RU2338108C1

RU2338108C1 - Gate valve

Info

Publication number: RU2338108C1
Application number: RU2007108958/06A
Authority: RU
Inventors: Игорь Дмитриевич Ефремов (RU); Игорь Дмитриевич Ефремов; Юрий Степанович Зацепин (RU); Юрий Степанович Зацепин; Юрий Алексеевич Кондратьев (RU); Юрий Алексеевич Кондратьев; Андрей Александрович Лаптев (RU); Андрей Александрович Лаптев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НефтемашСистема"
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: gate valve incorporates body, gate, main and additional drives articulated to main shaft reciprocating when driven by main drive and rotating driven by additional shaft. The gate is fitted on the main shaft and represents two parallel shutters with their inner side furnished with the grooves receiving the ledges arranged on the wedge accommodating the main shaft to revolve about its axis. The shutters upper parts are linked so as to allow the shutters to move in horizontal plane and relative to the main shaft. With shutters drawing together, their side rear edges form a slot on the body to house a guide pin designed to make a support for approached shutters and a guide for them when the gate shifts.

EFFECT: simpler design, higher reliability, longer life.

2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, а также для трубопроводных систем перекачки различных жидкостей и газов. Задвижки являются наиболее распространенным видом запорной арматуры, в которой переход перекрывается наступательным перемещением запорного органа (затвора) в направлении, перпендикулярном к направлению движения потока транспортируемой среды.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. Gate valves are the most common type of shutoff valves, in which the passage is blocked by the offensive movement of the shutoff body (shutter) in a direction perpendicular to the direction of flow of the transported medium.

Известна конструкция задвижки, в которой запорный орган имеет форму клина, который при опускании плотно прижимается к уплотнительным поверхностям корпуса задвижки, перекрывая ее проходное сечение.A known design of the valve, in which the locking body has the shape of a wedge, which when lowering is tightly pressed against the sealing surfaces of the valve body, blocking its bore.

Недостатком такой конструкции задвижки является то, что запорный орган выполнен в виде единой детали в клиновом исполнении. При закрывании и открывании задвижки в условиях трения уплотнительных поверхностей затвора и седел корпуса происходит износ контактирующих поверхностей, также может возникнуть заклинивание затвора, а в результате - аварийная ситуация.The disadvantage of this design of the valve is that the locking element is made in the form of a single part in a wedge design. When closing and opening the valve under friction of the sealing surfaces of the valve and the seats of the housing, the contact surfaces wear, it may also jam the valve, and as a result, an emergency.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является задвижка, содержащая корпус с затворными отверстиями, расположенными по одной оси, затвор, закрепленный на валу основного привода и выполненный из двух параллельно расположенных шиберов, дополнительный привод, расположенный по оси вала основного привода для синхронного перемещения шиберов к затворным отверстиям вдоль их оси и поджатия шиберов к торцам затворных отверстий без трения и состоящий из клина с установленными в нем устройством сближения и удаления шиберов, винта и полумуфт для перемещения клина, основной привод, расположенный с возможностью перемещения затвора соосно с валом со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий.The closest in technical essence to the claimed solution is a valve containing a housing with shutter holes located on one axis, a shutter mounted on the main drive shaft and made of two parallel gates, an additional drive located on the axis of the main drive shaft for synchronous movement of gates to the bolt holes along their axis and pressing the gates to the ends of the bolt holes without friction and consisting of a wedge with a device for converging and removing the gate s, and screw coupling halves to move the wedge, the main drive is disposed to be movable coaxially with the shutter shaft with vanes close together without their contact with the ends of the shutter openings.

Данная конструкция имеет следующие недостатки, такие как возможность перекоса контактирующих поверхностей затвора по отношению торцов затворных отверстий, а это снижает износостойкость конструкции и долговечность, а также снижается герметичность затворных отверстий. Промежуточные элементы, использованные в данной конструкции, такие как дополнительные валы, соединительные муфты, усложняют конструкцию и снижают ее надежность при эксплуатации, а также не позволяют расширить диапозон применения за счет невозможности регулирования перекачиваемого потока жидкости или газа.This design has the following disadvantages, such as the possibility of skewing the contacting surfaces of the shutter relative to the ends of the shutter openings, and this reduces the durability of the structure and durability, and also reduces the tightness of the shutter openings. Intermediate elements used in this design, such as additional shafts, couplings, complicate the design and reduce its reliability during operation, and also do not allow to expand the range of applications due to the inability to control the pumped flow of liquid or gas.

Задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости, долговечности и упрощение конструкции задвижки и расширение диапазона применения за счет регулирования перекачиваемого потока жидкости или газа при сохранении максимальной степени герметизации затворных отверстий и при контактировании поверхностей затвора и торцов затворных отверстий без трения.The objective of the present invention is to increase the wear resistance, durability and simplify the design of the valve and expand the range of application by regulating the pumped flow of liquid or gas while maintaining the maximum degree of sealing of the gate openings and by contacting the shutter surfaces and the ends of the gate openings without friction.

Поставленная задача решается следующим образом: в задвижке, содержащей корпус с затворными отверстиями, расположенными на одной оси, затвор, закрепленный на несущем валу и выполненный из двух параллельно расположенных шиберов, основной и дополнительные приводы, связанные с несущим валом, предназначенные: дополнительный - с клином и устройством сближения и удаления шиберов для синхронного перемещения шиберов вдоль оси затворных отверстий и поджатия их к торцам затворных отверстий без трения, основной - для перемещения затвора соосно с валом со сближенными шиберами без их соприкосновения с торцами затворных отверстий, несущий вал выполнен с возможностью совершения поступательного движения от основного привода и с возможностью совершения вращательного движения от дополнительного привода, у шиберов с внутренней стороны выполнены пазы, в которые входят соответствующие выступы, выполненные на клине, в корпусе установлена направляющая шпонка, которая служит опорой для сближенных шиберов и направляющей для них при перемещении затвора соосно с валом, при этом при сближении шиберов тыльные кромки их боковых сторон образуют паз, в котором расположена направляющая шпонка, кроме того, шиберы в верхней части связаны с возможностью перемещения их в горизонтальной плоскости с несущим валом, который установлен в теле клина с возможностью поворота несущего вала вокруг его оси.The problem is solved as follows: in a valve containing a housing with gate openings located on one axis, a valve mounted on a bearing shaft and made of two parallel gates, the main and additional actuators associated with the bearing shaft, designed: additional - with a wedge and a device for converging and removing gates for synchronous movement of gates along the axis of the gate openings and forcing them to the ends of the gate openings without friction, the main one for moving the shutter coaxially with scrap with adjoining gates without their contact with the ends of the bolt holes, the bearing shaft is made with the possibility of translating from the main drive and with the possibility of making rotational motion from the additional drive, the gates have grooves on the inner side, which include the corresponding protrusions made on the wedge , a guide key is installed in the housing, which serves as a support for the close gates and a guide for them when moving the shutter coaxially with the shaft, while approaching the gates of the rear edges of their lateral sides form a groove in which the guide key is located, in addition, the gates in the upper part are connected with the possibility of moving them in the horizontal plane with the bearing shaft, which is installed in the body of the wedge with the possibility of rotation of the bearing shaft around its axis.

Отличительный признак данной конструкции задвижки, такой как возможность несущего вала совершать вращательно-поступательные движения за счет двух автономных приводов, позволяет исключить дополнительные валы, установка несущего вала в теле клина с возможностью поворота вокруг оси вала исключает использование муфт, а это все позволяет упростить конструкцию, устранить «дребезжание» элементов.A distinctive feature of this design of the valve, such as the ability of the bearing shaft to perform rotational-translational movements due to two independent actuators, eliminates additional shafts, the installation of the bearing shaft in the body of the wedge with the possibility of rotation around the axis of the shaft eliminates the use of couplings, and this all simplifies the design, eliminate the "rattling" of the elements.

Выполнение шиберов с пазами с внутренней стороны и клина с соответствующими выступами и использование установленной в корпусе шпонки как опоры при сближении шиберов и как направляющей при перемещении затвора соосно валу дает возможность исключить перекос контактирующих поверхностей затвора относительно затворных отверстий и, как результат, повысить износостойкость и надежность конструкции.The execution of gates with grooves on the inner side and the wedge with the corresponding protrusions and the use of the keys installed in the housing as a support when sliding the gates closer and as a guide when moving the shutter in alignment with the shaft makes it possible to eliminate the skew of the contacting surfaces of the shutter relative to the shutter holes and, as a result, increase wear resistance and reliability constructions.

На основании вышеизложенного делаем вывод, что данное предложение является новым (авторам не известны технические решения с данными отличительными признаками) и отвечает критерию «патентоспособность».Based on the foregoing, we conclude that this proposal is new (the authors are not aware of technical solutions with these distinguishing features) and meets the criterion of “patentability”.

Предложенная задвижка представлена на фиг.1, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.The proposed valve is presented in figure 1, figure 2 is a section along aa in figure 1.

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. Затвор задвижки выполнен раздвижным и состоит, например, из двух шиберов 6 и 7 с тыльными кромками боковых сторон 8 и 9, скользящими по направляющей шпонке 10. Перпендикулярно оси затворных отверстий патрубков 2 и 3 расположен несущий вал 11, на котором расположен основной привод 12 с резьбой на втулке 17 и гайкой 18. Шиберы 6 и 7 установлены на несущем валу 11 с возможностью перемещения их вверх или вниз и удержания при их сближении. Для удаления шиберов 6 и 7 друг от друга и сближения их друг к другу использован клин 13, который снабжен резьбой и устройством сближения, состоящим из пазов 14 и 15 (фиг.2), выполненных на шиберах 6 и 7 и соответствующих выступам, выполненных на клине 13. Задвижка снабжена дополнительным приводом 16, установленном на несущем валу 11 для вращательного его движения, перемещения клина 13 вверх и вниз. Последний синхронно перемещает шиберы 6 и 7 к торцам и от торцов патрубков 4 и 5.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. The gate valve is made sliding and consists, for example, of two gates 6 and 7 with the rear edges of the sides 8 and 9, sliding along the guide key 10 A bearing shaft 11 is located perpendicular to the axis of the gate openings of the nozzles 2 and 3, on which the main drive 12 is located with a thread on the sleeve 17 and the nut 18. The sliders 6 and 7 are mounted on the bearing shaft 11 with the possibility of moving them up or down and holding them when they come closer . To remove the gates 6 and 7 from each other and bring them closer to each other, a wedge 13 is used, which is equipped with a thread and an approach device consisting of grooves 14 and 15 (Fig. 2) made on the gates 6 and 7 and corresponding to the protrusions made on the wedge 13. The valve is equipped with an additional actuator 16 mounted on the bearing shaft 11 for its rotational movement, moving the wedge 13 up and down. The latter synchronously moves the gates 6 and 7 to the ends and from the ends of the nozzles 4 and 5.

Основной привод 12 может быть выполнен в виде рычажного устройства (на чертеже не показан), а также с помощью передачи винт-гайка, как показано на фигуре 1, вращая привод 12 мы одновременно вращаем втулку-винт 17 в гайке 18, с помощью которых перемещаем несущий вал 11 и затвор вверх или вниз, открывая и закрывая задвижку.The main drive 12 can be made in the form of a lever device (not shown in the drawing), as well as using a screw-nut transmission, as shown in figure 1, rotating the drive 12, we simultaneously rotate the screw-sleeve 17 in the nut 18, with which we move the bearing shaft 11 and the shutter up or down, opening and closing the valve.

Несущий вал 11 выполнен с возможностью совершать поступательное движение от основного привода 12 и с возможностью совершать вращательное (винтовое) движение от дополнительного привода 16. Оба привода выполнены и связаны с валом 11 автономно. Несущий вал 11 установлен в теле клина 13 на резьбе с возможностью поворота несущего вала 11 вокруг его оси.The bearing shaft 11 is made with the possibility of translating from the main drive 12 and with the ability to rotate (screw) movement from an additional drive 16. Both drives are made and connected to the shaft 11 independently. The bearing shaft 11 is installed in the body of the wedge 13 on the thread with the possibility of rotation of the bearing shaft 11 around its axis.

У шиберов 6 и 7 с внутренней стороны боковых сторон выполнены пазы 14 и 15, в которые входят соответствующие выступы, выполненные на клине 13. Шиберы 6 и 7 в верхней своей части связаны с несущим валом 11 с возможностью перемещения их в горизонтальной плоскости.Slides 6 and 7 have grooves 14 and 15 on the inner side of the sides, which include corresponding protrusions made on the wedge 13. Slides 6 and 7 in their upper part are connected with the bearing shaft 11 with the possibility of moving them in a horizontal plane.

В корпусе 1 установлена направляющая шпонка 10, которая служит опорой для сближенных шиберов 6 и 7 и направляющей для них при опускании и поднятии затвора. При этом шиберы 6 и 7 скользят по шпонке 10 тыльными кромками 8 и 9 своих боковых сторон, что позволяет сохранять положение поверхностей шиберов 6 и 7 строго перпендикулярно оси затворных отверстий патрубков 2 и 3, а это исключает перекос и соприкосновение поверхностей шибера с торцами патрубка 4 и 5 при поднятии (открытии) и опускании (закрывании) затвора.In the housing 1, a guide key 10 is installed, which serves as a support for the close gates 6 and 7 and a guide for them when lowering and raising the shutter. In this case, the gates 6 and 7 slide along the key 10 with the rear edges 8 and 9 of their lateral sides, which allows you to maintain the position of the surfaces of the gates 6 and 7 strictly perpendicular to the axis of the shutter holes of the nozzles 2 and 3, and this eliminates the skew and contact of the surfaces of the gate with the ends of the nozzle 4 and 5 when raising (opening) and lowering (closing) the shutter.

Задвижка работает следующим образом. При открывании задвижки сначала синхронно сближают шиберы 6 и 7 друг к другу до их взаимного удаления от торцов патрубков 4 и 5, при этом приводят во вращательное движение несущий вал 11 с помощью дополнительного привода 16 и за счет этого клин 13 перемещают вниз, при этом устройство сближения шиберов включается в работу и шиберы 6 и 7 начинают сближение друг к другу одновременно с перемещением клина 13. Шиберы 6 и 7 сближаются до упора к несущему валу. После этого начинают подъем затвора со сближенными шиберами 6 и 7. Подъем осуществляют за счет поступательного движения несущего вала 11 с помощью основного привода 12. При поднятом затворе задвижка открыта и при этом происходит подача потока жидкости или газа в трубопровод.The valve operates as follows. When the gate valve is opened, the sliders 6 and 7 are synchronously brought together to each other until they are removed from the ends of the nozzles 4 and 5, while the bearing shaft 11 is rotated by an additional drive 16 and due to this, the wedge 13 is moved down, while the rapprochement of the gates is included in the operation and the gates 6 and 7 begin to approach each other simultaneously with the movement of the wedge 13. The gates 6 and 7 approach each other to the bearing shaft. After that, the shutter begins to rise with the sliding gates 6 and 7. The lifting is carried out due to the translational motion of the bearing shaft 11 using the main actuator 12. When the shutter is raised, the valve is open and a flow of liquid or gas is supplied to the pipeline.

При закрытии задвижки затвор опускают за счет поступательного движения несущего вала 11 с помощью основного привода 12. При этом сближенные шиберы опускают без соприкосновения с торцами патрубков. Затем опущенные шиберы 6 и 7 синхронно раздвигают с помощью клина 13 устройства удаления шиберов с помощью перемещения клина 13 вверх, что происходит при вращательном движении несущего вала 11 с помощью дополнительного привода 16. Раздвижение шиберов 6 и 7 клином 13 происходит до момента прижатия их к торцам 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3. Контакт шиберов с торцами осуществляют путем прижатия их к торцам 4 и 5 затворных отверстий патрубков 2 и 3 без силы трения. Таким образом перекрывается движение потока жидкости и газа в трубопроводе. Направление движения затвора при открывании и закрывании задвижки производится в направлении, перпендикулярном оси затворных отверстий патрубков 2 и 3.When closing the valve, the shutter is lowered due to the translational motion of the bearing shaft 11 using the main drive 12. At the same time, the close gates are lowered without contact with the ends of the pipes. Then, the lowered gates 6 and 7 are synchronously pushed apart by the wedge 13 of the gates removal device by moving the wedge 13 upwards, which occurs during the rotational movement of the bearing shaft 11 with the help of an additional drive 16. The gates 13 and 6 move apart by the wedge 13 until they are pressed against the ends 4 and 5 of the bolt holes of the nozzles 2 and 3. Contact of the gates with the ends is carried out by pressing them to the ends 4 and 5 of the bolt holes of the nozzles 2 and 3 without friction. Thus, the movement of the flow of liquid and gas in the pipeline is blocked. The direction of movement of the shutter when opening and closing the valve is made in the direction perpendicular to the axis of the shutter holes of the nozzles 2 and 3.

Задвижка может перекрывать потоки низкого, среднего, высокого давления и может регулировать поток жидкости или газа за счет частичного перекрытия затворных отверстий.The valve can block the flow of low, medium, high pressure and can regulate the flow of liquid or gas due to the partial overlap of the gate openings.

Предлагаемая конструкция задвижки позволяет обеспечит максимальную степень герметизации затворных отверстий за счет исключения перекоса соприкасающихся поверхностей шиберов (заклинивания затвора), а в результате снизить износ торцов патрубков и шиберов. В предлагаемой конструкции задвижки исключены дополнительные валы, соединительные муфты, которые ослабляют и усложняют конструкцию, а это позволило упростить конструкцию задвижки и повысить ее жесткость, а при частичном перекрытии трубопровода исключить «дребезжание» элементов задвижки.The proposed design of the valve allows you to provide the maximum degree of sealing of the gate openings by eliminating the misalignment of the contacting surfaces of the gates (jamming the shutter), and as a result reduce wear on the ends of the nozzles and gates. The proposed design of the valve excludes additional shafts, couplings that weaken and complicate the design, and this simplified the design of the valve and increase its rigidity, and with partial overlap of the pipeline to eliminate the "rattling" of the valve elements.

Claims

A valve containing a housing with shutter openings located on one axis, a shutter mounted on a bearing shaft and made of two parallel gates, the main and additional actuators associated with the bearing shaft, with an additional drive together with a wedge and a device for rapprochement and removal of gates it is intended for synchronous movement of gates along the axis of the bolt holes and pressing them to the ends of the bolt holes without friction, the main drive is designed to move the shutter coaxially with the bearing shaft about close gates without their contact with the ends of the bolt holes, characterized in that the bearing shaft is made with the possibility of translating from the main drive and with the possibility of making rotational motion from the additional drive, grooves are made on the inner side of the gates, which include corresponding protrusions made On the wedge, in the case, a guide key is installed, which serves as a support for the close gates and a guide for them when moving the shutter coaxially with the bearing shaft while at the same time, when sliding gates together, the rear edges of their lateral sides form a groove in which the guide key is located, in addition, the gates in the upper part are connected with the possibility of moving them in a horizontal plane relative to the bearing shaft, which is installed in the wedge with the possibility of rotation of the bearing shaft around its axis.