RU2290557C2

RU2290557C2 - Wedge-shaped valve gate

Info

Publication number: RU2290557C2
Application number: RU2004121400/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Чернов (RU); Анатолий Васильевич Чернов; Владимир Николаевич Белокрылов (RU); Владимир Николаевич Белокрылов; Анатолий Федотович Лизюра (RU); Анатолий Федотович Лизюра
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет")
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-12-27
Also published as: RU2004121400A

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: wedge-shaped valve gate comprises housing with central and through openings, flanges mounted in the housing of the seat, and wedge that cooperates with seats. The wedge is connected with expandable spindle. The spindle is set in the central opening of the housing and is mounted for permitting movement inside the housing. The lid of the vale gate has the gland chamber that receives gland seal. The free end of the spindle is provided with the drive. Inner side of the ends of the housing and outer side of the flanges are provided with thread. The ends of the flanges are provided with necks. The housing is provided with grooves. The grooves are interposed between the flange necks and housing grooves. The grooves receive metallic rings with L-shaped cross-section.

EFFECT: enhanced reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области механики, а именно к трубопроводной арматуре, в частности к задвижкам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.The invention relates to the field of mechanics, namely to pipeline valves, in particular to valves, and can be used in the oil industry.

Известно сальниковое уплотнение, выполненное в виде двух уплотнительных колец, имеющих в поперечном сечении прямоугольную форму, и, по меньшей мере, одного металлического диска, установленного между уплотнительными кольцами параллельно диаметральной плоскости с возможностью взаимодействия с их торцевой поверхностью по всей их площади и контактирования в рабочем положении сальникового уплотнения с поверхностью элемента соединения, при этом уплотнительное кольцо, установленное со стороны действия рабочей среды, имеет плотность меньшую, чем плотность другого уплотнительного кольца и обладает свойствами пластической деформации, при этом другое уплотнительное кольцо обладает упругими свойствами (Патент №2197660 РФ).Known gland seal made in the form of two sealing rings having a rectangular cross-section and at least one metal disk mounted between the sealing rings parallel to the diametrical plane with the possibility of interaction with their end surface over their entire area and contacting in the working the position of the stuffing box seal with the surface of the connection element, while the sealing ring mounted on the side of the working medium has a density less than the density of another o-ring and has the properties of plastic deformation, while the other o-ring has elastic properties (Patent No. 2197660 of the Russian Federation).

Однако в данном соединении усилие затяжки создается за счет болтового (шпилечного) соединения по наружному контуру прокладки и необходимо обеспечить определенное усилие сжатия прокладки, кроме того, возможны перекосы при затяжке.However, in this connection, the tightening force is created due to the bolt (hairpin) connection along the outer contour of the gasket and it is necessary to provide a certain compression force of the gasket, in addition, distortions during tightening are possible.

Наиболее близкий аналог заявляемого изобретения - клиновая задвижка, содержащая корпус с выполненными в нем центральным и проходным отверстиями, каждое из последних снабжено буртом и посадочным отверстием, в котором установлено седло, наружная поверхность последнего выполнена ступенчатой, а в центральном отверстии между двух седел расположен цельный клин, соединенный со шпинделем, и бурт корпуса выполнен ступенчатым, при этом наружные кромки кольцевых ступеней выполнены друг относительно друга по линии, расположенной под углом, конгруэнтным углу наклона ступеньки наружной поверхности седла, кроме того, шпиндель коаксиально с возможностью перемещения установлен в центральном отверстии (Патент №2186277 РФ).The closest analogue of the claimed invention is a wedge gate valve, comprising a housing with a central and aperture made in it, each of the latter having a shoulder and a landing hole in which a saddle is installed, the outer surface of the latter is made stepwise, and a solid wedge is located in the central hole between two saddles connected to the spindle and the shoulder of the housing is made stepwise, while the outer edges of the annular steps are made relative to each other along a line located at an angle entnym angle the outer surface of the seat step, moreover, the spindle coaxially movably mounted in the central opening (RF Patent №2186277).

Однако корпус данной клиновой задвижки выполнен цельнолитым, что подразумевает использование одной марки материала, имеющей определенные свойства, и не позволяет сочетать несколько свойств, по назначению требующихся при определенных условиях эксплуатации. Например, для эксплуатации арматуры в районах Крайнего Севера необходимо климатическое исполнение до -60°C. Подобными свойствами обладает литье из стали 30 ХМЛ, практически несвариваемой в полевых условиях при монтаже в трубопроводы, с обеспечением равнопрочности сварного шва с основным металлом. А по условиям эксплуатации газовых магистралей высокого давления предпочтительным является исполнение арматуры с патрубками под приварку, которые целесообразно выполнять из хорошо свариваемых материалов, например из стали 09Г2С, которая также подходит для климатического исполнения до -60°C. Но сталь 09Г2С не применяется для литья, применяется только для штамповки. Получить же штамповку на цельный корпус задвижки с большим условным проходом практически невозможно.However, the housing of this wedge gate valve is made of one-piece, which implies the use of one brand of material having certain properties, and does not allow combining several properties that are required for certain purposes under certain operating conditions. For example, for the operation of valves in the Far North, climatic modification up to -60 ° C is necessary. The casting made of 30 CML steel, which is practically non-weldable in the field during installation in pipelines, has the similar properties, ensuring equal strength of the weld with the base metal. And according to the operating conditions of high-pressure gas pipelines, it is preferable to design fittings with welded nozzles, which are expedient to be made of well-welded materials, for example, steel 09G2S, which is also suitable for climatic performance up to -60 ° C. But steel 09G2S is not used for casting, it is used only for stamping. It is almost impossible to get stamping on a one-piece valve body with a large nominal bore.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции клиновой задвижки с деталями корпуса, выполненных из ограниченно свариваемых или несвариваемых материалов.An object of the present invention is to develop a design of a wedge gate valve with housing parts made of limited weldable or non-weldable materials.

Эта задача решается тем, что клиновая задвижка содержит корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы. В корпусе установлены седла и взаимодействующий с седлами клин. Клин соединен с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе. На корпусе установлена крышка, в которой расположена сальниковая камера с установленным в ней сальниковым уплотнением. Привод установлен на свободном конце шпинделя. Внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой. Концы фланцев снабжены шейками, а корпус снабжен проточками и в канавках, образованных шейками фланцев и проточками корпуса, установлены кольца из терморасширенного графита, снабженные металлическими кольцами, имеющими Г-образный профиль.This problem is solved in that the wedge gate valve comprises a housing provided with central and through holes, flanges. Saddles and a wedge interacting with the saddles are installed in the body. The wedge is connected to a retractable spindle located in the center hole of the housing and mounted to move in the housing. A cover is installed on the housing in which the stuffing box is located with the stuffing box installed in it. The drive is mounted on the free end of the spindle. The inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are provided with a thread by which they are interconnected. The ends of the flanges are equipped with necks, and the body is provided with grooves and in the grooves formed by the necks of the flanges and the grooves of the body, thermally expanded graphite rings are installed, equipped with metal rings having an L-shaped profile.

Предлагаемое изобретение поясняют подробным описанием и чертежами, на которых:The invention is illustrated by a detailed description and drawings, in which:

Фиг.1 - изображает общий вид клиновой задвижки;Figure 1 - depicts a General view of the wedge gate valve;

Фиг.2 - изображает в увеличенном масштабе вид В.Figure 2 - is an enlarged view of a view of B.

Клиновая задвижка содержит корпус 1 (Фиг.1), снабженный сквозным отверстием 2 и центральным отверстием 3. Фланцы 4 и 5 снабжены резьбой Р (Фиг.2) и с ее помощью соединены с корпусом, наружная поверхность концов которого также снабжена резьбой Р. Кроме того, фланцы 4 и 5 снабжены шейками с диаметрами D₁ и D₂. Размер шейки от торца проточенной части определяется размером А. При этом корпус 1 снабжен проточками диаметров D₁ и D₂. Глубина проточки по диаметру D₂ определяется размером Б. Как правило механическая обработка корпуса 1 и фланцев 4 и 5 производится за одну установку, поэтому соосность обрабатываемых поверхностей Р, D₁, D₂ и торцевое биение поверхностей Т, Т₁ и Т₂ являются оптимальными по допускаемым отклонениям и взаиморасположению. В канавках, образованных шейками фланцев 4 и 5 и проточками корпуса 1, установлены кольца из терморасширенного графита 6 и 7, снабженные кольцами 8 и 9, которые имеют Г-образный профиль из металла толщиной 0,1-0,3 мм. Прочность соединения определяется степенью деформации колец 6 и 7. Прочность соединения деталей корпуса задвижки обеспечивается расчетным путем и определяется размером Н.The wedge gate valve comprises a housing 1 (FIG. 1) equipped with a through hole 2 and a central hole 3. The flanges 4 and 5 are provided with a thread P (FIG. 2) and are connected with it with a housing, the outer surface of the ends of which is also equipped with a thread P. In addition Moreover, the flanges 4 and 5 are equipped with necks with diameters D ₁ and D ₂ . The size of the neck from the end of the machined part is determined by the size A. Moreover, the housing 1 is provided with grooves of diameters D ₁ and D ₂ . The depth of the groove in diameter D ₂ is determined by size B. Typically, the machining of the housing 1 and the flanges 4 and 5 is carried out in one installation, therefore, the alignment of the machined surfaces P, D ₁ , D ₂ and the end runout of the surfaces T, T ₁ and T ₂ are optimal for permissible deviations and relative position. In the grooves formed by the necks of the flanges 4 and 5 and the grooves of the housing 1, thermally expanded graphite rings 6 and 7 are installed, equipped with rings 8 and 9, which have a L-shaped profile of metal with a thickness of 0.1-0.3 mm. The strength of the connection is determined by the degree of deformation of the rings 6 and 7. The strength of the connection parts of the valve body is provided by calculation and is determined by the size N.

Корпус 1 снабжен посадочными отверстиями, в которых установлены седла 10 и 11 (Фиг.1). Седла 10 и 11 взаимодействуют с клином 12, соединенным с выдвижным шпинделем 13, расположенным в центральном отверстии 3 корпуса 1. Шпиндель 13 установлен с возможностью перемещения. К корпусу 1 посредством шпилек и гаек присоединена крышка 14, в которой расположена сальниковая камера. В последней установлено сальниковое уплотнение 15, обеспечивающее герметичность шпинделя 13 относительно крышки 14. На свободном конце шпинделя 13 установлен привод 16, позволяющий облегчить процесс управления задвижкой.The housing 1 is equipped with landing holes in which the saddles 10 and 11 are installed (Figure 1). The saddles 10 and 11 interact with a wedge 12 connected to a sliding spindle 13 located in the central hole 3 of the housing 1. The spindle 13 is mounted for movement. A cover 14 is attached to the housing 1 by means of studs and nuts, in which the stuffing box is located. The latter is equipped with a packing 15, which ensures the tightness of the spindle 13 with respect to the cover 14. An actuator 16 is installed on the free end of the spindle 13, which facilitates the control of the valve.

Сборку клиновой задвижки осуществляют следующим образом.Assembly wedge gate valves are as follows.

Присоединяют с двух сторон к корпусу 1 фланцы 4 и 5 (Фиг.1) затягивая их определенным усилием после соприкосновения плоскостей Т (Фиг.2). Таким образом, выбирают люфты в резьбах. Далее на корпусе 1 и фланцах 4 и 5 (Фиг.1) друг против друга делают метки, определяющие данное положение. Затем корпус и фланцы разъединяют, устанавливают кольца из терморасширенного графита 6 и 7 и снова производят соединение при помощи резьбы фланцев и корпуса до совпадения меток. Усилия, возникающие при соединении, определяются степенью сжатия колец из терморасширенного графита 6 и 7 и определяют осевое усилие, которое необходимо преодолеть для совпадения меток на корпусе 1 и фланцах 4 и 5. Одного крутящего момента, прилагаемого к фланцу, недостаточно. В определенный момент времени, сопротивление колец из терморасширенного графита таково, что витки резьб начинаются затираться и начинает происходить срез витков. Поэтому процесс соединения корпуса 1 и фланцев 4 и 5 при помощи резьбы возможен только при наличии дополнительной осевой силы, направленной на сжатие деталей, и постоянного крутящего момента на фланец. Сжатые кольца из терморасширенного графита, обладающие свойством сохранять упругие свойства неопределенно долгое время, обеспечивают осевые напряжения в резьбовых соединениях, при которых невозможно из разъединить без разрушении резьбы.Attach the flanges 4 and 5 (Fig. 1) from two sides to the housing 1, tightening them with a certain force after the contact of the T planes (Fig. 2). Thus, backlash in the threads is chosen. Next, on the housing 1 and the flanges 4 and 5 (Fig. 1), marks are made against each other, defining this position. Then the housing and the flanges are disconnected, the rings of thermally expanded graphite 6 and 7 are installed and the connection is again made using the threads of the flanges and the housing until the marks match. The forces arising from the connection are determined by the degree of compression of the rings of thermally expanded graphite 6 and 7 and determine the axial force that must be overcome to match the marks on the housing 1 and flanges 4 and 5. One torque applied to the flange is not enough. At a certain point in time, the resistance of the rings of thermally expanded graphite is such that the turns of threads begin to overwrite and a cut of turns begins to occur. Therefore, the process of connecting the housing 1 and the flanges 4 and 5 with the help of a thread is possible only if there is an additional axial force aimed at compressing the parts and constant torque on the flange. Compressed rings of thermally expanded graphite, which have the property of preserving elastic properties for an indefinite period of time, provide axial stresses in threaded joints at which it is impossible to disconnect without breaking the thread.

Затем через центральное отверстие 3 корпуса 1 (Фиг.1) седла 10, 11 устанавливают в посадочные отверстия и расклинивают в сборе с цельным клином 12, причем к последнему присоединяют шпиндель 13. Далее седла 10, 11 развальцовывают относительно корпуса 1 через сквозное отверстие 2. Затем при помощи шпилек и гаек к корпусу 1 присоединяют крышку 14, в которой располагается сальниковая камера. В последней устанавливают сальниковое уплотнение 15. На шпиндель 13 устанавливают привод 16.Then, through the central hole 3 of the housing 1 (FIG. 1), the saddles 10, 11 are installed in the mounting holes and wedged together with a solid wedge 12, and the spindle 13 is connected to the latter. Next, the saddles 10, 11 are expanded relative to the housing 1 through the through hole 2. Then, using studs and nuts, a cover 14 is attached to the housing 1, in which the stuffing box is located. In the latter install the packing 15. The drive 16 is mounted on the spindle 13.

Предлагаемая клиновая задвижка позволяет изготавливать корпус и фланцы задвижки из ограниченно свариваемых и несвариваемых материалов, обладающих разными свойствами, применение которых обусловлено условиями эксплуатации. Данная конструкция корпусных деталей применима для любого вида арматуры, требующей сочетания разнородных либо обладающих различными свойствами материалов.The proposed wedge gate valve allows the body and valve flanges to be made from limitedly weldable and non-weldable materials with different properties, the use of which is determined by the operating conditions. This design of housing parts is applicable for any type of reinforcement requiring a combination of dissimilar or having different properties of materials.

Claims

A wedge gate valve, comprising a housing provided with central and through holes, flanges installed in the saddle housing, and a wedge interacting with the saddles, connected to a sliding spindle located in the central opening of the housing and mounted for movement in the housing, the lid in which the stuffing box is located a chamber with a stuffing box installed in it, and a drive mounted on the free end of the spindle, characterized in that the inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are They are threaded by means of which they are interconnected, while the ends of the flanges are equipped with necks and the body is provided with grooves, in addition, rings made of thermally expanded graphite equipped with metal rings having an L-shaped profile are installed in grooves formed by the necks of the flanges and grooves of the body .