (en) | Valve assembly having a pressure balanced segment seal | |
| GB2472200A (en) | Ball valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090406 |