RU2445537C1 - Stop valve - Google Patents
Stop valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445537C1 RU2445537C1 RU2010134212/06A RU2010134212A RU2445537C1 RU 2445537 C1 RU2445537 C1 RU 2445537C1 RU 2010134212/06 A RU2010134212/06 A RU 2010134212/06A RU 2010134212 A RU2010134212 A RU 2010134212A RU 2445537 C1 RU2445537 C1 RU 2445537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealing
- seat
- cone angle
- sealing surface
- conical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано на технологических линиях трубопроводов, предназначенных для транспортировки жидких и газообразных химических и нефтехимических продуктов.The invention relates to pipe fittings and can be used on process lines of pipelines designed to transport liquid and gaseous chemical and petrochemical products.
Известен запорный клапан (патент РФ №2285850, МПК F16K 1/02; F16K 25/00, описание опубликовано 20.10.2006 г.), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шпиндель с приводом, шток, запорный орган, седло, изготовленное за одно с корпусом. Сопрягаемые уплотнительные поверхности запорного органа и седла выполнены коническими с одинаковым углом конуса. На уплотнительные поверхности нанесены два слоя материала - внутренний слой твердого материала и наружный уплотнительный слой - мягкого. При изготовлении клапана конические уплотнительные поверхности притирают. Недостатки известного запорного клапана: 1) сложность изготовления седла из-за трудного доступа к его уплотнительной поверхности, сложная технология нанесения двухслойного покрытия корпуса, запорного органа и седла; 2) ограниченное применение клапана в условиях высоких давлений и высоких температур рабочих сред из-за возможного снижения герметичности вследствие наличия более мягкого оксидного слоя, используемого в качестве уплотнительного; 3) при износе и повреждениях уплотнительного слоя седла требуется замена всего корпуса, так как седло выполнено за одно с корпусом. Кроме того, известный клапан требует значительных усилий герметизации, так как конические уплотнительные поверхности запорного органа и седла имеют одинаковый угол конуса и значительную площадь контакта. Возможно также заклинивание запорного органа.Known shut-off valve (RF patent No. 2285850, IPC
Известен запорный клапан (см. Каталог-справочник. Промышленная трубопроводная арматура. Часть первая. Краны, указатели уровня, запорные и регулирующие вентили. Ленинград. Изд. ЦКБА, 1960, стр. 210-211), выбранный в качестве ближайшего аналога и содержащий корпус с выходным патрубком, входной патрубок, присоединенный к корпусу, шпиндель с приводом, шток, запорный орган и седло, расположенное на внутренней концевой части входного патрубка. Входной патрубок имеет осевое расположение, выполнен съемным и присоединен к корпусу с помощью разъемного соединения, имеющего прокладку из алюминия или полимерного материала, расположенную между уплотнительными поверхностями корпуса и входного патрубка. Уплотнительная поверхность запорного органа выполнена конической с углом конуса, составляющим 88°, и сопряжена с уплотнительной поверхностью седла, имеющей форму условно острой кольцевой кромки. Между конической поверхностью запорного органа и плоской стороной седла образован угол, составляющий 46°. В связи с этим герметизация клапана в закрытом положении осуществляется за счет пластической деформации (смятия) условно острой уплотнительной кромки седла и конической уплотнительной поверхности запорного органа под действием контактного давления. Недостатки известного запорного клапана: 1) снижение герметичности и надежности работы и срока эксплуатации клапана вследствие относительно быстрого износа уплотнительных поверхностей запорного органа и уплотнительной кромки седла, находящихся под воздействием пластических деформаций. По мере износа уплотнительных поверхностей требуется увеличивать усилие герметизации, что требует приложения крутящего момента на приводе, величина которого может составлять свыше 100 Н·м (10 кгс·м); 2) снижение герметичности клапана при высоких значениях давления и температуры рабочих сред, так как из-за наличия прокладки между корпусом и входным патрубком снижается герметичность и надежность работы клапана и сокращается его эксплуатационный ресурс.Known shut-off valve (see. Directory. Industrial pipe fittings. Part one. Cranes, level gauges, shut-off and control valves. Leningrad. Publishing House of TsKBA, 1960, p. 210-211), selected as the closest analogue and containing a housing with an outlet nozzle, an inlet nozzle connected to the housing, a spindle with a drive, a rod, a locking member and a seat located on the inner end of the inlet nozzle. The inlet pipe has an axial arrangement, is removable and attached to the housing using a detachable connection having a gasket of aluminum or polymeric material located between the sealing surfaces of the housing and the inlet pipe. The sealing surface of the locking member is conical with a cone angle of 88 °, and is associated with the sealing surface of the saddle, which has the shape of a conditionally sharp annular edge. An angle of 46 ° is formed between the conical surface of the locking member and the flat side of the seat. In this regard, the valve is sealed in the closed position due to plastic deformation (collapse) of the conditionally sharp sealing edge of the seat and the conical sealing surface of the locking member under the action of contact pressure. The disadvantages of the known shut-off valve: 1) a decrease in the tightness and reliability of operation and the life of the valve due to the relatively rapid wear of the sealing surfaces of the shut-off element and the sealing edge of the seat, under the influence of plastic deformations. As the sealing surfaces wear, it is necessary to increase the sealing force, which requires the application of torque on the drive, the value of which can be more than 100 N · m (10 kgf · m); 2) reduction of valve tightness at high pressure and temperature of the working medium, since due to the presence of a gasket between the body and the inlet pipe, the tightness and reliability of the valve are reduced and its service life is reduced.
Задачей изобретения является повышение герметичности, надежности работы и эксплуатационного ресурса клапана, а также снижение усилия его герметизации.The objective of the invention is to increase the tightness, reliability and operational life of the valve, as well as reducing the efforts of its sealing.
Поставленная задача решается тем, что в запорном клапане, содержащем корпус с выходным патрубком, входной патрубок, присоединенный к корпусу, шпиндель с приводом, шток, запорный орган и седло, имеющие сопрягаемые уплотнительные поверхности, согласно изобретению уплотнительная поверхность седла выполнена конической с превышением ее угла конуса над углом конуса конической уплотнительной поверхности запорного органа, уплотнительные поверхности корпуса и входного патрубка выполнены коническими с превышением угла конуса уплотнительной поверхности корпуса над углом конуса уплотнительной поверхности входного патрубка, при этом указанное превышение угла конуса уплотнительных поверхностей седла и корпуса над углом конуса уплотнительных поверхностей запорного органа и входного патрубка составляет 2…3°±1°.The problem is solved in that in the shut-off valve comprising a housing with an outlet pipe, an inlet pipe connected to the housing, a spindle with a drive, a rod, a locking member and a seat having mating sealing surfaces, according to the invention, the sealing surface of the seat is conical with an excess of its angle cone above the cone angle of the conical sealing surface of the locking member, the sealing surfaces of the housing and the inlet pipe are conical with an excess of the angle of the sealing cone overhnosti hull above the cone angle of the sealing surface of the inlet pipe, said cone angle exceeding the sealing seat surfaces of the housing and the cone angle of the sealing surfaces of the valve plug and the inlet is 2 ... 3 ° ± 1 °.
Технический результат выражается в том, что герметизация сопрягаемых конических уплотнительных поверхностей клапана достигается за счет того, что они контактируют под небольшим углом, образованным между ними и составляющим 1…1,5°±0,5°, поэтому их смятия не происходит, а происходит их взаимная упругая деформация, позволяющая значительно уменьшить необходимое усилие герметизации.The technical result is expressed in the fact that the sealing of the mating conical sealing surfaces of the valve is achieved due to the fact that they contact at a small angle formed between them and amounting to 1 ... 1.5 ° ± 0.5 °, so they do not crumple, but their mutual elastic deformation, which can significantly reduce the necessary sealing force.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид запорного клапана в собранном виде с частичным продольным разрезом корпуса в местах размещения выходного патрубка, запорного органа, входного патрубка с седлом и местом соединения входного патрубка с корпусом; на фиг.2 - взаимное расположение конических уплотнительных поверхностей запорного органа и седла в свободном состоянии в начальный момент их контактирования, вид А (фиг.1); на фиг.3 - взаимное расположение конических уплотнительных поверхностей запорного органа и седла в увеличенном масштабе с эпюрой напряжений по линии их полного контакта в закрытом положении клапана (показано условно); на фиг.4 - взаимное расположение конических уплотнительных поверхностей корпуса и входного патрубка в собранном положении, вид Б (фиг.1).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the shut-off valve in assembled form with a partial longitudinal section of the housing at the locations of the outlet pipe, shut-off body, inlet pipe with a seat and the junction of the inlet pipe with the body; figure 2 - the relative position of the conical sealing surfaces of the locking member and the seat in the free state at the initial moment of contact, type A (figure 1); figure 3 - the relative position of the conical sealing surfaces of the locking element and the seat on an enlarged scale with a plot of stresses along the line of their full contact in the closed position of the valve (shown conditionally); figure 4 - the relative position of the conical sealing surfaces of the housing and the inlet pipe in the assembled position, view B (figure 1).
Предлагаемый запорный клапан содержит полый корпус 1 с выходным патрубком 2 и входным патрубком 3, расположенным на общей центральной оси клапана и присоединенным к нижней части корпуса 1 с помощью накидной гайки 4. Верхняя концевая часть входного патрубка 3, находящаяся в полости (на чертежах не обозначена) корпуса 1, выполнена в виде седла 5 с конической уплотнительной поверхностью 6 (фиг.2 и 3). На верхнюю часть корпуса 1, имеющую винтовую резьбу, с помощью винтовой резьбы навинчен фонарь 7, нижняя часть которого выполнена в виде шестигранника 8 для рожкового ключа. На центральной оси фонаря 7 расположен маховик 9 и связанный с ним шпиндель 10, с которым через муфту 11 соединен шток 12, уплотненный сальниковым узлом 13. Шток 12 снабжен запорным органом 14, выполненным на его нижнем конце и имеющим возможность уплотнительного контакта с седлом 5 (фиг.1 и 3). Шпиндель 10 снабжен ходовой резьбой, взаимодействующей с ходовой резьбой (на чертежах не показано и не обозначено), выполненной в центральном отверстии фонаря 7 (на чертежах не показано и не обозначено), благодаря чему шпиндель 10 и шток 12 получают возможность осевого перемещения при вращении маховика 9. Стальной запорный орган 14 имеет коническую уплотнительную поверхность 15 (фиг.2 и 3), которая выполнена с углом конуса 88° и сопряжена с конической уплотнительной поверхностью 6 седла 5, угол конуса которой составляет 90-91°±1° и имеет превышение над углом конуса конической уплотнительной поверхности 15 запорного органа 14 на 2…3°±1°. Средняя часть входного патрубка 3 имеет присоединительный выступ (на чертежах не обозначен), на котором выполнена коническая уплотнительная поверхность 16 с углом конуса 88°. На нижней присоединительной торцовой части корпуса 1 выполнена коническая уплотнительная поверхность 17 с углом конуса 90-91°±1°, который имеет превышение над углом конуса конической уплотнительной поверхности 16 входного патрубка 3 на 2…3°±1°. Таким образом, между коническими уплотнительными поверхностями 15 и 6, а также между коническими уплотнительными поверхностями 16 и 17 клапана образован небольшой угол φ, составляющий 1…1,5°±0,5°. Входной патрубок 3 зафиксирован от проворачивания с помощью штифта 18, установленного в отверстиях (на чертежах не показаны) корпуса 1 и входного патрубка 3. Входной патрубок 3 имеет проходной канал 19, сообщенный с проходным каналом 20 выходного патрубка 2 через кольцевое пространство (на чертежах не показано), образованное между открытым запорным органом 14 и седлом 5.The proposed shut-off valve comprises a
Предложенный запорный клапан работает следующим образом.The proposed shutoff valve operates as follows.
В процессе сборки клапана входной патрубок 3 устанавливают в полости корпуса 1 и фиксируют его штифтом 18 от проворачивания. Затем с помощью известных приспособлений нагружают патрубок 3 осевым усилием и прижимают его к торцу корпуса 1 до создания необходимого контактного давления на конической уплотнительной поверхности 16 входного патрубка 3 и конической уплотнительной поверхности 17 корпуса 1, и после этого затягивают накидную гайку 4. Благодаря зафиксированному положению патрубка 3 в корпусе 1 с помощью фиксатора 18 и накидной гайки 4 исключается возможность его проворачивания вокруг вертикальной оси корпуса 1 и его перемещения вдоль этой оси. Этим самым обеспечивается надежность герметизации как входного патрубка 3 в корпусе 1, так и запорного органа 14 и седла 5. Закрытие клапана осуществляют поворотом маховика 9 по часовой стрелке. При этом вместе с маховиком 9 по часовой стрелке вращается связанный с ним шпиндель 10, который одновременно со своим вращением опускается в ходовой резьбе вниз вместе с муфтой 11 и штоком 12. Муфта 11 обеспечивает осевую связь между шпинделем 10 и штоком 12, но не имеет с ними жесткой радиальной связи. При движении штока 12 вниз запорный орган 14 своей уплотнительной поверхностью 15 первоначально входит в контакт с нижней кольцевой кромкой 21 седла 5. Дальнейшее принудительное перемещение запорного органа 14 вдоль центральной оси клапана вызывает повышение одновременно радиальных и осевых напряжений между поверхностью 15 и кольцевой кромкой 21 седла 5. Так как конические уплотнительные поверхности 15 и 6 имеют различные углы конуса, между ними образовано коническое пространство с углом φ (1…1,5°±0,5°), которое позволяет поверхностям 15 и 6 продолжить процесс их сближения до момента создания герметизирующей величины контактного давления за счет взаимной упругой деформации металла. При этом кольцевая кромка 21, уплотнительная поверхность 6 седла 5 и уплотнительная поверхность 15 запорного органа 14 упруго деформируются в осевом направлении с образованием кольцевой контактной зоны L, ширина которой составляет 0,2…4 мм. В период полного закрытия клапана кольцевая кромка 21 уплотнительной поверхности 6 седла 5 занимает положение 22. Наибольшая величина упругой деформации между крайними положениями кольцевой кромки 21 и 22 составляет сотые доли миллиметра. Благодаря образованию кольцевой контактной зоны L (фиг.3) с распределением величины контактного давления согласно эпюре 23 процесс деформирования металла запорного органа 14 и седла 5 не переходит за предел его упругого сопротивления. Аналогичный процесс герметизации происходит и между конической уплотнительной поверхностью 16 входного патрубка 3 и конической уплотнительной поверхностью 17 корпуса 1. Прикладываемый к маховику 9 крутящий момент при закрытии клапана не превышает 5…30 Н·м (0,5…3 кгс·м) и обеспечивает высокую степень герметизации сопрягаемых уплотнительных поверхностей 6 и 15. Открытие клапана осуществляется поворотом маховика 9 против часовой стрелки. Шпиндель 10, вращаясь в ходовой резьбе, поднимается вдоль центральной оси вверх вместе со штоком 12 и запорным органом 14. Между уплотнительными поверхностями 15 и 6 запорного органа 14 и седла 5 образуется свободное кольцевое пространство, через которое жидкая или газообразная рабочая среда под давлением перетекает из проходного канала 19 входного патрубка 3 в проходной канал 20 выходного патрубка 2.In the process of assembling the valve, the
Предлагаемый запорный клапан по сравнению с прототипом требует создания значительно меньшего усилия герметизации, поэтому резко снижается вероятность ускоренного износа его уплотнительных поверхностей 6 и 15, а также 16 и 17. Благодаря этому при проведении плановых переборок предлагаемого клапана не требуется производить восстановление уплотнительных поверхностей 16 и 17 входного патрубка 3 и корпуса 1. Более высокая герметичность и надежность работы предлагаемого клапана подтверждена проведенными испытаниями опытных образцов клапана, при которых он обеспечил надежную работу без протечек под давлением 32 МПа в течение 30 часов. Его эксплуатационный ресурс значительно увеличен и составляет более 10000 срабатываний против 3000 у прототипа. Кроме того, наличие промежуточного углового пространства с углом φ между сопрягаемыми поверхностями 6 и 15, а также 16 и 17 исключает необходимость их притирания как на этапе изготовления предлагаемого клапана, так и на этапе его ремонта.The proposed shutoff valve in comparison with the prototype requires a significantly lower sealing force, therefore, the likelihood of accelerated wear of its
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134212/06A RU2445537C1 (en) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Stop valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010134212/06A RU2445537C1 (en) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Stop valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2445537C1 true RU2445537C1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=46030212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010134212/06A RU2445537C1 (en) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Stop valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445537C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2605673C1 (en) * | 2015-09-28 | 2016-12-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Shutoff valve |
WO2019078808A1 (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | Cress Pamala Ranee | High pressure float valve |
RU195562U1 (en) * | 2019-10-03 | 2020-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермэнергокомплект" | THROTTLE CONTROLLER WITH ELECTRIC DRIVE |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2866477A (en) * | 1954-03-19 | 1958-12-30 | Crane Co | Combined throttle and stop valve |
US3467357A (en) * | 1965-10-22 | 1969-09-16 | Anderson Greenwood & Co | High pressure valve |
FR2708323A1 (en) * | 1993-06-28 | 1995-02-03 | Mfc Holding Cy Inc | Spherical valve and its manufacturing process. |
DE10359302A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Valve body with multi-cone geometry at the valve seat |
RU2285850C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-10-20 | Закрытое акционерное общество "Барнаульский котельный завод" (ЗАО "БКЗ") | Valve |
RU2303186C2 (en) * | 2001-11-15 | 2007-07-20 | Фишер Контролз Интернэшнл Ллс | Valve plug |
WO2008104422A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Robert Bosch Gmbh | Sealing seat |
-
2010
- 2010-08-16 RU RU2010134212/06A patent/RU2445537C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2866477A (en) * | 1954-03-19 | 1958-12-30 | Crane Co | Combined throttle and stop valve |
US3467357A (en) * | 1965-10-22 | 1969-09-16 | Anderson Greenwood & Co | High pressure valve |
FR2708323A1 (en) * | 1993-06-28 | 1995-02-03 | Mfc Holding Cy Inc | Spherical valve and its manufacturing process. |
RU2303186C2 (en) * | 2001-11-15 | 2007-07-20 | Фишер Контролз Интернэшнл Ллс | Valve plug |
DE10359302A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-07-21 | Robert Bosch Gmbh | Valve body with multi-cone geometry at the valve seat |
RU2285850C2 (en) * | 2004-11-15 | 2006-10-20 | Закрытое акционерное общество "Барнаульский котельный завод" (ЗАО "БКЗ") | Valve |
WO2008104422A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Robert Bosch Gmbh | Sealing seat |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Каталог-справочник «Промышленная трубопроводная арматура», 1 часть, Краны, указатели уровня, запорные и регулирующие вентили. - Ленинград: ЦКБА, 1960, с.210-211. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2605673C1 (en) * | 2015-09-28 | 2016-12-27 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Shutoff valve |
WO2019078808A1 (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | Cress Pamala Ranee | High pressure float valve |
CN111386380A (en) * | 2017-10-16 | 2020-07-07 | 帕玛拉·兰妮·克雷斯 | High-pressure float valve |
US11421509B2 (en) | 2017-10-16 | 2022-08-23 | Pamala Ranee CRESS | High pressure float valve |
RU195562U1 (en) * | 2019-10-03 | 2020-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермэнергокомплект" | THROTTLE CONTROLLER WITH ELECTRIC DRIVE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2860913C (en) | Anti-rotation assemblies for use with fluid valves | |
US4363465A (en) | Extreme temperature, high pressure balanced, rising stem gate valve with super preloaded, stacked, solid lubricated, metal-to-metal seal | |
US9541203B2 (en) | Floating ball valve seal | |
US9512934B2 (en) | Seal assemblies for use with fluid valves | |
US6129336A (en) | Ball stem seal | |
CN212839517U (en) | Flow control valve and sealing gasket for a flow control valve | |
US9395019B2 (en) | Device for sealing a valve | |
US5259590A (en) | Valve seat for high temperature valve | |
RU2445537C1 (en) | Stop valve | |
RU2551711C2 (en) | Ball valve | |
CN104930215A (en) | DBB duplex ball valve | |
KR20120104323A (en) | Improved high vaccum ball valve | |
US20190101214A1 (en) | Positive hub seal | |
KR101269692B1 (en) | Sealant structure for teflon lined butterfly valve | |
CN204647408U (en) | A kind of DBB Two-way flow ball valve | |
EP2300741B1 (en) | Valve trim retention apparatus | |
US7201188B2 (en) | Fluted reciprocating ball valve | |
US20060027771A1 (en) | Reciprocating ball type angle valve | |
CN217234473U (en) | Anti-leakage ball valve | |
CN103925397B (en) | A kind of super-pressure greasing joint | |
KR20100009088U (en) | Diaphragm valve | |
RU2485375C2 (en) | Valve | |
CA1125261A (en) | Stem seal | |
EP4081724A1 (en) | Innovative torque seal ball valve | |
NL2018828A (en) | Regulating valve with an axially localizable valve core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180817 |