RU2660684C1 - Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure - Google Patents
Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660684C1 RU2660684C1 RU2017121236A RU2017121236A RU2660684C1 RU 2660684 C1 RU2660684 C1 RU 2660684C1 RU 2017121236 A RU2017121236 A RU 2017121236A RU 2017121236 A RU2017121236 A RU 2017121236A RU 2660684 C1 RU2660684 C1 RU 2660684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- cavity
- input
- spools
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/18—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on either side
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K24/00—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures
- F16K24/02—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures the enclosure being itself a valve, tap, or cock
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve Housings (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к арматуростроению, в частности к задвижкам, и может быть использовано при изготовлении, эксплуатации и ремонте задвижек, применяемых в качестве запорной арматуры рабочих сред с высоким давлением и высокой температурой на трубопроводах технологических систем атомных станций (АС), атомных электростанций (АЭС), тепловых электростанций (ТЭС), а также в магистральных нефте- и газопроводах в системах нормальной эксплуатации и в системах важных для безопасности.The invention relates to valve engineering, in particular to valves, and can be used in the manufacture, operation and repair of valves used as shut-off valves for high-pressure and high-temperature media on pipelines of technological systems of nuclear power plants (NPPs), nuclear power plants (NPPs) , thermal power plants (TPPs), as well as in trunk oil and gas pipelines in normal operation systems and in systems important to safety.
Уровень техникиState of the art
В ряде отраслей промышленности, в первую очередь в энергетической, применяют трубопроводную арматуру для установок и трубопроводов, работающих в различных средах и экстремальных условиях: при давлениях от тысяч атмосфер до глубокого вакуума, как при высоких, так и низких температурах. В связи с этим современное арматуростроение является самостоятельной отраслью промышленности, выпускающей арматуру различного назначения, размеров и конструкций.Pipe fittings are used in a number of industries, primarily in the energy sector, for plants and pipelines operating in various environments and extreme conditions: at pressures from thousands of atmospheres to deep vacuum, both at high and low temperatures. In this regard, modern valve industry is an independent industry, producing valves for various purposes, sizes and designs.
Трубопроводная арматура тепловых цехов современных электростанций представляет собой один из наиболее сложных элементов оборудования.Pipe fittings of thermal shops of modern power plants is one of the most complex elements of equipment.
Только на одном энергоблоке мощностью 1000 МВт установлено более четырех тысяч единиц арматуры, поэтому вопросы конструирования и изготовления надежной в эксплуатации трубопроводной арматуры, применения специальных материалов, а также методов ревизии и ремонта имеют очень важное значение [Кижнер А.Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на производстве. М.: Высш. школа, 1986. - 144 с., стр. 4].More than four thousand units of valves have been installed at one 1000 MW power unit alone; therefore, the design and manufacture of reliable valves in operation, the use of special materials, as well as inspection and repair methods are very important [A. Kizhner Repair of pipeline valves of power plants: Textbook. allowance for prof. training workers in the workplace. M .: Higher. School, 1986. - 144 p., p. 4].
Распространенной разновидностью запорной трубопроводной арматуры, предназначенной для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью являются задвижки, у которых запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды посредством вращающегося шпинделя (нем. Spindel, - «веретено») или штока (нем. Stock - «палка, стержень»), которые выполняют функцию кинематических элементов, осуществляющие передачу поступательного усилия от привода или исполнительного механизма к запирающему элементу.A common type of shutoff valves designed to shut off the flow of a working medium with a certain tightness are valves where the locking or regulating element moves perpendicular to the axis of the working medium flow through a rotating spindle (German. Spindel, “spindle”) or stem (German. Stock - "Stick, rod"), which perform the function of kinematic elements, transmitting translational force from the drive or actuator to the locking element.
Известны параллельные задвижки, у которых уплотнительные поверхности элементов затвора взаимно параллельны, например - шиберные задвижки (задвижки шиберные), у которых запирающий элемент выполнен в форме шибера (от нем. «shieber» - затвор, заслонка), обычно выполняемого в виде металлической пластины. Недостатком шиберных задвижек является сравнительно низкая герметичность, поэтому они в основном используются в трубопроводах низкого давления.Known parallel valves, in which the sealing surfaces of the shutter elements are mutually parallel, for example, slide gate valves (slide gate valves), in which the locking element is made in the form of a gate (from it. "Shieber" - shutter, shutter), usually made in the form of a metal plate. The disadvantage of gate valves is the relatively low tightness, so they are mainly used in low pressure pipelines.
Известны клиновые задвижки (задвижки клиновые), у которых запирающий элемент выполнен в форме клина и перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды, а уплотнительные поверхности расположены под углом друг к другу.Known wedge valves (wedge valves), in which the locking element is made in the form of a wedge and moves perpendicular to the axis of the flow of the medium, and the sealing surfaces are located at an angle to each other.
Клиновые задвижки обладают сравнительно высокой герметичностью перекрытия потока рабочей среды, но актуальной проблемой, связанной с эксплуатацией клиновых задвижек, особенно на трубопроводах высокого давления (свыше 11 МПа), является опасность разрыва внутренней полости задвижки из-за аварийного повышения давления над запирающим элементом (во внутренней полости задвижки) вследствие повышения температуры рабочей среды при перекрытом рабочем сечении и образование избыточного (запирающего) давления в надклиновой области (средней полости) задвижки в процессе ее разогрева в закрытом положении при возможной подаче рабочей среды с двух сторон.Wedge gate valves have a relatively high tightness of shutting off the flow of the working medium, but the actual problem associated with the operation of wedge gate valves, especially on high pressure pipelines (over 11 MPa), is the risk of rupture of the inner cavity of the valve due to an emergency increase in pressure above the locking element (in the inner valve cavity) due to an increase in the temperature of the working medium with a closed working section and the formation of excessive (blocking) pressure in the superclinical region (middle ti) latches during its heating in the closed position by supplying the working medium as possible from two sides.
Известно, что, нагрев воды, находящейся в замкнутом пространстве внутренней полости задвижки, более чем на 50°C уже приводит к существенному повышению давления, которое может стать причиной нарушения целостности конструкции. [Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В., Пайкин И.X. Арматура атомных электростанций: справочное пособие. М.: Энергоиздат, 1982. 312 с.].It is known that heating water in the confined space of the internal cavity of the valve by more than 50 ° C already leads to a significant increase in pressure, which can cause a violation of the integrity of the structure. [Gurevich D.F., Shiryaev V.V., Paykin I.X. Armature of nuclear power plants: a reference guide. M .: Energoizdat, 1982. 312 p.].
Известны способы решения данной проблемы, например, описанные в работе [Лапкис А. Защита задвижек АЭС от аварийного повышения давления // Наука и конструирование. 2012. №6(81). С. 36-39], среди которых выделяют:Known methods for solving this problem, for example, described in [Lapkis A. Protection of NPP valves against emergency pressure increase // Science and Design. 2012. No6 (81). S. 36-39], among which there are:
- применение предохранительных клапанов, встраиваемых в крышки задвижек. Недостатком такого решения является то, что через предохранительные клапана будут происходить утечки рабочей среды за пределы трубопровода, что может привести к загрязнению окружающей среды;- the use of safety valves built into the valve covers. The disadvantage of this solution is that through the safety valves there will be leakage of the working medium outside the pipeline, which can lead to environmental pollution;
- применение перепускных трубок между подающим патрубком и полостью задвижки. Это приемлемо только для задвижек с односторонним направлением потока рабочей среды;- the use of bypass tubes between the supply pipe and the valve cavity. This is acceptable only for valves with one-way flow direction;
- взрывных мембран. Недостатком такого решения является то, что после разрыва мембраны приходится проводить ремонтные работы по ее восстановлению;- explosive membranes. The disadvantage of this solution is that after rupture of the membrane it is necessary to carry out repair work to restore it;
- применение отверстий в тарелках задвижки. Такое решение сопряжено с существенным увеличением трудоемкости изготовления задвижки и снижением герметичности в положении задвижки "закрыто";- the use of holes in the plates of the valve. This solution is associated with a significant increase in the complexity of the valve production and a decrease in tightness in the closed position of the valve;
- применение ручного стравливания давления. При таком решении требуется постоянный надзор за перепадом температур, оперативная доставка рабочего к задвижке, требуется применение ручного труда, что не всегда возможно, например, на задвижках трубопроводов АЭС, когда доступ рабочего в опасную зону строго запрещен. Кроме того, при ручном стравливании давления рабочая среда будет выходить за пределы трубопровода, что может стать причиной загрязнения окружающей среды.- the use of manual pressure relief. Such a solution requires constant monitoring of temperature differences, prompt delivery of the worker to the valve, manual labor is required, which is not always possible, for example, on valves of NPP pipelines, when the worker’s access to the danger zone is strictly prohibited. In addition, with manual pressure relief, the working medium will go beyond the pipeline, which can cause environmental pollution.
Известна запорная трубопроводная арматура с сообщающейся с внутренней полостью запорного устройства компенсационной камерой, в которую выдавливается рабочая среда при повышении давления во внутренней полости запорного устройства [RU 164371, RU 157088, RU 157089, RU 159004].Known stop valves with a compensation chamber communicating with the inner cavity of the shut-off device, into which the working medium is squeezed out with increasing pressure in the inner cavity of the shut-off device [RU 164371, RU 157088, RU 157089, RU 159004].
Недостатками трубопроводной арматуры с компенсационными камерами является их сравнительно низкая надежность из-за возможности разрушения материала компенсационных камер при воздействии рабочих сред и невозможность их применения на трубопроводах высокого давления из-за возможности разрушения компенсационных камер высоким давлением.The disadvantages of pipeline valves with compensation chambers are their relatively low reliability due to the possibility of destruction of the material of the compensation chambers under the influence of working media and the impossibility of their use on high pressure pipelines due to the possibility of destruction of the compensation chambers by high pressure.
Известен компенсатор давления задвижки, содержащий перепускной клапан, имеющий полый корпус с входным, выходным и средним каналами для сообщения полости корпуса соответственно с входным, выходным патрубками, и со средней полостью задвижки, а также элементы для соединения указанных каналов с соответствующими патрубками и средней полостью. В полости корпуса клапана установлен золотник с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления в входном или выходном канале. Герметизации зазора между подвижным золотником и стенками полости корпуса обеспечивается установленными на золотнике уплотнительными кольцевыми прокладками, а сброс избыточного давления из средней полости задвижки осуществляется через отверстие в золотнике, которое совмещается с входным и средним каналом [RU 102734 F16K 17/18. Опубл. 10.03.2011].Known valve pressure compensator containing a bypass valve having a hollow body with inlet, outlet and middle channels for communicating the body cavity, respectively, with the inlet, outlet pipes, and the middle valve cavity, as well as elements for connecting these channels with the corresponding nozzles and the middle cavity. A spool is installed in the cavity of the valve body with the ability to move towards lower pressure of the medium under the action of excessive pressure in the inlet or outlet channel. Sealing the gap between the movable spool and the walls of the body cavity is provided by sealing ring gaskets mounted on the spool, and the overpressure is released from the middle valve cavity through the hole in the valve, which is combined with the inlet and middle channel [RU 102734 F16K 17/18. Publ. 03/10/2011].
Недостатком устройства по RU 102734 является неравномерный износ его уплотнения из-за ограниченного перемещения золотника (одно из уплотнений изнашивается в большей степени), при сбросе избыточного давления через отверстие в золотнике возможно его засорение нефтепродуктами, что обуславливает снижение надежности работы компенсатора.The disadvantage of the device according to RU 102734 is the uneven wear of its seal due to the limited movement of the spool (one of the seals wears out to a greater extent), when overpressure is released through the hole in the spool, it can become clogged with oil products, which leads to a decrease in the reliability of the compensator.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является компенсатор давления клиновой задвижки нефтепровода, предназначенный для сброса избыточного давления жидкой среды (нефти), возникающего в средней полости клиновой задвижки вследствие технологического нагрева из-за разницы коэффициентов линейного расширения проводимой среды (нефти) и металла корпуса задвижки при закрытом затворе, в один из патрубков, имеющем меньшее давление проводимой среды, чем в средней полости задвижки [RU 131116 F16K 17/00. Опубл. 10.08.2013, прототип]The closest in technical essence and the achieved technical result (prototype) is the pressure compensator of the wedge gate valve of the oil pipeline, designed to relieve excess pressure of the liquid medium (oil) that occurs in the middle cavity of the wedge gate valve due to technological heating due to the difference in the coefficients of linear expansion of the conducted medium (oil ) and the metal of the valve body with the valve closed, into one of the nozzles having a lower pressure of the conducted medium than in the middle cavity of the valve [RU 131116 F16K 17 / 00. Publ. 08/10/2013, prototype]
Компенсатор давления клиновой задвижки по RU 131116 - прототипу содержит перепускной клапан, имеющий полый корпус с входным, выходным и средним каналами для сообщения полости корпуса соответственно с входным и выходным патрубками и со средней полостью задвижки, а также элементы соединения указанных каналов с соответствующими патрубками и, при необходимости, со средней полостью задвижки. В полости корпуса клапана установлен золотник с возможностью перемещения в сторону меньшего давления среды под действием избыточного давления в каналах посредством золотника, установленного в корпусе клапана таким образом, что при перекрытии им одного из каналов, обеспечивается сообщение через корпус со средней полостью задвижки. Входные и выходные каналы расположены в корпусе клапана соосно, ось среднего, сообщающегося со внутренней полостью канала расположена перпендикулярно оси входного и выходного каналов, а расстояние между плоскостью выхода входного канала в полость корпуса и осью выходного канала, а также расстояние между плоскостью выхода канала в полость корпуса и осью выходного канала больше, чем размер золотника вдоль оси входного и выходного каналов. Герметизации зазора между подвижным золотником и стенками полости корпуса обеспечивается установленными на золотнике уплотнительными кольцевыми прокладками.The wedge gate valve pressure compensator according to RU 131116 - the prototype contains a bypass valve having a hollow body with inlet, outlet and middle channels for communicating the body cavity with the inlet and outlet pipes and the middle valve cavity, as well as elements for connecting said channels to the corresponding pipes and, if necessary, with an average valve cavity. A spool is installed in the cavity of the valve body with the ability to move to a lower pressure of the medium under the action of overpressure in the channels by means of a spool installed in the valve body so that when one of the channels is blocked by it, communication is provided through the body with the middle valve cavity. The input and output channels are located coaxially in the valve body, the axis of the middle channel in communication with the internal cavity of the channel is perpendicular to the axis of the input and output channels, and the distance between the exit plane of the input channel into the body cavity and the axis of the output channel, as well as the distance between the channel exit plane into the cavity housing and the axis of the output channel is larger than the size of the spool along the axis of the input and output channels. Sealing the gap between the movable spool and the walls of the body cavity is provided by sealing ring gaskets mounted on the spool.
Недостатком клиновой задвижки с компенсатором давления и компенсатора давления клиновой задвижки по RU 131116 - прототипу является низкая надежность функционирования и неудовлетворительная негерметичность, обусловленные износом уплотнительных кольцевых прокладок в зазоре между подвижным золотником и стенками полости корпуса, а также возможность заклинивания золотника между каналами, для компенсации чего золотник имеет радиальную выточку и отверстие для сообщения входного и выходного каналов для сброса избыточного давления с возможностью перетока рабочей среды из зоны высокого давления в зону низкого давления.The disadvantage of a wedge gate valve with a pressure compensator and a pressure compensator of a wedge gate valve according to RU 131116 - the prototype is low reliability and poor leakage due to wear of the sealing ring gaskets in the gap between the movable spool and the walls of the body cavity, as well as the possibility of jamming of the spool between the channels, to compensate for that the spool has a radial groove and a hole for communicating the input and output channels to relieve excess pressure from possibly the flow of the working medium from the high pressure zone to the low pressure zone.
Задача и технический результатTask and technical result
При эксплуатации задвижек возможно возникновение ситуации, когда герметичное перекрытие потока рабочей среды при закрытии задвижки происходит при высоком давлении, но низкой температуре, в результате чего в надклиновой области (в средней полости) задвижки образуется герметичная область под давлением, равным давлению в трубопроводе на момент закрытия.During operation of the valves, a situation may arise when the hermetic shutoff of the flow of the working medium when closing the valve occurs at high pressure but low temperature, as a result of which a sealed area under pressure equal to the pressure in the pipeline at the time of closing .
При последующем разогреве системы, в которой установлена задвижка, а это может быть как аварийная ситуация - например пожар в помещении, так и штатная ситуация - выход на рабочую температуру, находящаяся в надклиновом пространстве (в средней полости задвижки) рабочая среда начинает нагревается и происходит увеличение давления в надклиновой области (в средней полости) задвижки.During the subsequent heating of the system in which the valve is installed, and this can be either an emergency situation - for example, a fire in the room, or a regular situation - reaching the working temperature located in the above-wedge space (in the middle cavity of the valve), the working medium begins to heat up and there is an increase pressure in the superclinical region (in the middle cavity) of the valve.
В результате процесса расширения рабочей среды при нагревании давление в надклиновой области герметично закрытой задвижки может вырасти до величин, или препятствующих последующему открытию задвижки (запирающее давление) или приводящих к повреждению самой конструкции задвижки, разрушению корпуса или крышки задвижки и нарушению герметичности задвижки по отношению к внешней среде.As a result of the process of expansion of the working medium during heating, the pressure in the above-wedge region of the hermetically sealed gate valve can increase to values that prevent the subsequent opening of the valve (blocking pressure) or lead to damage to the valve structure itself, destruction of the valve body or cover and violation of the valve tightness with respect to the external valve environment.
Задачей изобретения является исключения подобной ситуации, то есть предотвращение недопустимого превышения давления в надклиновой области (в средней полости) задвижки при возможной подаче рабочей среды как с одной, так и с двух сторон, с сохранением давления в надклиновой области (в средней полости) задвижки всегда равным давлению в напорной части трубопровода без перетекания рабочей среды в разгруженную (находящуюся под меньшим давлением) часть трубопровода с исключением аварийных последствий ситуации в виде разрыва корпуса и крышки задвижки под действием избыточного давления во внутренней полостиThe objective of the invention is to eliminate this situation, that is, to prevent unacceptable excess pressure in the super-wedge area (in the middle cavity) of the valve with the possible supply of the working medium from both one or both sides, while maintaining pressure in the super-wedge area (in the middle cavity) of the valve equal to the pressure in the pressure part of the pipeline without overflowing of the working medium into the unloaded (under less pressure) part of the pipeline with the exception of emergency consequences of the situation in the form of a rupture of the body and cover advizhki under the action of excess pressure in the interior
Технический результат, достигаемый при осуществлении и промышленной реализации изобретения - повышение технологичности изготовления, надежности функционирования и ремонтопригодности устройства защиты средней полости задвижки от превышения давления и клиновых задвижек с устройством защиты средней полости от превышения давления при сохранении уровня герметичности запирающих поверхностей клиновых задвижек в местах контакта уплотняющих поверхностей дисков клина и корпуса без перетекания рабочей среды в разгруженную (находящуюся по меньшим давлением) часть трубопровода.The technical result achieved during the implementation and industrial implementation of the invention is to increase the manufacturability, reliability and maintainability of the device for protecting the middle cavity of the valve against excess pressure and wedge valves with the device for protecting the middle cavity from excessive pressure while maintaining the level of tightness of the locking surfaces of the wedge valves at the contact points of the sealing surfaces of the wedge disks and the case without overflowing of the working medium into the unloaded (located along less pressure) part of the pipeline.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Характерной отличительной особенностью предлагаемого устройства защиты средней полости задвижки от недопустимого превышения давления и задвижки с устройством защиты средней полости задвижки от недопустимого превышения давления является наличие двух шарнирно соединенных золотников из коррозионно- и жаростойкой стали, выполненных с возможностью свободного совместного перемещения в сообщающейся с надклиновой облостью внутренней полости корпуса задвижки в сторону меньшего давления рабочей среды под действием большего давления во входном или выходном канале и герметичного самоуплотняющегося перекрывания одним из золотников соответственно выходного или входного канала с меньшим давлением посредством герметичного сопряжения уплотнительной поверхности золотника и уплотнительной поверхности входного или выходного канала.A characteristic feature of the proposed device for protecting the middle cavity of the valve against unacceptable excess pressure and the valve with the device for protecting the middle cavity of the valve against unacceptable excessive pressure is the presence of two articulated spools made of corrosion and heat-resistant steel, made with the possibility of free joint movement in communicating with the wedge-shaped cavity internal cavity of the valve body in the direction of lower pressure of the working medium under the action of greater pressure in the inlet or outlet channel and the tight self-sealing overlap by one of the spools, respectively, of the outlet or inlet channel with lower pressure by tightly coupling the sealing surface of the spool and the sealing surface of the inlet or outlet channel.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство защиты средней полости задвижки от превышения давления, содержитThe problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that the device for protecting the middle cavity of the valve from excess pressure contains
корпус с внутренней полостью, сообщающейся с входным и выходным каналами и каналом сообщения со средней полостью задвижки,a housing with an internal cavity communicating with the input and output channels and a communication channel with an average valve cavity,
и два расположенных во внутренней полости корпуса и шарнирно соединенных друг с другом золотника, выполненных с возможностьюand two spools located in the internal cavity of the housing and pivotally connected to each other, configured to
свободного совместного перемещения во внутренней полости корпуса в сторону меньшего давления рабочей среды под действием большего давления во входном или выходном каналеfree joint movement in the internal cavity of the housing towards lower pressure of the working medium under the action of greater pressure in the input or output channel
и герметичного самоуплотняющегося перекрывания одним из золотников соответственно выходного или входного канала с меньшим давлением посредством герметичного сопряжения соответствующих уплотнительной поверхности золотника и уплотнительной поверхности входного или выходного канала.and a tight self-sealing overlapping by one of the spools, respectively, of the outlet or inlet channel with lower pressure by tightly mating the respective sealing surfaces of the spool and the sealing surface of the inlet or outlet channel.
При этом золотники содержатAt the same time, the spools contain
средства центрирования их положения во внутренней полости корпуса по оси входного и выходного каналов, выполненные в виде двух соосно расположенных втулок, герметично установленных во внутренней полости корпуса посредством торцевых крышек с уплотняющими прокладками и содержащих в месте их соединения выемки для прохода рабочей среды из канала для сообщения со средней полостью задвижки во внутреннюю полость корпуса,means for centering their position in the inner cavity of the housing along the axis of the inlet and outlet channels, made in the form of two coaxially arranged bushings sealed in the inner cavity of the housing by means of end caps with gaskets and containing recesses at the junction for passage of the working medium from the communication channel with an average valve cavity into the internal cavity of the housing,
средства центрирования их положения во внутренней полости корпуса, выполненные, например, в виде дисков со сквозными отверстиями для прохода рабочей средыmeans for centering their position in the internal cavity of the housing, made, for example, in the form of disks with through holes for the passage of the working medium
и средства центрирования их положения во входном и выходном каналах, выполненные, например, в виде сферических утолщений со скошенными краями для прохода рабочей среды.and means for centering their position in the input and output channels, made, for example, in the form of spherical thickenings with beveled edges for the passage of the working medium.
Сопрягаемые уплотнительные поверхности золотников и уплотнительные поверхности входного и выходного каналов выполнены в форме конусных или сферических поверхностей, а уплотнительные поверхности входного и выходного каналов выполнены в виде аустенитных наплавок.The mating sealing surfaces of the spools and the sealing surfaces of the inlet and outlet channels are made in the form of conical or spherical surfaces, and the sealing surfaces of the inlet and outlet channels are made in the form of austenitic surfacing.
Входной и выходной каналы и золотники расположены соосно, а канал для сообщения со средней полостью задвижки расположен перпендикулярно оси входного и выходного каналов и золотников.The input and output channels and spools are aligned, and the channel for communication with the middle valve cavity is perpendicular to the axis of the input and output channels and spools.
Золотники соединены между собой посредством сферического шарнира.The spools are interconnected by means of a spherical joint.
Входной и выходной каналы и канал для сообщения со средней полостью задвижки содержат средства для их гидравлического присоединения соответственно к входному и выходному патрубку задвижки и средней полости задвижки, выполненные, например, в виде патрубков или штуцеров.The input and output channels and the channel for communication with the middle valve cavity contain means for their hydraulic connection, respectively, to the inlet and outlet pipe of the valve and the middle cavity of the valve, made, for example, in the form of pipes or fittings.
Устройство содержит статичные уплотнения из терморасширенного графита.The device contains static seals made of thermally expanded graphite.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается также тем, что задвижка содержит средство защиты средней полости задвижки от превышения давления, которое выполнено в виде гидравлически присоединенного соответственно к входному и выходному патрубку задвижки и средней полости задвижки устройство защиты средней полости задвижки от превышения давления, содержащегоThe problem is solved, and the desired technical result is also achieved by the fact that the valve contains a means of protecting the middle valve cavity from overpressure, which is made in the form of a device for protecting the middle valve cavity from overpressure, respectively hydraulically connected to the inlet and outlet nozzle of the valve and the middle cavity of the valve, containing
корпус устройства с входным и выходным каналами и каналом сообщения со средней полостью задвижки,the device body with input and output channels and a communication channel with an average valve cavity,
и два расположенных во внутренней полости корпуса и внутри входного и выходным каналов шарнирно соединенных друг с другом золотника, выполненных с возможностьюand two located in the inner cavity of the housing and inside the input and output channels pivotally connected to each other spool, made with the possibility
свободного совместного перемещения во внутренней полости корпуса в сторону меньшего давления рабочей среды под действием большего давления во входном или выходном каналеfree joint movement in the internal cavity of the housing towards lower pressure of the working medium under the action of greater pressure in the input or output channel
и герметичного самоуплотняющегося перекрывания одним из золотников соответственно выходного или входного канала с меньшим давлением посредством герметичного сопряжения уплотнительной поверхности золотника и уплотнительной поверхности входного или выходного канала.and a tight self-sealing overlapping by one of the spools, respectively, of the outlet or inlet channel with lower pressure by tightly coupling the sealing surface of the spool and the sealing surface of the inlet or outlet channel.
При этом задвижка содержит устройство защиты средней полости задвижки от превышения давления описанной выше конструкции, доказывает единство изобретений.At the same time, the valve comprises a device for protecting the middle cavity of the valve against excess pressure of the design described above, which proves the unity of the inventions.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено возможное преимущественно конструктивное исполнение устройства защиты средней полости задвижки от превышения давления, далее - "перепускного устройства", и задвижки с перепускным устройством, на которых показаны: корпус перепускного устройства 1; втулки 2 с наплавленными аустенитными уплотнительными поверхностями входного и выходного каналов рабочей среды и направляющими отверстиями для первого золотника 3 и второго золотника 4; торцевые крышки 5; уплотнения 6; гайки 7 крепления торцевых крышек 5 к корпусу перепускного устройства 1; стопорные шайбы 8, препятствующие самораскручиванию гаек 7; шпильки 9 крепления торцевых крышек 5 к корпусу перепускного устройства 1.The invention is illustrated by drawings, which show a predominantly possible embodiment of a device for protecting the middle cavity of a valve against overpressure, hereinafter referred to as a "bypass device", and valves with a bypass device, which show:
На фиг. 1 изображено сечение перепускного устройства вертикальной плоскостью по оси входного и выходного каналов и золотников, где показано направление большего давления рабочей среды PP с правой стороны, обеспечивающего соответствующее движение золотников в этом направлении и сопряжение золотника 3 с уплотнительной поверхностью втулки 2 с самоуплотняющимся герметичным перекрытием соответствующего входного или выходного канала с левой стороны и с открытием соответствующего входного или выходного канала рабочей среды с правой стороны.In FIG. 1 shows a cross section of the bypass device with a vertical plane along the axis of the inlet and outlet channels and spools, which shows the direction of the greater pressure of the working medium P P on the right side, which ensures the corresponding movement of the spools in this direction and the
На фиг. 2 - сечение перепускного устройства горизонтальной плоскостью по оси входного и выходного каналов и золотников и оси канала для сообщения внутренней полости корпуса перепускного устройства со средней полостью задвижки, где показано противоположное направление большего давления рабочей среды PP с левой стороны, обеспечивающее соответствующее движение золотников в этом противоположном направлении и герметичное сопряжение второго золотника 4 с уплотнительной поверхностью втулки 2 с перекрытием соответствующего входного или выходного канала с правой стороны и с открытием соответствующего входного или выходного канала с левой стороны, а также показаны зазоры между центрирующими выступами золотников и внутренними стенками входного и выходного каналов рабочей среды.In FIG. 2 is a cross-sectional view of the bypass device in a horizontal plane along the axis of the inlet and outlet channels and spools and the channel axis for communicating the internal cavity of the bypass device body with the middle valve cavity, where the opposite direction of the greater pressure of the working medium P P is shown on the left side, which ensures the corresponding movement of the spools in this the opposite direction and tight coupling of the
На фиг. 3 - сечение перепускного устройства вертикальной плоскостью по оси входного и выходного каналов и золотников, где показано направление равенство давлений рабочей среды PP и с правой и с левой стороны, обеспечивающих промежуточное положение золотников в центральной части внутренней полости корпуса с раскрытыми входным и выходным каналами с правой и елевой стороны.In FIG. 3 is a cross section of the bypass device with a vertical plane along the axis of the input and output channels and spools, which shows the direction of equality of the pressures of the working medium P P from both the right and left sides, providing an intermediate position of the spools in the central part of the inner cavity of the housing with open input and output channels with right and spruce sides.
На фиг. 4 - вариант преимущественно конструктивного исполнения перепускного устройства в разнесенном виде,In FIG. 4 is an embodiment of a predominantly structural embodiment of the bypass device in an exploded form,
На фиг. 5 - аксонометрическое изображение конструкции перепускного устройства с вырезанной четвертью корпуса.In FIG. 5 is a perspective view of the design of the bypass device with a cut out quarter of the housing.
На фиг. 6 - сечение устанавливаемых во внутренне полости корпуса втулок с золотниками с самоуплотняющимся герметичным перекрытием входного или выходного канала с левой стороны и соответствующим открытым входным или выходным каналом с правой стороны.In FIG. 6 is a cross-sectional view of bushings with spools installed in the internal cavity of the housing with self-sealing hermetic overlap of the input or output channel on the left side and the corresponding open input or output channel on the right side.
На фиг. 7, 8 - сечение втулок для золотников с наплавленными аустенитными уплотнительными поверхностями входного и выходного каналов.In FIG. 7, 8 - section of bushings for spools with deposited austenitic sealing surfaces of the input and output channels.
На фиг. 9, 10 - аксонометрические изображения золотников с элементами их шарнирного сферического соединения, средствами центрирования их положения во внутренней полости корпуса перепускного устройства, выполненными, в виде дисков со сквозными отверстиями для прохода рабочей среды сквозь диски, и средствами центрирования их положения во входном и выходном каналах рабочей среды в виде сферических утолщений со скошенными краями для свободного прохода рабочей среды в зазорах между ними и внутренними поверхностями входного и выходного каналов (фиг. 2).In FIG. 9, 10 are axonometric images of spools with elements of their articulated spherical connection, by means of centering their position in the internal cavity of the bypass device body, made in the form of disks with through holes for the working medium to pass through the disks, and by means of centering their position in the input and output channels the working medium in the form of spherical thickenings with beveled edges for free passage of the working medium in the gaps between them and the inner surfaces of the input and output channels (FIG. . 2).
На фиг. 11 - схема монтажа перепускного устройства на корпусе задвижки с герметичным гидравлическим присоединением перепускного устройства к патрубку подвода рабочей среды, к патрубку отвода рабочей среды и к средней (надклиновой) полости задвижки.In FIG. 11 is a diagram of mounting a bypass device on a valve body with a tight hydraulic connection of the bypass device to a pipe for supplying a working medium, to a pipe for draining a working medium, and to a middle (over-wedge) valve cavity.
На фиг. 12 показано аксонометрическое изображение общего вида задвижки с присоединенным устройством защиты средней полости задвижки от превышения давления (с перепускным устройством).In FIG. 12 is a perspective view of a general view of a valve with an attached device for protecting the middle cavity of the valve against overpressure (with a bypass device).
Осуществление и промышленная реализация изобретенияThe implementation and industrial implementation of the invention
В общем случае заявленное устройство защиты средней полости от недопустимого превышения давления, далее - перепускное устройство, (фиг. 1-5) представляет собой перепускное устройство, содержащее корпуса 1, во внутренней полости которого во втулках 2 установлены два шарнирно соединенных друг с другом золотника 3 и 4 со средствами их центрирования во втулках и входных и выходных каналах, выполненных гидравлически сообщающимися с патрубками подвода и отвода рабочей среды и соответствующими патрубками подвода и отвода рабочей среды задвижки, с возможностью свободного золотников 3 и 4 во внутренней полости корпуса, при этом концевые части золотников содержат уплотнительные поверхности, выполненные с возможностью герметичного сопряжения с уплотнительными поверхностями во водном и выходных каналах (в показанной на чертежах преимущественной конструкции во втулках 2) в виде аустенитных наплавок в форме конусобразных или сферообразных уплотнительных седел с возможностью герметичного их перекрывания соответствующими уплотнительными поверхностями золотников 3 и 4.In the General case, the claimed device to protect the middle cavity from unacceptable excess pressure, hereinafter referred to as a bypass device (Fig. 1-5) is a bypass device containing a
Герметичность разборного герметичного расположения втулок 2 в корпусе 1, а также герметичного присоединения к корпусу корпусу торцевых крышек крышек 5 обеспечивается посредством колец из терморасширенного графита 6, которые неподвижно зажимаются выступами крышек 5, располагаемых с торцевых сторон корпуса 1 и прикрепляемых к корпусу устройства посредством шпилек 7 и гаек 8 с предохранением от самораскручивания посредством стопорных шайб 9.The tightness of the collapsible sealed arrangement of the
Наличие и использование втулок 2, герметично установленных во внутренней полости корпуса 1 соосно с входным и выходным каналами перепускного устройства и обеспечивающих гидравлическое соединение внутренней полости корпуса с каналом соединения со средней полости задвижки существенно упрощает изготовление устройства, повышает технологичность изготовление, надежность функционирования и ремонтопригодность перепускного устройства.The presence and use of
Наличие в перепускном устройстве двух шарнирно соединенных золотников предлагаемой конструкции, один из которых выполнен со сферическим наконечником, а другой со сферическим пазом для их подвижного шарнирного соединения, по сравнению с применением одного цельного золотника, обеспечивает возможность компенсации погрешностей взаимного расположения подводящих (входных) и отводящих (выходных) каналов и полностью исключает необходимость уплотнения зазора между поверхностью внутренней полости корпуса и наружной поверхностью золотников, что в свою очередь полностью исключает износ уплотнений и возможность заклинивания золотников вследствие их перекоса.The presence in the transfer device of two articulated spools of the proposed design, one of which is made with a spherical tip, and the other with a spherical groove for their movable articulation, in comparison with the use of one solid spool, provides the ability to compensate for errors in the relative position of the supply (input) and outlet (output) channels and completely eliminates the need to seal the gap between the surface of the inner cavity of the housing and the outer surface of the spools , which in turn completely eliminates the wear of the seals and the possibility of jamming the spools due to their skew.
Наличие в конструкции перепускного устройства двух глухих торцевых крышек, герметично уплотненных статичными прокладками из терморасширенного графита и прикрепленных к корпусу посредством сборно/разборного соединение посредством шпилек и гаек, существенно повышает надежность и герметичность фукционирования устройства, а также обеспечивает повышение его ремонтопригодности посредством возможности оперативной разборки/сборки устройства и простой замены предварительно изготовленных и притертых втулок и золотников.The presence in the design of the transfer device of two blind end caps hermetically sealed with static gaskets made of thermally expanded graphite and attached to the body by means of a collapsible / removable connection by means of studs and nuts, significantly increases the reliability and tightness of the device’s functioning, as well as ensures its maintainability through the possibility of quick disassembly / assembly of the device and simple replacement of prefabricated and ground bushings and spools.
При изготовлении задвижки с предлагаемым устройством защиты средней полости от превышения давления (задвижки с перепускным устройством) патрубки (штуцера) перепускного устройства посредством соответствующих трубок привариваются (или прикручиваются разборными соединениями) к корпусу задвижки, одна трубка - к патрубку подвода рабочей среды, одна - к патрубку отвода рабочей и одна - к средней полости задвижки (Фиг 11, 12).In the manufacture of a valve with the proposed device for protecting the middle cavity from excessive pressure (valves with a bypass device), the nozzles (nipples) of the bypass device are welded (or screwed with collapsible joints) to the valve body, one pipe to the medium supply pipe, and one to the branch pipe of the working outlet and one to the middle cavity of the valve (Fig 11, 12).
При нахождении задвижки в закрытом положении (при закрытом клине) под воздействием избыточного давления в одном из патрубков подвода или отвода рабочей среды шарнирно соединенные друг с другом золотники 3 и 4 под действием большего давления свободно перемещаются в установленных во внутренней полости корпуса 1 перепускного устройства втулках 2 в одно из крайних положений - крайнее правое или левое положение (фиг. 1 или фиг. 2) в зависимости от направления воздействия большего давления с герметичным самооуплотняющимся перекрытием соответствующего противоположного входного или выходного канала рабочей среды.When the valve is in the closed position (when the wedge is closed) under the influence of excessive pressure in one of the nozzles for supplying or discharging the working medium, the
При этом средняя полость устройства посредством отверстий в центрирующих дисках золотников 3 и 4, выемок и отверстий во втулках 2 гидравлически соединяется с напорным патрубком задвижки, а разгруженный патрубок задвижки соответственно герметично отсекается.The middle cavity of the device through the holes in the centering discs of the
Таким образом, давление в средней полости устройства всегда остается равным давлению в напорной части трубопровода, но при этом не происходит перетекания рабочей среды в разгруженную часть трубопровода, то есть сохраняется полная герметичность задвижки и полностью исключается превышение давления в средней, надклиновой полости задвижки.Thus, the pressure in the middle cavity of the device always remains equal to the pressure in the pressure part of the pipeline, but the working medium does not flow into the unloaded part of the pipeline, that is, the valve is completely tight and the pressure in the middle, wedge-shaped cavity of the valve is completely eliminated.
Заявленное изобретение не ограничено показанными в описании частными и предпочтительными случаями его реализации.The claimed invention is not limited to the particular and preferred cases of its implementation shown in the description.
Возможны также иные формы исполнения в объеме существенных признаков заявленного изобретения, поскольку отдельные детали и узлы перепускного устройства и задвижки с перепускным устройством могут быть изготовлены их обычно используемых в арматуростроении материалов по обычным технологиям.Other forms of execution are also possible in the amount of essential features of the claimed invention, since individual parts and nodes of the bypass device and valves with a bypass device can be made of materials commonly used in valve manufacturing using conventional technologies.
Подробное описание конструкции и функционирования доказывает существенность отображенных в формуле признаков изобретения и их причинно-следственную связь с техническим результатом.A detailed description of the design and functioning proves the materiality of the features of the invention displayed in the formula and their causal relationship with the technical result.
При промышленном изготовлении и использовании изобретения обеспечивается возможность достижения технического результата, а именно - надежная работа устройства и достигается технический результата, а именно при реализации предлагаемого перепускного устройства и задвижки с перепускным устройством повышается технологичности изготовления и ремонта, надежность функционирования и ремонтопригодности устройств защиты средней полости задвижки от превышения давления и клиновых задвижек с устройством защиты средней полости от превышения давления при сохранении уровня герметичности запирающих поверхностей клиновых задвижек в местах контакта уплотняющих поверхностей дисков клина и корпуса без перетекания рабочей среды в разгруженную (находящуюся по меньшим давлением) часть трубопровода.In the industrial manufacture and use of the invention, it is possible to achieve a technical result, namely, reliable operation of the device and a technical result is achieved, namely, when the proposed bypass device and valve with a bypass device are realized, the manufacturing and repair manufacturability, the functioning and maintainability of the middle valve cavity protection devices are improved from excess pressure and wedge gate valves with a device for protecting the middle cavity from excess pressure while maintaining the level of tightness of the locking surfaces of the wedge gate valves at the contact points of the sealing surfaces of the wedge disks and the casing without overflowing of the working medium into the unloaded (lower pressure) part of the pipeline.
Новизна и неочевидность совокупности существенных признаков, а также возможность промышленной реализации доказывают соответствие изобретения всем требуемым критериям охраноспособности.The novelty and non-obviousness of the combination of essential features, as well as the possibility of industrial implementation prove the compliance of the invention with all the required eligibility criteria.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121236A RU2660684C1 (en) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121236A RU2660684C1 (en) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660684C1 true RU2660684C1 (en) | 2018-07-09 |
Family
ID=62815757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121236A RU2660684C1 (en) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660684C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742590C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-02-08 | Армен Арамаисович Оганесян | Device for protection of the gate average cavity against excess pressure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2271413A (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-13 | Nuovo Pignone Spa | Improved seal system, particularly suitable for process valves |
| RU102734U1 (en) * | 2010-01-13 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" | LATCH PRESSURE COMPENSATOR |
| RU131116U1 (en) * | 2012-12-26 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Транссибирские магистральные нефтепроводы" (ОАО "Транссибнефть") | VALVE VALVE PRESSURE COMPENSATOR |
| US20130306172A1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-11-21 | Ta Hydronics S.A. | Improvements in balancing and control valves |
| RU164371U1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" | LATCH WITH COMPENSATION CAMERA |
-
2017
- 2017-06-19 RU RU2017121236A patent/RU2660684C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2271413A (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-13 | Nuovo Pignone Spa | Improved seal system, particularly suitable for process valves |
| RU102734U1 (en) * | 2010-01-13 | 2011-03-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" | LATCH PRESSURE COMPENSATOR |
| US20130306172A1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-11-21 | Ta Hydronics S.A. | Improvements in balancing and control valves |
| RU131116U1 (en) * | 2012-12-26 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Транссибирские магистральные нефтепроводы" (ОАО "Транссибнефть") | VALVE VALVE PRESSURE COMPENSATOR |
| RU164371U1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" | LATCH WITH COMPENSATION CAMERA |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742590C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-02-08 | Армен Арамаисович Оганесян | Device for protection of the gate average cavity against excess pressure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4077432A (en) | Purged valve | |
| US20170220053A1 (en) | Hybrid high integrity pressure protection systems and valves | |
| EP0244068B1 (en) | Ball valve for undersea pipelines | |
| JPS63203974A (en) | Gate-valve | |
| US2321597A (en) | Valve construction | |
| RU2660684C1 (en) | Device for protection of middle cavity of valve from overpressure and valve with device for protection of middle cavity from overpressure | |
| US3937247A (en) | Valve for fluids containing abrasive particles | |
| RU183283U1 (en) | Gate valve with medium cavity overpressure protection device | |
| US4976403A (en) | Valve with metallic bellows valve stem seal | |
| RU180409U1 (en) | Device for protecting the middle cavity of the valve against excess pressure | |
| USRE29299E (en) | Self sealing gate valve | |
| DE3819301C2 (en) | ||
| CN117515206A (en) | Sealing surface automatic detection type ball valve for chemical pipeline | |
| US4410007A (en) | Soft seal installation for feed water check valve | |
| KR101658102B1 (en) | A repairing apparatus of a pipeline and the method | |
| RU2660239C1 (en) | Valve plug of wedge gate valve and wedge gate valve | |
| RU2660986C1 (en) | Reverse shatter | |
| RU2599405C2 (en) | Ball valve | |
| RU205201U1 (en) | All-mode shut-off and control valve | |
| US670083A (en) | Valve. | |
| JP2017025957A (en) | Rotary valve and quick exhaust valve for railway vehicle using the same | |
| RU89652U1 (en) | CRANE | |
| DE3819300C1 (en) | Method for testing the leak-tightness of sealing elements in shut-off fittings and a device for carrying out the method | |
| USRE23272E (en) | Valve construction | |
| RU180412U1 (en) | Reverse Shutter |