RU2779815C1

RU2779815C1 - Stop valve

Info

Publication number: RU2779815C1
Application number: RU2022101144A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Юрасов
Original assignee: Александр Михайлович Юрасов
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2022-09-13

Abstract

FIELD: valve industry.

SUBSTANCE: invention relates to the valve industry and is intended for use as a shut-off body to shut off the flow of the working medium in the pipelines of power plants. The valve contains a body with an axial and side branch pipes and a sealing seat, a shut-off element located in the side branch pipe, a stem sealed with a bellows. The locking body is made in the form of a glass, in the inner cavity of which there is a rod tip with a bellows welded to it, the upper end of which is welded to a sleeve enclosing the rod, passing through the passage section inside the sealing seat and welded to the body in the region of the side branch pipe. A thrust sleeve is fixed on the inner surface of the locking element, interacting with its end with the support disk on the rod tip, which can interact with the end face of the cup bottom.

EFFECT: creation of a shut-off valve of the kingston type of a compact design with reduced weight and size characteristics and a simplified assembly scheme due to the location of the bellows assembly, sealing the stem, in the internal cavity of the shut-off body from the side of the axial branch pipe.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве запорного органа для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах, в частности, в трубопроводах атомных энергетических установок, характеризующихся сложными условиями эксплуатации.The invention relates to valve building and is intended for use as a shut-off device for shutting off the flow of the working medium in pipelines, in particular, in pipelines of nuclear power plants, characterized by difficult operating conditions.

Известны конструкции клапана на высокие параметры рабочей среды (см. «Арматура ядерных энергетических установок», Д.Ф. Гуревич и др., Москва, Атомиздат, 1978 г., стр. 72, рис. 3.23; патент на изобретение RU 2250404 С1, кл. F16K 1/48, 2004 г.), содержащего корпус с уплотнительным седлом и взаимодействующим с ним запорным органом, соединенным со штоком, герметизируемым сильфоном и управляемым приводом.Valve designs for high parameters of the working environment are known (see "Armature of nuclear power plants", D.F. Gurevich et al., Moscow, Atomizdat, 1978, p. 72, Fig. 3.23; patent for invention RU 2250404 C1, class F16K 1/48, 2004), containing a body with a sealing seat and a locking element interacting with it, connected to a stem, a sealed bellows and a controlled drive.

Указанная конструкция имеет недостатки: большие усилия привода для обеспечения герметичности затвора, вследствие того, что действие давления рабочей среды на сильфон снижает рабочее усилие привода, приходящее на уплотнительную поверхность затвора, а при увеличении выходных параметров привода возрастают ударные нагрузки на затвор, что приводит к ухудшению герметичности затвора и к снижению ресурсных характеристик клапана.This design has disadvantages: large drive forces to ensure the tightness of the gate, due to the fact that the action of the pressure of the working medium on the bellows reduces the operating force of the drive coming to the sealing surface of the gate, and with an increase in the output parameters of the drive, shock loads on the gate increase, which leads to deterioration tightness of the shutter and to a decrease in the resource characteristics of the valve.

Кроме того, появляется необходимость восстановления уплотнительных поверхностей затвора из-за повышенных удельных нагрузок, приходящих на них.In addition, there is a need to restore the sealing surfaces of the shutter due to the increased specific loads that come to them.

Известны конструкции клапанов запорных (см. патент на полезную модель RU 109254 U1, кл. F16K 1/32, F16K 27/02, 2011 г, патент на изобретение WO 2004094878 А1, кл. 7 F16K 1/42, 2004 г.), содержащих корпус с уплотнительным седлом, взаимодействующим с запорным органом, установленным на штоке, герметизируемым сильфоном и управляемым-приводом.Shut-off valve designs are known (see utility model patent RU 109254 U1, class F16K 1/32, F16K 27/02, 2011, patent for invention WO 2004094878 A1, class 7 F16K 1/42, 2004), containing a body with a sealing seat interacting with a shut-off body mounted on a rod, sealed by a bellows and controlled by a drive.

Недостатком известных конструкций запорного клапана является снижение герметичности по затвору ввиду потери рабочего усилия от действия рабочего давления среды на шток и сильфон, что влечет за собой необходимость увеличения силовых характеристик привода и, соответственно, повышает массо-габаритные характеристики привода и клапана в целом. Другим недостатком является снижение надежности обеспечения герметичности клапана относительно внешней среды по штоку и основному разъему при действии аварийного давления среды на затвор, что особенно недопустимо при использовании клапанов в атомных энергетических установках.The disadvantage of the known designs of the shut-off valve is a decrease in the tightness of the gate due to the loss of working force from the action of the working pressure of the medium on the stem and bellows, which entails the need to increase the power characteristics of the drive and, accordingly, increase the weight and size characteristics of the drive and the valve as a whole. Another disadvantage is the decrease in the reliability of ensuring the tightness of the valve relative to the external environment along the stem and the main connector when the emergency pressure of the medium acts on the gate, which is especially unacceptable when valves are used in nuclear power plants.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является запорный клапан с сильфонным уплотнением по штоку кингстонного типа, когда движение штока на закрытие - вверх, а на открытие - вниз (см. «Судовая арматура», Кашанский М.С. и др., издательство «Судостроение», Ленинград, 1975 г., стр. 250, рис. 165), состоящий из корпуса с осевым и боковым патрубками и уплотнительным седлом, штока, герметизируемого сильфоном, и запорного органа, расположенного со стороны осевого патрубка.The closest in technical essence and the achieved result is a shut-off valve with a bellows seal along the kingston type stem, when the movement of the stem to close is up, and to open it is down (see "Ship fittings", Kashansky M.S. and others, publishing house "Sudostroenie", Leningrad, 1975, p. 250, Fig. 165), consisting of a body with axial and side pipes and a sealing seat, a stem sealed with a bellows, and a shut-off body located on the side of the axial pipe.

При закрытом запорном органе давление рабочей среды воздействует непосредственно на затвор, создавая дополнительное усилие на уплотнительные поверхности затвора - происходит эффект самоуплотнения запорного органа.When the valve is closed, the pressure of the working medium acts directly on the valve, creating an additional force on the sealing surfaces of the valve - the effect of self-sealing of the valve occurs.

Недостатками известной конструкции запорного клапана являются повышенные массо-габаритные характеристики и сложность в установке сильфонной сборки совместно с запорным органом в корпус, что обусловлено установкой сильфона, герметизирующего шток, со стороны бокового патрубка выше его проходного сечения, а запорного органа - со стороны осевого патрубка, при этом корпус снабжен дополнительным разъемным соединением с увеличением длины подводящего рабочую среду канала.The disadvantages of the well-known design of the shut-off valve are the increased weight and size characteristics and the difficulty in installing the bellows assembly together with the shut-off body in the body, which is due to the installation of the bellows sealing the stem from the side branch pipe above its flow area, and the shut-off body - from the side of the axial pipe, in this case, the body is provided with an additional detachable connection with an increase in the length of the channel supplying the working medium.

Данное техническое решение выбираем за прототип.We choose this technical solution as a prototype.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание запорного клапана кингстонного типа, обеспечивающего расположение сильфонной сборки, герметизирующей шток, аналогичное запорному органу, со стороны осевого патрубка, внутренняя полость которого позволяет обеспечить возможность их совместной установки.The technical problem solved by the invention is the creation of a Kingston-type shut-off valve, which provides the location of the bellows assembly, sealing the stem, similar to the shut-off body, from the side of the axial pipe, the internal cavity of which allows them to be installed together.

Решение поставленной задачи позволяет снизить массо-габаритные характеристики клапана, упростить процесс сборки запорного органа со штоком и сильфоном и обеспечить возможность создания компактной конструкции выемной части клапана. Указанная задача решается за счет того, что в запорном клапане, содержащем корпус с боковым и осевым патрубками и уплотнительным седлом, запорный орган, закрепленный на штоке со стороны осевого патрубка, герметизированным сильфоном и управляемым приводом, запорный орган выполнен в виде стакана, во внутренней полости которого расположен наконечник штока с приваренным сильфоном, верхний конец которого приварен к гильзе, охватывающей шток, проходящей через проходное сечение внутри уплотнительного седла корпуса и приваренной верхним концом к корпусу в районе бокового патрубка.The solution of this problem makes it possible to reduce the weight and size characteristics of the valve, simplify the process of assembling the shut-off element with a stem and bellows, and provide the possibility of creating a compact design of the valve's removable part. This problem is solved due to the fact that in a shut-off valve containing a body with a side and axial branch pipes and a sealing seat, a shut-off element fixed on the stem from the side of the axial branch pipe, a sealed bellows and a controlled drive, the shut-off element is made in the form of a glass, in the inner cavity which has a rod tip with a welded bellows, the upper end of which is welded to a sleeve enclosing the rod, passing through the passage section inside the sealing seat of the body and welded with its upper end to the body in the region of the side branch pipe.

Запорный орган с сильфоном, размещенным во внутренней его полости, расположен во внутренней полости осевого патрубка, соединенного с трубопроводом, имеющим возможность удлинения за счет подсоединяемого трубопровода.The locking body with the bellows placed in its inner cavity is located in the inner cavity of the axial branch pipe connected to the pipeline, which has the possibility of extension due to the connected pipeline.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где: - на фигуре 1 показан продольный разрез клапана, положение "закрыто"; -на фигуре 2 показан продольный разрез клапана, положение "открыто".The proposed technical solution is illustrated by the drawing, where: - figure 1 shows a longitudinal section of the valve, the "closed" position; - figure 2 shows a longitudinal section of the valve, the "open" position.

Запорный клапан состоит из корпуса 1 с осевым 2 и боковым 3 патрубками, имеющего уплотнительное седло 4, запорного органа 5, расположенного в осевом патрубке 2, штока 6, сильфона 7 и сальникового уплотнения 8.The shut-off valve consists of a body 1 with axial 2 and lateral 3 branch pipes, having a sealing seat 4, a shut-off element 5 located in the axial branch pipe 2, a stem 6, a bellows 7 and a gland seal 8.

Запорный орган 5 выполнен в виде стакана, во внутренней полости которого размещен конец штока 6 с наконечником 9 и сильфоном 7. Нижний конец сильфона 7 приварен к наконечнику 9, верхний его конец приварен к гильзе 10.The locking element 5 is made in the form of a glass, in the inner cavity of which the end of the rod 6 with the tip 9 and the bellows 7 is placed. The lower end of the bellows 7 is welded to the tip 9, its upper end is welded to the sleeve 10.

Гильза 10 выполнена в виде цилиндрической втулки, охватывающей шток 6. Тонкостенная часть гильзы 10 проходит через проходное сечение внутри уплотнительного седла 4 корпуса 1. Верхний конец гильзы 10 приварен к корпусу 1 в районе сальникового уплотнения 8 штока 6, выше проходного сечения бокового патрубка 3.The sleeve 10 is made in the form of a cylindrical sleeve enclosing the rod 6. The thin-walled part of the sleeve 10 passes through the flow area inside the sealing seat 4 of the body 1. The upper end of the sleeve 10 is welded to the body 1 in the area of the gland seal 8 of the rod 6, above the flow area of the side branch pipe 3.

В запорный орган 5 ввернута упорная втулка 11, имеющая возможность взаимодействовать своим торцом с опорным диском 12 наконечника 9 в положении клапана "закрыто".A thrust sleeve 11 is screwed into the locking body 5, which has the ability to interact with its end face with the support disk 12 of the tip 9 in the "closed" position of the valve.

На нижнем торце опорного диска 12 выполнен упорный выступ 13, имеющий возможность взаимодействовать в положении клапана "открыто" с внутренним опорным торцом 14 запорного органа 5.At the lower end of the support disk 12, a thrust protrusion 13 is made, which is able to interact in the "open" position of the valve with the inner support end 14 of the locking element 5.

Запорный клапан работает следующим образом.The shut-off valve works as follows.

В исходном положении клапан показан в положении "закрыто" (см. фиг. 1).In the initial position, the valve is shown in the "closed" position (see Fig. 1).

Усилие от привода через шток 6, опорный диск 12 наконечника 9 передается на упорную втулку 11, прижимая запорный орган 5 к уплотнительному седлу 4 корпуса 1 с обеспечением герметичности по затвору. Подача рабочей среды прекращена.The force from the drive through the rod 6, the support disk 12 of the tip 9 is transmitted to the thrust sleeve 11, pressing the shut-off body 5 against the sealing seat 4 of the body 1 to ensure the tightness of the gate. The supply of working medium has been stopped.

Запорный орган 5 дополнительно прижат к уплотнительному седлу 4 давлением рабочей среды со стороны осевого патрубка 2. При наличии давления рабочей среды со стороны бокового патрубка создается дополнительное усилие на запорный орган 5, прижимая его к уплотнительному седлу 4, за счет действия этого давления на эффективную площадь сильфона 7.The shut-off element 5 is additionally pressed against the sealing seat 4 by the pressure of the working medium from the side of the axial pipe 2. If there is pressure of the working medium from the side of the side pipe, an additional force is created on the shut-off element 5, pressing it against the sealing seat 4, due to the action of this pressure on the effective area bellows 7.

Герметичность клапана по отношению к внешней среде обеспечивается сильфоном 7 и дублируется сальниковым уплотнением 8.The tightness of the valve in relation to the external environment is provided by the bellows 7 and is duplicated by the gland seal 8.

Для обеспечения пропуска рабочей среды через проходное сечение корпуса 1 шток 6 под действием усилия от привода перемещается вниз, упорный выступ 13 наконечника 9 передает усилие от штока 6 на внутренний опорный торец 14 запорного органа 5, перемещая его на величину рабочего хода и открывая проходное сечение (см. фиг. 2). Гильза 10 остается неподвижной, а сильфон 7 растягивается в сторону осевого патрубка 2 также на величину рабочего хода запорного органа 5.To ensure the passage of the working medium through the passage section of the housing 1, the rod 6 moves down under the action of the force from the drive, the stop ledge 13 of the tip 9 transfers the force from the rod 6 to the inner support end 14 of the shut-off body 5, moving it by the value of the working stroke and opening the passage section ( see Fig. 2). The sleeve 10 remains motionless, and the bellows 7 is stretched towards the axial branch pipe 2 also by the value of the stroke of the shut-off body 5.

Рабочая среда может поступать из осевого патрубка 2 в боковой патрубок 3 или наоборот.The working medium can flow from the axial pipe 2 to the side pipe 3 or vice versa.

Claims

1. A shut-off valve comprising a housing with axial and side pipes and a sealing seat, a shut-off element located in the axial pipe, a stem sealed with a bellows, characterized in that the shut-off body is made in the form of a cup, in the inner cavity of which there is a stem tip welded to it with a bellows, the upper end of which is welded to a sleeve enclosing the rod, made in the form of a cylindrical sleeve, passing with its thin-walled part inside the sealing seat and welded to the body in the area of the side branch pipe.

2. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that a thrust sleeve is fixed on the inner surface of the shut-off body, interacting with its end face with a support disk made on the stem tip and having the ability to interact with the bottom of the glass.