RU2447347C2 - Ball valve - Google Patents
Ball valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447347C2 RU2447347C2 RU2009143464/06A RU2009143464A RU2447347C2 RU 2447347 C2 RU2447347 C2 RU 2447347C2 RU 2009143464/06 A RU2009143464/06 A RU 2009143464/06A RU 2009143464 A RU2009143464 A RU 2009143464A RU 2447347 C2 RU2447347 C2 RU 2447347C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- valve
- synthetic material
- support rings
- connecting element
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к шаровому клапану в корпусе из синтетического материала. Корпус содержит несущую конструкцию, заключенную в синтетический материал, в которой установлен шар клапана со сквозным отверстием, имеющий возможность поворота из закрытого положения в открытое, при этом несущая конструкция состоит их двух расположенных друг против друга опорных колец, несущих шар клапана, и одного соединительного элемента, соединяющего указанные опорные кольца.The invention relates to a ball valve in a housing made of synthetic material. The housing contains a supporting structure, enclosed in synthetic material, in which a valve ball with a through hole is installed, which can be rotated from a closed position to an open one, while the supporting structure consists of two opposing support rings carrying a valve ball and one connecting element connecting these support rings.
Из Европейского патента ЕР 0575643 В1 известны шаровой клапан из пластмассы и способ его изготовления. Шаровой клапан состоит в основном из корпуса, в котором в качестве запорного элемента установлен шар. От корпуса отходят два патрубка, которые сообщены друг с другом через сквозное отверстие шара при открытом положении клапана, а в закрытом положении клапана отделены друг от друга шаровым телом клапана. Корпус изготовлен литьем под давлением из полиэтилена как единое целое. Для возможности перевода клапана из открытого положения в закрытое шар клапана установлен с возможностью поворота, главным образом, вокруг вертикальной оси - это видно при горизонтальном положении патрубка - и связан с управляющим валом, изменяющим положение шара клапана.From European patent EP 0575643 B1 a plastic ball valve and a method for its manufacture are known. The ball valve consists mainly of a housing in which a ball is mounted as a shut-off element. Two nozzles depart from the body, which are connected to each other through the through hole of the ball when the valve is open, and in the closed position of the valve are separated from each other by the ball body of the valve. The body is made by injection molding of polyethylene as a whole. In order to be able to transfer the valve from the open position to the closed ball, the valve is mounted with the possibility of rotation mainly around the vertical axis - this is seen with the horizontal position of the nozzle - and is connected with a control shaft that changes the position of the valve ball.
Шар клапана установлен не непосредственно в корпусе, а в двух опорных кольцах, соединенных между собой кольцевым вкладышем. Опорные кольца имеют соответствующие внутреннему диаметру подсоединенного патрубка отверстия и примыкают к шаровому клапану спереди и сзади, если смотреть в направлении протекания жидкости через клапан. В открытом положении клапана его сквозное отверстие оказывается на одной линии с отверстиями опорных колец. На поперечном сечении видно, что опорные кольца имеют в основном треугольную форму и частично выступают над внешним периметром шара клапана. В этих местах в опорных кольцах предусмотрено соответствующей формы уплотнительное кольцо, опирающееся на поверхность шара клапана. В качестве материала для уплотнительного кольца используют преимущественно нитрил-бутил-каучук. Дальняя от шара клапана внешняя поверхность опорных колец имеет ребра, при этом ребра направлены параллельно направлению течения жидкости через шаровой клапана. Внешние края ребер обоих опорных колец соединены между собой кольцевым вкладышем. В данном случае кольцевой вкладыш термоприклеен или приварен к опорным кольцам. Оба опорных кольца с уплотнительными кольцами и вкладышем образуют своеобразный опорный кожух для шара клапана. Опорные кольца, шар клапана и вкладыш могут быть изготовлены из бронзы, латуни, специальной стали или синтетического материала, предпочтительнее - из стеклопластика или пропилена. Помимо этого, в кольцевом вкладыше предусмотрены сквозные отверстия для того, чтобы в процессе изготовления корпуса нагнетаемый под давлением синтетический материал мог проникать через эти сквозные отверстия к несущей конструкции и ребрам. Синтетический материал корпуса при этом достигает поверхности вкладыша. За счет этого достигается связь в единое целое материалов корпуса, опорных колец и вкладыша. Назначение вкладыша в том, чтобы увеличить стойкость шарового клапана к воздействию сил растяжения, сжатия, сдвига и моментов вращения, возникающих в шаровом клапане.The valve ball is not installed directly in the housing, but in two support rings interconnected by an annular liner. The support rings have holes corresponding to the inner diameter of the connected pipe and are adjacent to the ball valve from the front and from the rear when viewed in the direction of fluid flow through the valve. In the open position of the valve, its through hole is in line with the holes of the support rings. The cross section shows that the support rings are generally triangular in shape and partially protrude above the outer perimeter of the valve ball. In these places in the support rings there is a correspondingly shaped sealing ring resting on the surface of the valve ball. The material used for the o-ring is mainly nitrile-butyl rubber. The outer surface of the support rings farthest from the ball of the valve has ribs, with the ribs directed parallel to the direction of fluid flow through the ball valve. The outer edges of the ribs of both support rings are interconnected by an annular liner. In this case, the annular liner is thermally glued or welded to the support rings. Both support rings with o-rings and liner form a kind of supporting casing for the valve ball. The support rings, valve ball and liner can be made of bronze, brass, special steel or synthetic material, preferably fiberglass or propylene. In addition, through holes are provided in the annular liner so that during the manufacture of the case, the synthetic material injected under pressure can penetrate through these through holes to the supporting structure and ribs. The synthetic material of the case thus reaches the surface of the liner. Due to this, a connection is achieved in a single whole body materials, support rings and liner. The purpose of the liner is to increase the resistance of the ball valve to the effects of tensile, compressive, shear and moments of rotation occurring in the ball valve.
При изготовлении такого шарового клапана на одном из начальных этапов по обеим сторонам шара клапана устанавливают опорные кольца с уплотнениями. Затем на оба опорных кольца надвигают кольцевой вкладыш. После чего вкладыш термоприклеивают или приваривают к обоим опорным кольцам. Полученную промежуточную конструкцию, состоящую из шара клапана, опорных колец и вкладыша, помещают в литьевую форму и покрывают пластмассой методом литья под давлением для создания корпуса клапана, в процессе которого материал корпуса проникает сквозь указанные отверстия вкладыша в конструкцию. В данном процессе задача сквозных отверстий вкладыша заключается в том, чтобы разделить корпус, образованный в процессе литья под давлением, на внешнюю и внутреннюю часть. При охлаждении корпуса в пресс-форме происходит процесс горячей посадки между обеими частями корпуса и предотвращается усадка корпуса во внутреннем радиальном направлении. За счет этого предотвращается зажим шара клапана в корпусе. Для сохранения зазора между шаром клапана и пластмассовым корпусом шар клапана нагревают до начала создания внешнего корпуса литьем под давлением.In the manufacture of such a ball valve at one of the initial stages, support rings with seals are installed on both sides of the valve ball. Then, an annular insert is pushed onto both support rings. After that, the liner is thermally glued or welded to both support rings. The resulting intermediate structure, consisting of a valve ball, support rings and liner, is placed in an injection mold and coated with plastic by injection molding to create a valve body, during which the material of the body penetrates through the specified openings of the liner into the structure. In this process, the task of the through holes of the liner is to divide the housing formed during injection molding into the external and internal parts. When cooling the casing in the mold, a hot landing process occurs between both parts of the casing and shrinkage of the casing in the inner radial direction is prevented. This prevents clamping of the valve ball in the housing. In order to maintain a clearance between the valve ball and the plastic body, the valve ball is heated before injection molding of the external body.
Из европейского патента ЕР 1121549 В1 известен другой запорный клапан из пластмассы и способ его изготовления. Данный запорный клапан в основном такой же, как описанный выше, за исключением вкладыша, соединяющего оба опорных кольца между собой. Согласно данному патенту вкладыш изготавливают в два этапа литьем под давлением. На первом этапе отливают фасонную деталь, предпочтительнее из термопластичного синтетического материала, как правило, из сополимера с адгезивными свойствами. Данная фасонная деталь образует внешнюю часть вкладыша, а внутреннюю часть создают напылением полиэтилена на втором этапе. С внутренней стороны на фасонную деталь наносят распыленную расплавленную пластмассу, преимущественно армированный стекловолокном синтетический материал или полипропилен. При этом внутренняя поверхность первой отлитой детали частично расплавляется и образуется сплав фасонной детали с используемым на втором этапе синтетическим материалом. Таким образом, вкладыш состоит из первого слоя - термопластика, предпочтительно сополимера, и второго, внутреннего, слоя - армированной стекловолокном пластмассы (предпочтительнее) или полипропилена. Кроме того, вкладыш имеет ранее указанные сквозные отверстия для того, чтобы на последнем этапе изготовления запорного клапана напыляемый на корпус полипропилен мог поступать через них на шар клапана и тем самым вкладыш будет связан с материалом корпуса.From European patent EP 1121549 B1 another shut-off valve made of plastic and a method for its manufacture are known. This shut-off valve is basically the same as described above, with the exception of the insert connecting the two support rings to each other. According to this patent, the liner is made in two stages by injection molding. At the first stage, a molded part is cast, preferably from a thermoplastic synthetic material, as a rule, from a copolymer with adhesive properties. This shaped part forms the outer part of the liner, and the inner part is created by spraying polyethylene in the second stage. From the inside, sprayed molten plastic is applied to the molded part, mainly glass fiber reinforced synthetic material or polypropylene. In this case, the inner surface of the first cast part is partially melted and an alloy of the shaped part is formed with the synthetic material used in the second stage. Thus, the liner consists of a first layer - thermoplastic, preferably a copolymer, and a second, inner, layer - fiberglass-reinforced plastic (preferably) or polypropylene. In addition, the insert has the aforementioned through holes so that at the last stage of the manufacture of the shut-off valve, the polypropylene sprayed onto the body can pass through them to the valve ball and thereby the insert will be connected with the body material.
Из европейского патента ЕР 0756681 В1 известен шаровой затвор с состоящим из двух разъемных частей корпусом. Корпус разделен в середине и в плоскости, делящей вал поворачивания шара. Части корпуса имеют выемки для содержащего шар вкладыша, который устанавливают во время сборки двух половин корпуса, после чего обе половины корпуса скрепляют между собой винтами. Поскольку вкладыш по размеру превышает выемку в корпусе, то уплотнение производят путем предварительного натяга. Данный вкладыш в основном содержит шар клапана с валом поворота шара и цапфу подшипника этого вала; и вал и цапфа полностью закрыты цельным бесшовным цилиндром, имеющим по фланцу на передней и задней концах. Поскольку закрывающий вкладыш цилиндр от фланца до фланца является цельным и сплошным и изготовлен из фторопласта, такого как PFA, PTFE или FEP, то заключенные детали вкладыша шарового затвора не имеют контакта с перекачиваемой агрессивной средой и не требуют для своего изготовления дорогостоящих высококачественных материалов. Для разборки вкладыша шарового затвора цилиндр просто разламывают. Шар затвора установлен с возможностью поворота внутри корпуса от вала. На внешней стороне цилиндра расположена эластичная обкладка, которая обхватывается другим корпусом вкладыша шарового затвора. Задача эластичной обкладки - изолировать цилиндр от корпуса. Корпус может быть изготовлен из металла или синтетического материала, а сборку проводят в два этапа. Корпус также может быть изготовлен полностью из пластмассы литьем под давлением. Температура обработки пластмассы корпуса должна быть ниже температуры обработки цилиндра и эластичной обкладки. Помимо этого, цилиндр и корпус соединяют механически, с принудительным замыканием, или с помощью клеящего средства. Для герметизации вкладыша шарового затвора в области вала привода шара имеется сжимающий элемент, расположенный на эластичной обкладке, который прижимается под действием цилиндрического сжимающего элемента, концентрично прижимающего обкладку к цилиндру с достижением требуемой герметичности.From European patent EP 0756681 B1 a ball valve is known with a housing consisting of two detachable parts. The housing is divided in the middle and in the plane dividing the shaft of rotation of the ball. Parts of the housing have recesses for the ball-containing liner, which is installed during assembly of two halves of the housing, after which both halves of the housing are fastened together with screws. Since the liner is larger than the recess in the housing, the seal is produced by preloading. This insert basically contains a ball of a valve with a shaft of rotation of the ball and a journal of the bearing of this shaft; and the shaft and trunnion are completely covered by a seamless seamless cylinder having a flange at the front and rear ends. Since the cylinder closing the liner from flange to flange is solid and solid and made of fluoroplastic, such as PFA, PTFE or FEP, the enclosed parts of the ball valve insert do not have contact with the pumped aggressive medium and do not require expensive high-quality materials for their manufacture. To disassemble the ball valve insert, the cylinder is simply broken. The shutter ball is mounted to rotate inside the housing from the shaft. On the outside of the cylinder there is an elastic lining, which is wrapped around the other body of the ball valve insert. The task of the elastic lining is to isolate the cylinder from the body. The housing can be made of metal or synthetic material, and the assembly is carried out in two stages. The housing can also be made entirely of plastic by injection molding. The processing temperature of the plastic body must be lower than the processing temperature of the cylinder and the elastic lining. In addition, the cylinder and the housing are connected mechanically, with a forced closure, or with adhesive. To seal the ball valve insert in the area of the ball drive shaft, there is a compression element located on the elastic lining, which is pressed under the action of a cylindrical compression element, concentrically pressing the lining to the cylinder to achieve the required tightness.
Исходя из данного уровня техники основной задачей изобретения является создание шарового клапана в корпусе из синтетического материала, который будет отличаться простотой изготовления и улучшенной герметичностью.Based on this prior art, the main objective of the invention is the creation of a ball valve in a housing made of synthetic material, which will be distinguished by ease of manufacture and improved tightness.
Поставленная задача решается за счет того, что в шаровом клапане в корпусе из синтетического материала, содержащем также в оболочке из синтетического материала несущую конструкцию, в которой расположен с возможностью поворота из закрытого положения в открытое шар клапана со сквозным отверстием, при этом указанная несущая конструкция состоит из расположенных друг против друга двух опорных, несущих шаровой клапан колец и одного соединяющего указанные опорные кольца соединительного элемента, и которая полностью отделяет шар клапана от синтетического материала корпуса.The problem is solved due to the fact that in a ball valve in a housing made of synthetic material, also containing a supporting structure in a shell made of synthetic material, in which it is arranged to rotate from a closed position into an open ball of a valve with a through hole, wherein said supporting structure consists from two opposite supporting rings bearing a ball valve and one connecting element connecting said supporting rings, which completely separates the valve ball from inthetic body material.
Упомянутая несущая конструкция заключена в оболочку из синтетического материала названного корпуса, образованную при отливке данного корпуса, и содержит фиксирующие опоры, выполненные в названном соединительном элементе, и опорные поверхности, выполненные в упомянутых опорных кольцах таким образом, что после соединения данных опорных колец посредством указанного соединительного элемента эти опорные кольца находятся на заранее определенном расстоянии друг от друга, с образованием зазора между шаром клапана и опорными кольцами, которые установлены в ранее указанном соединительном элементе, имеющем цилиндрическую форму, и при этом зафиксированы в заданном положении фиксаторами, причем места контактов опорных колец с цилиндрическим соединительным элементом заплавлены или склеены.Said supporting structure is enclosed in a shell made of synthetic material of the said case formed during casting of this body and contains fixing supports made in said connecting element and supporting surfaces made in said supporting rings in such a way that after connecting these supporting rings by means of said connecting element, these support rings are at a predetermined distance from each other, with the formation of a gap between the ball of the valve and the support rings, which s mounted in the previously mentioned connecting member having a cylindrical shape, and thus fixed in a predetermined position retainers, wherein contact sites abutment rings with a cylindrical connecting member zaplavleny or glued.
Предпочтительнее, чтобы опорные кольца были вставлены в противоположные концы соединительного элемента, при этом опорные поверхности опорных колец выполнены в виде ступенчатых выступов, взаимодействующих с фиксирующими опорами соединительного элемента.Preferably, the support rings are inserted at opposite ends of the connecting element, while the supporting surfaces of the supporting rings are made in the form of stepped protrusions interacting with the fixing supports of the connecting element.
Также предпочтительно, чтобы фиксаторы имели в сечении U-образную форму с одним длинным и другим коротким концами, при этом чтобы длинный конец фиксатора взаимодействовал с соответствующим опорным кольцом, а его короткий конец - с соответствующим краем соединительного элемента.It is also preferable that the clamps have a U-shaped cross section with one long and other short ends, while the long end of the clamp interacts with the corresponding support ring, and its short end with the corresponding edge of the connecting element.
Желательно также, чтобы фиксатор состоял из двух частей, связанных между собой шарнирно с возможностью защелкивания в конечном фиксирующем положении.It is also desirable that the latch consist of two parts, interconnected pivotally with the possibility of snapping in the final locking position.
Лучше также, чтобы опорные кольца (10а, 10b) на своих тыльных по отношению к шару клапана (2) сторонах имели соединительный элемент (10с), охваченный частью синтетического материала корпуса, образующего также и соединительный патрубок.It is also better that the support rings (10a, 10b) on their backs with respect to the valve ball (2) have a connecting element (10c) covered by a part of the synthetic material of the body, which also forms a connecting pipe.
Предпочтителен также вариант, когда корпус шарового клапана изготовлен методом литья под давлением из термопластичного синтетического материала, в частности из полиэтилена или поливинилхлорида, его несущая конструкция, состоящая из опорных колец, соединительного элемента и фиксаторов, изготовлена методом литья под давлением из термостойкого синтетического материала, в частности из армированного стекловолокном полиамида, при этом поверхности, находящиеся в контакте с корпусом клапана, покрыты связующим веществом, а поверхности несущей конструкции, находящиеся в контакте с проходящей через клапан средой, покрыты стойким к этой среде защитным слоем.Also preferred is the case when the ball valve body is injection molded from a thermoplastic synthetic material, in particular polyethylene or polyvinyl chloride, its supporting structure, consisting of support rings, a connecting element and retainers, is injection molded from a heat-resistant synthetic material, in in particular of fiberglass-reinforced polyamide, wherein the surfaces in contact with the valve body are coated with a binder, and the surfaces bear s structure, in contact with the medium passing through the valve are coated with a medium resistant to this protective layer.
Еще одним вариантом воплощения изобретения является вариант, когда шар клапана выполнен слоистым и состоит из основного тела и верхнего слоя, причем верхний слой полностью покрывает основное тело, при этом основное тело изготовлено из термостойкого синтетического материала, в частности из армированного стекловолокном полиамида, а верхний слой - из стойкого к пропускаемым средам синтетического материала, в частности из фторопласта, полиэтилена, полиоксиметилена или эластомера.Another embodiment of the invention is when the valve ball is layered and consists of a main body and an upper layer, the upper layer completely covering the main body, while the main body is made of heat-resistant synthetic material, in particular fiberglass-reinforced polyamide, and the upper layer - from a material resistant to leaky media, in particular of fluoroplastic, polyethylene, polyoxymethylene or elastomer.
Другим вариантом воплощения изобретения является то, что между шаром клапана и опорными кольцами установлен уплотнительный элемент.Another embodiment of the invention is that a sealing element is installed between the valve ball and the support rings.
Согласно изобретению шаровой клапан снабжен корпусом из синтетического материала, содержащим несущую конструкцию, в которой расположен с возможностью поворота из закрытого положения в открытое шар клапана со сквозным отверстием, при этом указанная несущая конструкция состоит из расположенных друг против друга двух опорных, поддерживающих шаровой клапан колец и одного соединительного элемента.According to the invention, the ball valve is provided with a housing made of synthetic material containing a supporting structure, in which it is rotatably located from a closed position into an open ball of a valve with a through hole, said supporting structure consisting of two supporting rings supporting the ball valve and arranged against each other and one connecting element.
Упрощение изготовления и сборки достигается за счет того, что несущая конструкция полностью устраняет возможность контакта шара клапана с синтетическим корпусом клапана. При этом создается возможность устанавливать требуемый зазор между внешней поверхностью шара клапана и внутренней поверхностью несущей конструкции путем расчета размеров данных деталей, причем этот зазор сохраняется при изготовлении корпуса шарового клапана литьем под давлением. Несущая конструкция по изобретению и шар клапана уже образуют функциональный шаровой клапан. Чтобы вставить его в уже существующую систему трубопроводов, которые обычно изготовлены из полиэтилена, несущую конструкцию закрывают корпусом из полиэтилена методом литья под давлением. При этом заодно отливают и соединительные патрубки. В данном шаровом клапане функцию закрывания/открывания клапана обеспечивает несущая конструкция с шаром внутри, а корпус с соединительным патрубком служит для соединения этой конструкции с трубопроводом. Поскольку несущая конструкция является закрытой, то нагревать шар клапана в процессе отливания корпуса под давлением не требуется. Требуется только не допустить повреждения самой несущей конструкции при усадке остывающего корпуса клапана.Simplification of manufacturing and assembly is achieved due to the fact that the supporting structure completely eliminates the possibility of contact between the valve ball and the synthetic valve body. This creates the opportunity to set the required gap between the outer surface of the ball of the valve and the inner surface of the supporting structure by calculating the dimensions of these parts, and this gap is maintained during the manufacture of the ball valve housing by injection molding. The supporting structure of the invention and the valve ball already form a functional ball valve. To insert it into an existing pipeline system, which is usually made of polyethylene, the supporting structure is closed with a housing made of polyethylene by injection molding. At the same time, the connecting pipes are also cast. In this ball valve, the function of closing / opening the valve is provided by the supporting structure with the ball inside, and the housing with the connecting pipe serves to connect this structure to the pipeline. Since the supporting structure is closed, it is not necessary to heat the valve ball during molding of the housing under pressure. It is only necessary to prevent damage to the supporting structure itself during shrinkage of the cooling valve body.
При сборке несущей конструкции выдержка зазора между внешней поверхностью шара и внутренней поверхностью несущей конструкции упрощается за счет того, что на соединительном элементе устанавливают опорные кольца, а в опорных кольцах выполнены опорные поверхности таким образом, что после соединения опорных колец посредством соединительного элемента опорные кольца будут иметь между собой предварительно заданное расстояние и при этом остается незначительный зазор между шаром клапана и опорными кольцами.When assembling the supporting structure, the exposure of the gap between the outer surface of the ball and the internal surface of the supporting structure is simplified due to the fact that supporting rings are mounted on the connecting element and supporting surfaces are made in the supporting rings such that after connecting the supporting rings by means of the connecting element, the supporting rings will have between themselves a predetermined distance and at the same time there is a slight gap between the ball of the valve and the support rings.
Простота сборки несущей конструкции обеспечивается за счет того, что опорные кольца вставляют в противоположные концы соединительного элемента и при этом они имеют ступенчатые выступы, которые входят в посадочные места соединительного элемента, также имеющие соответствующую ступенчатую форму.The ease of assembly of the supporting structure is ensured by the fact that the support rings are inserted into the opposite ends of the connecting element and at the same time they have stepped protrusions that enter into the seats of the connecting element, also having a corresponding stepped shape.
Чтобы возникающие во время работы шарового клапана и действующие на шар клапана нагрузки соответствующим образом направить на опорные кольца, не изменяя значительно зазор между шаром клапана и опорными кольцами, последние вставляют в цилиндрический соединительный элемент и посредством фиксаторов удерживают в этом положении.In order to appropriately direct the loads arising during operation of the ball valve and acting on the ball of the valve onto the support rings without significantly changing the gap between the valve ball and the support rings, the latter are inserted into the cylindrical connecting element and held in place by means of clamps.
Особенно простое конструктивное решение получено за счет того, что каждый фиксатор имеет в сечении U-образную форму с одним длинным и одним коротким концами, при этом длинный конец прижимает опорное кольцо, а короткий упирается в соединительный элемент.A particularly simple constructive solution was obtained due to the fact that each latch has a U-shape in cross section with one long and one short ends, while the long end presses the support ring and the short end abuts against the connecting element.
Сборка несущей конструкции упрощается за счет того, что указанный фиксатор выполнен из двух соединенных шарниром частей и его можно раскрывать, а потом закрывать с защелкиванием.The assembly of the supporting structure is simplified due to the fact that the specified latch is made of two parts connected by a hinge and can be opened, and then closed with a snap.
Для более надежной фиксации соединительного элемента опорные кольца на своих задних по отношению к шаровому клапану сторонах имеют соединительную деталь, которая заключена в пластмассовый корпус и образует соединительный патрубок.For more reliable fixation of the connecting element, the support rings on their rear sides with respect to the ball valve have a connecting part, which is enclosed in a plastic housing and forms a connecting pipe.
В качестве материалов для деталей шарового клапана, как наиболее оптимальные, выбраны термопласты, в первую очередь полиэтилен или поливинилхлорид, или эластомер - для отливки корпуса; термостойкий, технически высокоэффективный материал, в первую очередь армированный стекловолокном полиамид, - для изготовления опорной конструкции, состоящей из опорных колец, соединительного элемента и фиксаторов. Соединяющиеся с корпусом поверхности покрывают сцепляющим веществом для усиления сцепления указанных поверхностей друг с другом, а контактирующие с проходящей через клапан средой поверхности покрывают стойким к данной среде защитным слоем. Указанная опорная конструкция может соответствующим образом принимать действующие на шар клапана силы и, в связи с незначительной деформацией шара клапана под давлением, уплотнительный элемент остается в надежном контакте с шаром клапана.As the materials for the ball valve parts, as the most optimal, thermoplastics are selected, primarily polyethylene or polyvinyl chloride, or elastomer - for casting the body; heat-resistant, technically highly effective material, primarily polyamide reinforced with fiberglass, for the manufacture of a support structure consisting of support rings, a connecting element and clamps. The surfaces connected to the housing are coated with an adhesive to enhance adhesion of said surfaces to each other, and the surfaces in contact with the medium passing through the valve are coated with a protective layer resistant to this medium. Said support structure can appropriately receive forces acting on the ball of the valve and, due to slight deformation of the valve ball under pressure, the sealing element remains in reliable contact with the valve ball.
Под термином «устойчивый к среде» подразумевается, что пластмасса устойчива к воздействию проходящих в трубопроводах и через шаровые клапаны веществ, таких как газ, вода, нефть или химические продукты.The term "environmentally resistant" means that plastic is resistant to substances passing through pipelines and through ball valves, such as gas, water, oil or chemical products.
Как наиболее оптимальное решение, шар клапана выполнен в виде многослойной конструкции из несущего элемента и поверхностного слоя, который полностью окружает несущий элемент, при этом несущий элемент изготовлен из термостойкого, технического высокоэффективного синтетического материала, предпочтительно из армированного стекловолокном полиамида, а поверхностный слой изготовлен из устойчивой к среде пластмассы, предпочтительно фторопласта, полиэтилена, полиоксиметилена или эластомера. За счет того что несущая конструкция изготовлена из технического высокоэффективного синтетического материала, а шар клапана имеет недеформируемую форму, с одной стороны повышается плотность шара, с другой стороны - ни опорная конструкция, ни шар клапана значительно не деформируются при высоком давлении в клапане, так что сохраняется легкость поворота шара клапана и не требуется высокого начального крутящего момента при открывании шарового клапана. При этом требуемый крутящий момент в диапазоне регулировки шарового клапана остается неизменным. Двухслойная конструкция шара клапана способствует облегчению конструкции и экономии материалов. Кроме того, поверхностный слой может просто лучшим образом соответствовать требованиям среды.As the most optimal solution, the valve ball is made in the form of a multilayer structure of a support element and a surface layer that completely surrounds the support element, while the support element is made of heat-resistant, technical, highly efficient synthetic material, preferably fiberglass-reinforced polyamide, and the surface layer is made of resistant to the medium of plastic, preferably fluoroplastic, polyethylene, polyoxymethylene or elastomer. Due to the fact that the supporting structure is made of technical high-performance synthetic material, and the ball of the valve has an undeformable shape, on the one hand the density of the ball increases, on the other hand, neither the supporting structure nor the ball of the valve are significantly deformed at high pressure in the valve, so that ease of rotation of the ball of the valve and does not require high initial torque when opening the ball valve. In this case, the required torque in the adjustment range of the ball valve remains unchanged. The two-layer design of the valve ball contributes to easier construction and material savings. In addition, the surface layer may simply best suit the requirements of the environment.
Для повышения герметичности шарового клапана места контакта опорных колец с соединительным элементом уплотнены или термоприклеены.To increase the tightness of the ball valve, the contact points of the support rings with the connecting element are sealed or thermally glued.
Для этого между шаром клапана и опорными кольцами установлен соответствующий уплотнительный элемент.For this, a corresponding sealing element is installed between the valve ball and the support rings.
Далее изобретение описано более подробно со ссылками на чертежи, где:The invention is further described in more detail with reference to the drawings, where:
Фиг.1 - продольное сечение шарового клапана.Figure 1 is a longitudinal section of a ball valve.
Фиг.2 - детальный вид корпуса шарового клапана Фигуры 1,Figure 2 is a detailed view of the body of the ball valve of Figure 1,
Фиг.3 - боковой вид элементов Фигуры 2, иFigure 3 is a side view of the elements of Figure 2, and
Фиг.4 - увеличенный детальный вид уплотнительного элемента шарового клапана Фигуры 1.Figure 4 is an enlarged detailed view of the sealing element of the ball valve of Figure 1.
На Фиг.1 показано продольное сечение шарового клапана 1 по изобретению. Шаровой клапан 1 состоит в основном из шара 2, несущей конструкции 3 и корпуса 4. Шар 2, который в шаровом клапане 1 является запорным элементом, имеет центральное сквозное цилиндрическое отверстие 5. На Фиг.1 шар 2 изображен в открытом положении, при котором сквозное отверстие 5 соединяет два соосных соединительных патрубка 4а, которые являются частями корпуса 4, и текучая среда может проходить через шаровой клапан 1. Для обеспечения возможности поворота шара 2 из открытого положения клапана в закрытое шар 2 установлен в несущей конструкции 3 с возможностью поворота вокруг оси А. Для этого в нижней части шара 2 имеется цапфа 2а, продольная ось L которой совпадает с осью А. Продольная ось L цапфы 2а также проходит перпендикулярно по отношению к направлению D потока пропускаемой текучей среды и сквозному отверстию 5. В верхней части шара 2, напротив цапфы 2а, предусмотрена выемка 2b, в которую вставлен вал 7. Посредством вала 7 шар 2 клапана можно извне поворачивать из открытого положения в закрытое и наоборот. Соединение вала 7 с шаром 2 в выемке 2b может быть выполнено многогранным или просто в виде шлица с прямоугольным поперечным сечением.Figure 1 shows a longitudinal section of a ball valve 1 according to the invention. The ball valve 1 consists mainly of a
Шар 2 имеет составную конструкцию. Во внутренней части шара 2, размер которой определен диаметром сквозного цилиндрического отверстия 5, находится несущий элемент 2с из термостойкого высокопрочного синтетического материала, например из армированного стекловолокном полиамида. Для уменьшения веса шара 2 в несущем элементе 2с, в области цапфы 2а, имеются по возможности закрытые полости 8, как показано на чертежах. Данный несущий элемент 2с методом литья под давлением покрывают поверхностным слоем 2d устойчивого к воздействию агрессивных сред синтетического материала до получения окончательной формы шара 2. Для создания поверхностного слоя 2d можно использовать фторопласт, полиэтилен, полиоксиметилен (ПОМ) или эластомеры. Перед нанесением поверхностного слоя 2d поверхность несущего элемента 2с обрабатывают сцепляющим веществом 2е или наносят связывающий слой. Сцепляющим веществом 2е может быть напрыскиваемый расплавленный сополимер. Поверхностный слой 2d полностью закрывает несущий элемент 2с, так чтобы тот не соприкасался с агрессивной средой или жидкостью, которая поступает в трубопровод и в шаровой клапан. Сцепление поверхностей можно получить без сцепляющего вещества 2е. Поверхностный слой 2d имеет толщину приблизительно от 5 до 25 мм, предпочтительнее 8…10 мм, и его можно обрабатывать режущим инструментом или другим подобным способом до достижения желаемой или требуемой округлости шара 2. Изготовленный таким образом шар 2 отличается малым весом, высокой стойкостью к агрессивной среде и высокой устойчивостью к деформации. За счет высокой устойчивости к деформации возможно избежать некоторой деформации шара 2 при высоком давлении на него в закрытом положении, возникающем в начальный момент его поворота, что часто происходит с шаром, имеющим большую внутреннюю полость, и затрудняет открывание шарового клапана 1.
Описанный шар 2 установлен в несущей конструкции 3 вокруг оси А с возможностью вращения и герметизирован относительно несущей конструкции 3 за счет уплотнительного элемента 9. Несущая конструкция 3 состоит из нескольких деталей, в частности из первого опорного кольца 10а, соединительного элемента 11 цилиндрической формы и второго опорного кольца 10b. Первое опорное кольцо 10а, соединительный элемент 11 и второе опорное кольцо 10b расположены последовательно в направлении D течения пропускаемой через клапан жидкой среды. Другими словами, соединительный элемент 11 соединяет первое опорное кольцо 10а с удаленным от него вторым опорным кольцом 10b для создания несущей конструкции 3, заключающей в себе шар 2 клапана 1. Каждое из опорных колец 10а и 10b имеет соединительный элемент 10с, выполненный в пластмассовом соединительном патрубке 4а корпуса 4, и опорный участок 10d, расположенные по обе противоположные стороны шара 2. Каждый опорный участок 10d на своей, обращенной к шару 2 стороне имеет дугообразную вогнутость 10е, повторяющую выпуклость уплотнительной поверхности 2f внешней поверхности шара 2 клапана 1. Более того, опорные кольца 10а и 10b имеют отверстия 13, выполненные возле соединительных элементов 10с для того, чтобы в процессе литья под давлением жидкий горячий синтетический материал, из которого изготавливают корпус 4, мог проникнуть в соединительные элементы 10с и в создаваемые одновременно соединительные патрубки 4а и образовать внутреннее сцепление с соединительным элементом 10с опорных колец 10а и 10b.The described
Далее, в каждом опорном кольце 10а и 10b в области вогнутости 10е, направленной к шару 2, предусмотрена выемка 12 треугольной формы. При этом выемка 12 имеет две направленные перпендикулярно друг к другу опорные поверхности 12а и 12b под уплотнительный элемент 9, которые соответственно направлены параллельно направлению D течения жидкости и одновременно перпендикулярно ему. В данной выемке 12 размещен уплотнительный элемент 9, который уплотняет первое опорное кольцо 10а или второе опорное кольцо 10b, взаимодействуя с поверхностью 2f шара клапана.Further, in each support ring 10a and 10b, a
Каждое из опорных колец 10а и 10b имеет форму цилиндрического патрубка, который возле соединительного элемента 10с имеет сетчатый участок, а в опорном участке 10d - увеличенную толщину стенки для принятия сил, воздействующих на шар 2 в процессе работы, и расширение возле своей вогнутости 10е. Вполне очевидно, что за счет того, что между уплотнительной поверхностью 2f шара 2 и дугообразной вогнутостью 10е опорных колец 10а и 10b остается незначительный зазор 14, поэтому шаровой клапан 1 будет иметь незначительный просвет, через который перекачиваемая среда может проникать через уплотнительный элемент 9 к шару 2 или валу 7. Зазор 14 имеет ширину от 0,1 мм до 0,5 мм.Each of the support rings 10a and 10b has the form of a cylindrical nozzle, which has a mesh section near the connecting element 10c, and an increased wall thickness in the supporting
Наружная поверхность 10f опорных колец 10а и 10b в основном цилиндрическая, однако имеет ступенчатый выступ 10g, который образует опорную поверхность 10h, в основном вертикальную к направлению D течения жидкости. Для образования несущей конструкции 3 опорные кольца 10а и 10b своими концами вставлены в соединительный элемент 11, имеющий в основном цилиндрическую внутреннюю стенку 11а. Соединительный элемент 11 на обоих противоположных концах своей внутренней стенки 11а имеет направленный к внешней стороне ступенчатый выступ 11b, образующий фиксирующую опору 11с, в основном вертикальную к направлению D течения жидкости. Расстояние между обеими фиксирующими опорами 11с определяет расстояние между вставленными в соединительный элемент 11 опорными кольцами 10а и 10b и, в конечном счете, определяет размер зазора 14 между дугообразной вогнутостью 10е и уплотнительной поверхностью 2f корпуса клапана 1, а также - предварительное давление на уплотнительный элемент 9 при закреплении шара 2 клапана 1 в несущей конструкции 3.The outer surface 10f of the support rings 10a and 10b is generally cylindrical, however, has a stepped protrusion 10g, which forms a support surface 10h, mainly vertical to the direction D of the fluid flow. To form the supporting structure 3, the support rings 10a and 10b are inserted at their ends into the connecting element 11 having a substantially cylindrical inner wall 11a. The connecting element 11 at both opposite ends of its inner wall 11a has a stepped protrusion 11b directed towards the outer side, forming a locking support 11c, which is generally vertical to the direction D of the fluid flow. The distance between the two fixing supports 11c determines the distance between the support rings 10a and 10b inserted into the connecting element 11 and, ultimately, determines the size of the
Для того чтобы зафиксировать опорные кольца 10а и 10b на соответствующих противоположных концах соединительного элемента 11 предусмотрены два фиксатора 15а, 15b, имеющих в сечении U-образную форму, с одним длинным концом 15с и другим коротким концом 15d. В рабочем положении у фиксаторов 15а, 15b длинный конец 15с упирается в опорную поверхность 10i напротив уплотнительного элемента 9, которая расположена перпендикулярно к направлению D течения в шаровом клапане и примыкает заподлицо к внешней поверхности 11d соединительного элемента 11. Короткий конец 15d фиксаторов 15а, 15b находится во взаимодействии с сопряженной поверхностью 11е соединительного элемента 11. Сопряженная поверхность 11е лежит под прямым углом к направлению D течения жидкости через шаровой клапан 1. Фиксаторы 15а, 15b предназначены для прижима своими длинными концами 15с к торцам соединительного элемента 11 опорных колец 10а и 10b так, чтобы опорные поверхности 10h плотно прилегли к фиксирующим опорам 11с соединительного элемента 11. Для этого фиксаторы 15а, 15b упираются своими короткими концами 15d в сопряженную поверхность 11е соединительного элемента.In order to fix the support rings 10a and 10b at the respective opposite ends of the connecting element 11, two latches 15a, 15b are provided, having a U-shape in cross section, with one long end 15c and the other short end 15d. In the working position of the latches 15a, 15b, the long end 15c abuts against the supporting surface 10i opposite the sealing element 9, which is perpendicular to the flow direction D in the ball valve and is flush with the outer surface 11d of the connecting element 11. The short end 15d of the latches 15a, 15b is in conjunction with the mating surface 11e of the connecting element 11. The mating surface 11e lies at right angles to the direction D of the fluid flow through the ball valve 1. The latches 15a, 15b are designed to rizhima its long ends 15c to the ends of the connecting element 11 of support rings 10a and 10b so that the abutment surfaces 10h to lay down tightly fixing pillars 11c of the connecting member 11. For this purpose, the latches 15a, 15b abut with their short ends in the mating surface 15d of the connecting member 11e.
Для удобства установки фиксаторов 15а, 15b они выполнены из двух частей, связанных между собой шарнирно с возможностью защелкивания в конечном фиксирующем положении.For ease of installation of the latches 15a, 15b, they are made of two parts, pivotally interconnected with the possibility of snapping in the final locking position.
Наряду с креплением обоих опорных колец 10а и 10b на соединительном элементе 11 посредством фиксаторов 15а, 15b, предусмотрено дополнительное адгезионное сцепление внутренней поверхности 11а соединительного элемента 11 c наружной поверхностью 10f опорных колец 10а и 10b.In addition to fastening both support rings 10a and 10b to the connecting element 11 by means of the clips 15a, 15b, additional adhesive adhesion is provided to the inner surface 11a of the connecting element 11 with the outer surface 10f of the supporting rings 10a and 10b.
Соединительный элемент 11 дополнительно имеет в середине втулку 11f, в которую вставлен с возможностью вращения вал 7 с уплотнительными кольцами 16. Втулка 11f установлена перпендикулярно по отношению к направлению D течения жидкости.The connecting element 11 additionally has a sleeve 11f in the middle, into which a shaft 7 with sealing rings 16 is inserted rotatably. The sleeve 11f is mounted perpendicular to the direction D of the fluid flow.
Несущая конструкция 3, состоящая в основном из первого опорного кольца 10а, соединительного элемента 11, второго опорного кольца 10b и двух фиксаторов 5а, 15b, изготовлена литьем под давлением из синтетических материалов, отличающихся высокой прочностью и одновременно - термостойкостью. В качестве примера можно назвать армированный стекловолокном полиамид. В случае использования полиамида поверхности несущей конструкции 3 покрыты защитным слоем 17 в тех местах, где они могли бы вступать в контакт с проходящими по трубам (не показаны) и через шаровой клапан 1 текучими средами. В качестве защитного слоя 17 могут быть использованы сцепляющие поверхности вещества, предпочтительнее - распыляемый расплавленный сополимер. Помимо этого, на все поверхности, преимущественно внешние, несущей конструкции 3 нанесено сцепляющее вещество 18 или главным образом распыленный в жидком состоянии сополимер, для получения внутреннего сцепления синтетического материала корпуса 4 и несущей конструкции 3.The supporting structure 3, consisting mainly of the first support ring 10a, the connecting element 11, the second support ring 10b and two locks 5a, 15b, is injection-molded from synthetic materials that are highly durable and at the same time heat resistant. An example is fiberglass reinforced polyamide. In the case of using polyamide, the surfaces of the supporting structure 3 are covered with a protective layer 17 in those places where they could come into contact with the fluids passing through the pipes (not shown) and through the ball valve 1. As the protective layer 17, adhesive surfaces of the substance can be used, more preferably a sprayable molten copolymer. In addition, on all surfaces, mainly external, of the supporting structure 3, an adhesive substance 18 or a mainly copolymer sprayed in a liquid state is applied to obtain internal adhesion of the synthetic material of the housing 4 and the supporting structure 3.
Сцепляющее вещество 18 нанесено сначала на наружную поверхность втулки 11f, затем - на внешнюю поверхность 11d соединительного элемента 11, затем на короткий конец 15d фиксатора 15а, 15b, потом - на его длинный конец 15с и затем - на соединительный элемент 10с опорных колец 10а и 10b.The clutch material 18 is applied first to the outer surface of the sleeve 11f, then to the outer surface 11d of the connecting element 11, then to the short end 15d of the retainer 15a, 15b, then to its long end 15c and then to the connecting element 10c of the support rings 10a and 10b .
Очевидно, что несущая конструкция 3 и сцепляющее вещество 18 полностью окружают шар 2 и не имеется никаких отверстий, в которые могла бы проникнуть к шару 2 пластмасса корпуса 4 в процессе литья под давлением. Несущая конструкция 3 и шар 2 уже создают при этом герметичный и функциональный шаровой клапан.It is obvious that the supporting structure 3 and the coupling substance 18 completely surround the
На последнем этапе изготовления шарового клапана 1 несущую конструкцию 3 с шаром 2 и валом 7, которые покрыты сцепляющим веществом, помещают в литьевую форму и корпус 4 изготавливают путем заливки выше названных деталей расплавленным термопластом, предпочтительно полиэтиленом или поливинилхлоридом или эластомерами. Задача корпуса 4 - защита несущей конструкции 3 от вредных механических и химических воздействий, поскольку ее материалы в большинстве случаев являются не очень стойкими в химическом отношении и не имеют высокой механической прочности. Соединительные патрубки 4а имеют отверстие 6, внутренний диаметр которого соответствует диаметру сквозного отверстия 5 шара 2. Соединительные патрубки из термопласта могут быть соединены с системным трубопроводом (на показан) путем приваривания, запрессовки или с помощью резьбы на внешней поверхности патрубка 4а.At the last stage of manufacturing the ball valve 1, the supporting structure 3 with the
Под «сцепляющим веществом» или «первым слоем» подразумевается тонкий, измеряемый в микронах слой соответствующего материала, такого как, например, синтетический материал в виде порошка или в виде эмульсии этого порошка в соответствующем растворителе, наносимый способом газопламенного напыления, плазменной обработки, способом вихревого напыления. Материал «сцепляющего вещества», как правило, состоит из материалов (синтетических материалов), которые совместимы с соединяемыми материалами. Сцепление происходит за счет такого действия, как адгезия, диффузия молекулярной структуры и/или образование водородных связей.By “adhesive substance” or “first layer” is meant a thin, micron-sized layer of a suitable material, such as, for example, a synthetic material in the form of a powder or in the form of an emulsion of this powder in an appropriate solvent, applied by flame spraying, plasma treatment, vortex processing spraying. The “bonding agent” material typically consists of materials (synthetic materials) that are compatible with the materials to be bonded. Adhesion occurs due to actions such as adhesion, diffusion of the molecular structure and / or the formation of hydrogen bonds.
На Фиг.2 детально показан шар 2 шарового клапана Фигуры 1. На ней видно разделение шара клапана на несущий элемент 2с, соединительный слой сцепляющего вещества 2е и защитный поверхностный слой 2d. В области цапфы 2а несущий элемент 2с обеспечивает необходимую устойчивость, благодаря чему можно уменьшить вес шара за счет полости 8 внутри несущего элемента 2с.Figure 2 shows in detail the
На Фиг.3 показан вид сбоку элементов Фигуры 2.Figure 3 shows a side view of the elements of Figure 2.
Изготовление пластмассового шара клапана является предметом самостоятельного изобретения. Существенным признаком данного изобретения для повышения устойчивости к деформации пластмассового шара клапана, имеющего сквозное отверстие и установленного в корпусе шарового клапана с возможностью поворота из закрытого положения в открытое, является многослойная конструкция шара клапана, состоящего из несущего элемента и покрывающего его верхнего слоя. За счет этого в шаре клапана будут сочетаться высокая устойчивость в сохранении формы шара за счет наличия несущего элемента и высокая стойкость по отношению к агрессивной среде за счет наличия верхнего слоя. Высокая устойчивость к деформации приводит к тому, что шар клапана при высоком рабочем давлении может быть только незначительно деформирован с сохранением возможности поворота в корпусе шарового клапана из закрытого положения в открытое без необходимости создания высокого начального крутящего момента.The manufacture of a plastic ball valve is a subject of independent invention. An essential feature of the present invention for increasing the resistance to deformation of a plastic valve ball having a through hole and mounted in the ball valve body with the possibility of rotation from a closed position to an open one is the multilayer structure of the valve ball consisting of a supporting element and a top layer covering it. Due to this, in the ball of the valve will be combined high stability in maintaining the shape of the ball due to the presence of the supporting element and high resistance to aggressive environment due to the presence of the upper layer. High resistance to deformation leads to the fact that the ball of the valve at high operating pressure can only be slightly deformed while maintaining the ability to rotate in the body of the ball valve from the closed position to the open without the need to create a high initial torque.
Необходимый крутящий момент остается неизменным также и при регулировке, отладке переключения шара клапана. Составная конструкция шара клапана способствует облегчению конструкции и экономии материала. Она же позволяет отливать под давлением шары клапана большого диаметра. При этом их не обязательно изготавливать целиком из экструдированной заготовки. Для достижения стойкости к рабочей среде предусмотрен верхний слой, который полностью окружает несущий элемент. Более того, верхний слой может быть наиболее удобным способом адаптирован к требованиям среды. Наиболее целесообразно, чтобы несущий элемент был изготовлен из термостойкой пластмассы, прежде всего из усиленного стекловолокном полиамида, а верхний слой изготовлен из стойкой к агрессивной среде пластмассы, прежде всего из фторопласта, полиэтилена, полиоксиметилена, эластомера или синтетического термореактивного материала, такого как резина, а поверхности несущего элемента, соединенные с упомянутым верхним слоем, покрывают связующим веществом или усилителем сцепления. Облегчение конструкции шара клапана достигается за счет того, что несущий элемент имеет, как минимум, одну закрытую полость. Для достижения соответствующего управления и простого переключения шара клапана на конце устанавливают цапфу, а на противоположном конце шара клапана выполняют выемку под приводной вал. Наиболее оптимально выполнение указанной закрытой полости в области расположения цапфы.The required torque remains unchanged also when adjusting, debugging the valve ball switch. The composite design of the valve ball contributes to easier construction and material savings. It also allows the injection of large-diameter valve balls under pressure. However, they do not have to be made entirely from the extruded billet. To achieve resistance to the working environment, a top layer is provided that completely surrounds the supporting element. Moreover, the top layer can be most conveniently adapted to the requirements of the environment. It is most advisable that the supporting element is made of heat-resistant plastic, primarily of fiberglass-reinforced polyamide, and the top layer is made of plastic that is resistant to aggressive media, primarily of fluoroplastic, polyethylene, polyoxymethylene, elastomer or synthetic thermosetting material such as rubber, and the surfaces of the carrier connected to said top layer are coated with a binder or adhesion promoter. The simplification of the design of the ball of the valve is achieved due to the fact that the supporting element has at least one closed cavity. To achieve appropriate control and simple switching of the valve ball, an axle is installed at the end, and a recess under the drive shaft is made at the opposite end of the valve ball. The most optimal implementation of the specified closed cavity in the area of the trunnion.
На Фиг.4 показан увеличенный детальный вид уплотнительного элемента 9 шарового клапана 1 Фигуры 1. На Фиг.4 представлен поперечный разрез кольцевого уплотнительного элемента 9 в виде фасонного уплотнения. Уплотнительный элемент 9 состоит в основном из двух уплотнительных тел 9а, которые соединяются между собой через несущий элемент 9b. Уплотнительные тела 9а, которые в поперечном разрезе имеют полукруглую форму, работают по принципу губки или уплотнительного кольца, поскольку они по своему полукруглому внешнему контуру смыкаются с уплотнительной поверхностью 2f шара 2. Оба уплотнительных тела 9а расположены на расстоянии друг от друга и последовательно друг за другом. При рассмотрении со стороны второго опорного кольца 10b в направлении уплотнительной поверхности 2f шара 2 клапана видно, что оба уплотнительных тела 9а выступают из несущего элемента 9b с образованием между ними выемки 20. В данной выемке 20 посередине между двумя уплотнительными телами 9а расположен кольцеобразный удерживатель грязи 19, имеющий прямоугольное поперечное сечение, изготовленный предпочтительно в виде полиамидной волокнистой подушки. Возможно использование и других синтетических материалов. Кроме того, удерживатель 19 может быть выполнен в виде щетки или пористого тела, например из бронзы, для снятия статистического напряжения. Удерживатель 19 предназначен для удерживания проникающих через первое уплотнительное тело 9а различных частиц и предотвращения прохождения их ко второму уплотнительному телу 9а. При этом повышается герметичность уплотнения вторым уплотнительным телом 9а. Кроме того, изготовленный в виде волокнистой подушки удерживатель 19 может быть пропитан или заполнен смазочным материалом. Для этого используют, главным образом, фторсодержащий смазочный материал. Поскольку смазочные материалы закупорены между обоими уплотнительными телами 9а, то они не уносятся рабочей средой, и поэтому шаровой клапан может снова быть включен в работу без дополнительной смазки после бездействия в течение нескольких лет. К тому же смазочный материал дополнительно помогает впитывать и задерживать частицы-загрязнители.Figure 4 shows an enlarged detailed view of the sealing element 9 of the ball valve 1 of Figure 1. Figure 4 shows a cross section of the annular sealing element 9 in the form of a shaped seal. The sealing element 9 consists mainly of two sealing bodies 9a, which are interconnected via a supporting element 9b. The sealing bodies 9a, which are semicircular in cross section, operate on the principle of a sponge or a sealing ring, since they are sealed in a semicircular outer contour with the sealing surface 2f of the
На Фиг.4 уплотнительные тела 9а и удерживатель 19 представлены в состоянии без нагрузки, чтобы показать их первоначальное положение. Уплотнительные тела 9а и удерживатель 19 в рабочем состоянии нагружены и плотно прижаты к поверхности 2f.In FIG. 4, the sealing bodies 9a and the retainer 19 are shown in a no-load state to show their initial position. The sealing bodies 9a and the retainer 19 are loaded and tightly pressed against the surface 2f in working condition.
В поперечном разрезе уплотнительный элемент 9 имеет, как правило, форму прямоугольного треугольника, при этом уплотнительные тела 9а выступают бугорками на концах гипотенузы 20. Оба катета контактируют с опорными поверхностями 12а, 12b выемки 12 в опорном кольце 10b.In transverse section, the sealing element 9 has, as a rule, the shape of a right-angled triangle, with the sealing bodies 9a acting as tubercles at the ends of the
Уплотнительные тела 9а, несущий их уплотнительный элемент 9, 9b и удерживатель 19 выполнены как единое целое. Уплотнительные тела 9а и несущий их уплотнительный элемент 9b изготовлены литьем под давлением из эластомера, преимущественно из нитрил-бутил каучука, при этом в процессе литья с ними соединяют накопитель 19. На следующем этапе уплотнительный элемент 9 закладывают в форму для первого или второго опорного кольца 10а, 10b и отливают их вместе, тем самым уплотнения со всех сторон закрыты материалом кольца 10а или 10b.The sealing bodies 9a, their sealing element 9, 9b and the retainer 19 are made as a single unit. The sealing bodies 9a and the supporting sealing element 9b are made by injection molding of an elastomer, mainly nitrile-butyl rubber, during which the drive 19 is connected with them. In the next step, the sealing element 9 is laid in the mold for the first or second support ring 10a 10b and cast them together, thereby sealing on all sides is closed by the material of the ring 10a or 10b.
Описанные уплотнительные элементы также являются предметом изобретения. Существенным признаком этого изобретения, позволяющим упростить изготовление уплотнений и повысить герметичности шарового клапана с корпусом из синтетического материала, в котором установлен шар со сквозным отверстием и с возможностью поворота из закрытого положения в открытое, при этом шар клапана герметично отделен от корпуса с помощью кольцевых уплотнительных элементов, является то, что уплотнительные элементы имеют соответственно два соприкасающихся с шаром клапана уплотнительных тела. Соединение этих уплотнительных тел с опорным кольцом упрощается за счет того, что уплотнительные тела уплотнительного элемента соединяются друг с другом через несущий элемент. Улучшение уплотняющего действия обеспечивается тем, что уплотнительные тела уплотнительного элемента расположены на расстоянии друг от друга и друг за другом. Уплотняющее действие становится более эффективным за счет того, что уплотнительные тела в поперечном профиле и в месте контакта с корпусом клапана имеют полукруглую форму по типу уплотнительного кольца. Удаление загрязнений из среды, что происходит в первом корпусе клапана, достигается за счет того, что между уплотнительными телами уплотнительного элемента установлен удерживатель загрязнения. Второе уплотнительное тело при этом не подвергается воздействию загрязнений. Наиболее предпочтительным является придание удерживателю прямоугольного поперечного сечения и изготовление волокнистой подушки из полиамида. Также предпочтительным является выполнение в корпусе выемок в форме кольца, в которые вставлены уплотнительные элементы, при этом выемка имеет две расположенные перпендикулярно друг другу опорные поверхности и уплотнительные элементы в поперечном разрезе имеют, как правило, форму прямоугольного треугольника. Предпочтительнее, чтобы выпуклости уплотнительных тел выступали из корпуса в направлении клапана. Уход за уплотнительным элементом упрощается за счет того, что каждый уплотнительный элемент является одним целым с уплотнительными телами и изготовлен из эластомера, преимущественно нитрил-бутил-каучука. Каждый уплотнительный элемент закреплен в корпусе посредством несущей конструкции, состоящей из двух, расположенных друг против друга опорных колец, несущих шаровой клапан. Данная несущая конструкция имеет высоко устойчивую форму, при которой уплотнительный элемент имеет незначительную деформацию.The described sealing elements are also the subject of the invention. An essential feature of this invention, which allows to simplify the manufacture of seals and increase the tightness of a ball valve with a housing made of synthetic material, in which a ball is installed with a through hole and can be rotated from a closed position to an open one, while the valve ball is hermetically separated from the body by means of ring sealing elements is that the sealing elements respectively have two sealing bodies in contact with the valve ball. The connection of these sealing bodies with the support ring is simplified due to the fact that the sealing bodies of the sealing element are connected to each other through the supporting element. Improving the sealing action is ensured by the fact that the sealing bodies of the sealing element are located at a distance from each other and one after another. The sealing effect becomes more effective due to the fact that the sealing bodies in the transverse profile and at the point of contact with the valve body are semicircular in the form of a sealing ring. The removal of contaminants from the medium, which occurs in the first valve body, is achieved due to the fact that a contaminant retainer is installed between the sealing bodies of the sealing element. The second sealing body is not affected by contamination. It is most preferred to impart a rectangular cross-section to the retainer and to produce a polyamide fiber pillow. It is also preferable to make recesses in the form of a ring in the housing, into which the sealing elements are inserted, the recess having two supporting surfaces arranged perpendicular to each other and the sealing elements in the transverse section, as a rule, have the shape of a rectangular triangle. Preferably, the bulges of the sealing bodies protrude from the housing in the direction of the valve. Maintenance of the sealing element is simplified due to the fact that each sealing element is integral with the sealing bodies and is made of an elastomer, mainly nitrile butyl rubber. Each sealing element is fixed in the housing by means of a supporting structure consisting of two supporting rings located opposite each other, bearing a ball valve. This supporting structure has a highly stable shape, in which the sealing element has a slight deformation.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007024623.6 | 2007-05-24 | ||
| DE102007024625.2 | 2007-05-24 | ||
| DE102007024624A DE102007024624A1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Plastic ball valve has a plastic housing around a ball inside two linked plastic rings |
| DE102007024623A DE102007024623A1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Plastic valve ball for spherical valve ball, comprises composite construction unit, which has carrying element filled with cavity and surface layer, which surrounds carrying element |
| DE102007024624.4 | 2007-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009143464A RU2009143464A (en) | 2011-06-27 |
| RU2447347C2 true RU2447347C2 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=44738525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009143464/06A RU2447347C2 (en) | 2007-05-24 | 2008-05-20 | Ball valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2447347C2 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2829286A1 (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-17 | Fritz Mueller | Plastics stopcock for domestic oven - has low-friction sealing shells between spherical valve and body to make contact only at periphery |
| EP0575643A1 (en) * | 1992-06-20 | 1993-12-29 | R. Woeste & Co. GmbH & Co. KG | Plastic ball valve and method of its manufacture |
| EP0623770A1 (en) * | 1993-05-04 | 1994-11-09 | Nefit Industrial B.V. | Ball valve |
| WO1995029357A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-11-02 | Josef Nemetz | Ball valve having a ball valve insert lined with plastics material |
| RU2136998C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-10 | Закрытое акционерное общество "ГИРАС" | Ball cock and method for its manufacture |
| WO2000011381A1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-03-02 | Philmac Pty Ltd | Ball valve |
| EP1121549A1 (en) * | 1998-10-20 | 2001-08-08 | Plasson Armaturen GmbH | Plastic stop valve and method for the production thereof |
| RU2229649C1 (en) * | 2003-07-04 | 2004-05-27 | Устюгов Владимир Аркадьевич | Ball valve |
-
2008
- 2008-05-20 RU RU2009143464/06A patent/RU2447347C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2829286A1 (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-17 | Fritz Mueller | Plastics stopcock for domestic oven - has low-friction sealing shells between spherical valve and body to make contact only at periphery |
| EP0575643A1 (en) * | 1992-06-20 | 1993-12-29 | R. Woeste & Co. GmbH & Co. KG | Plastic ball valve and method of its manufacture |
| EP0623770A1 (en) * | 1993-05-04 | 1994-11-09 | Nefit Industrial B.V. | Ball valve |
| WO1995029357A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-11-02 | Josef Nemetz | Ball valve having a ball valve insert lined with plastics material |
| RU2136998C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-10 | Закрытое акционерное общество "ГИРАС" | Ball cock and method for its manufacture |
| WO2000011381A1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-03-02 | Philmac Pty Ltd | Ball valve |
| EP1121549A1 (en) * | 1998-10-20 | 2001-08-08 | Plasson Armaturen GmbH | Plastic stop valve and method for the production thereof |
| RU2229649C1 (en) * | 2003-07-04 | 2004-05-27 | Устюгов Владимир Аркадьевич | Ball valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009143464A (en) | 2011-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5380432B2 (en) | Ball valve made of synthetic material | |
| CN100380029C (en) | Stop valve | |
| KR100925072B1 (en) | Two-piece bearing shell for a moulded balljoint | |
| EP1248028B1 (en) | Leak-proof coupling | |
| KR20100015843A (en) | Mtehod of manufacturing valve, and valve produced by the method | |
| CA2116461A1 (en) | Valve element | |
| US20050104026A1 (en) | Ball valve with a single piece ball-stem and an integrated actuator mounting flange | |
| WO2013157987A1 (en) | Polymer pipe connection assembly | |
| US5950664A (en) | Valve with improved combination bearing support and seal | |
| EP0511054B1 (en) | Improvements to hydraulic anti-vibration bushes | |
| US20150300518A1 (en) | Structure of check valve | |
| WO1994023229A1 (en) | Mixing device | |
| EP0358834B1 (en) | Valve for a fluid | |
| RU2447347C2 (en) | Ball valve | |
| US20020074040A1 (en) | Butterfly valve with passive-lubricated liner/seat | |
| KR20190131642A (en) | Valve lining devices and lining valves | |
| US20050173002A1 (en) | Fiber-reinforced polymer (FRP) valve body with a polymeric liner and method of manufacturing same | |
| JP2011007313A (en) | Butterfly valve | |
| JP2005003022A (en) | Spindle type selector valve | |
| LU82708A1 (en) | BALANCED SHUTTER VALVE | |
| ES2369954T3 (en) | PLASTIC BALL VALVE. | |
| RU2615239C1 (en) | Sealing unit of shut-off device of ball valve | |
| KR101425903B1 (en) | Ball Valve for Opening and Closing Fluid Flow | |
| DE102007024624A1 (en) | Plastic ball valve has a plastic housing around a ball inside two linked plastic rings | |
| JP2019049333A (en) | Ball valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170521 |