RU42610U1

RU42610U1 - BALL VALVE

Info

Publication number: RU42610U1
Application number: RU2004120919/22U
Authority: RU
Inventors: И.А. Мордвинцева; Л.Н. Архипов; О.А. Степанов; Л.П. Захаров; А.Л. Фефелов
Original assignee: Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры "Атомармпроект"
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2004-12-10

Abstract

Шаровой кран, содержащий корпус, в проходном канале которого размещена сферическая поворотная пробка, установленная на седловые уплотнения, находящиеся в углублениях корпуса, в которых содержатся выходные отверстия специальных каналов, сообщающихся с проходными каналом корпуса, отличающийся тем, что седловые уплотнения выполнены в виде упругих полых металлических колец, внутренние полости которых через штуцера герметично соединены с выходными отверстиями специальных каналов.A ball valve comprising a housing, in the passage channel of which a spherical rotary plug is mounted, mounted on saddle seals located in the recesses of the housing, which contain outlet openings of special channels communicating with the passage channel of the housing, characterized in that the saddle seals are made in the form of elastic hollow metal rings, the internal cavities of which through the nozzle are hermetically connected to the outlet openings of special channels.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре для перекрытия потока жидкости или газа и может быть использована в запорной или регулирующей арматуре для управления потоками рабочей среды в системах их транспортировки.The utility model relates to pipeline valves for shutting off the flow of liquid or gas and can be used in shutoff or control valves to control the flow of the working medium in their transportation systems.

Известны краны, содержащие корпус, сферический запорный орган, седла, в которых уплотнение обеспечивается притертыми металлическими поверхностями сферы и седел, при этом последние изготавливаются из более мягкого металла, чем шар (патент США №3814182 кл. 166-266 от 04.06.74).Known cranes containing a housing, a spherical locking element, seats, in which the seal is provided by ground metal surfaces of the sphere and seats, the latter being made of softer metal than a ball (US patent No. 3814182 CL 166-266 from 04.06.74).

Недостатком такой конструкции является низкий ресурс работы седла при эксплуатации в средах с абразивными частицами, низкая упругость седла, высокие контактные напряжения, приводящие к росту момента управления краном, большая трудоемкость в изготовлении, а также необходимость замены всего узла - шара и двух седел, при повреждении одной из уплотняемых поверхностей (так как они притерты друг к другу).The disadvantage of this design is the low life of the saddle when operating in environments with abrasive particles, low elasticity of the saddle, high contact stresses leading to an increase in the moment of control of the crane, the great complexity of manufacturing, and the need to replace the entire assembly - the ball and two saddles, if damaged one of the sealing surfaces (as they are rubbed against each other).

Известны шаровые краны, у которых седловые уплотнения выполнены из полимерных материалов (а.с. №№918620, 987244, патент США №3894718 и др.), а также шаровые краны в которых полимерные седловые уплотнения поджаты упругими элементами (а.с. №№2190140, 2136999), Краны имеют сложную конструкцию и их невозможно использовать при высоких температурах.Known ball valves in which the saddle seals are made of polymeric materials (A.S. No. 918620, 987244, US patent No. 3894718 and others), as well as ball valves in which the polymer saddle seals are pressed by elastic elements (A.S. No. No. 2190140, 2136999), Cranes have a complex structure and cannot be used at high temperatures.

Прототипом предлагаемой полезной модели является шаровой кран, содержащий корпус, в проходном канале которого размещена сферическая поворотная пробка, установленная на седловых уплотнениях, состоящих из уплотнения из полимерного материала и нажимного элемента, выполненного в виде размещенного в расточке корпуса кольца с поверхностями, контактирующими с соответствующими поверхностями расточки и уплотнения. Нажимной элемент выполнен из сплошного упруго деформируемого материала сложной формы, а в корпусе выполнены специальные каналы, сообщающие The prototype of the proposed utility model is a ball valve containing a housing, in the passage channel of which there is a spherical rotary plug mounted on the saddle seals, consisting of a seal made of a polymeric material and a pressure element made in the form of a ring placed in the bore of the housing with surfaces in contact with corresponding surfaces bores and seals. The pressing element is made of a solid, elastically deformable material of complex shape, and special channels are made in the housing that communicate

его проходной канал с полостью, ограниченной поверхностями расточки и поверхностью нажимного элемента, обращенной в противоположную сторону от сферической поворотной пробки (патент RU №2115050 кл. F 16 К 5/06, 1997 г.).its passage channel with a cavity bounded by the surfaces of the bore and the surface of the pressure element facing in the opposite direction from the spherical rotary plug (patent RU No. 2115050 class. F 16 K 5/06, 1997).

К недостаткам этой конструкции следует отнести ограничение по работоспособности в среде с температурой выше 225° С при использовании полимерных материалов, склонность к холодному течению под нагрузкой, повышенную интенсивность изнашивания (за счет использования фторопла-стовых материалов), невозможность использования данной конструкции при высоких давлениях рабочей среды (так как возможны протечки рабочей среды из полости, ограниченной поверхностями расточки и поверхностью нажимного элемента), повышенные нагрузки на узел управления арматурой за счет большой поверхности контакта седла со сферической поворотной пробкой, а также сложную технологию изготовления седловых уплотнений.The disadvantages of this design include a limitation on performance in an environment with a temperature above 225 ° C when using polymeric materials, a tendency to cold flow under load, increased wear rate (due to the use of fluoroplastic materials), and the inability to use this design at high working pressures environment (since leakage of the working medium from the cavity limited by the surfaces of the bore and the surface of the pressure element is possible), increased loads on the control unit reinforcement due to the large contact surface of the saddle with a spherical rotary plug, as well as the complex technology of manufacturing saddle seals.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей шарового крана за счет исключения применения полимерных материалов в конструкции седловых уплотнений, повышение надежности конструкции и технологичности изготовления шарового крана.The technical task of the utility model is to expand the functionality of a ball valve by eliminating the use of polymeric materials in the design of saddle seals, increasing the reliability of the design and the manufacturability of manufacturing a ball valve.

Техническая задача достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус, в проходном канале которого размещена сферическая поворотная пробка, установленная на седловые уплотнения, находящиеся в углублениях корпуса, в которых содержатся выходные отверстия специальных каналов, сообщающихся с проходным каналом корпуса, седловые уплотнения выполнены в виде упругих полых металлических колец, внутренние полости которых через штуцера герметично соединены с выходными отверстиями специальных каналов.The technical problem is achieved by the fact that in a ball valve containing the housing, in the passage channel of which a spherical rotary plug is installed, mounted on the saddle seals located in the recesses of the housing, which contain the outlet openings of special channels communicating with the passage channel of the housing, the saddle seals are made in in the form of elastic hollow metal rings, the internal cavities of which through the nozzle are hermetically connected to the outlet holes of special channels.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого шарового крана в разрезе; на фиг.2 представлен узел уплотнения затвора шарового крана.Figure 1 shows the design of the proposed ball valve in the context; figure 2 presents the node seal shutter ball valve.

Шаровой кран состоит из корпуса 1, в проходном канале которого размещена сферическая поворотная пробка 2. С поверхностью сферической The ball valve consists of a housing 1, in the passage channel of which there is a spherical rotary plug 2. With a spherical surface

поворотной пробки контактирует седловое уплотнение в виде упругих полых металлических колец 3, которые помещены в канавки 4 корпуса 1 и через штуцера 5 соединены с выходными отверстиями б специальных каналов 7, которые через входные отверстия 8 сообщаются с проходным каналом корпуса шарового крана. В конструкции шарового крана предусмотрено фланцевое соединение 9.the rotary plug contacts the seat seal in the form of elastic hollow metal rings 3, which are placed in the grooves 4 of the housing 1 and through the nozzle 5 are connected to the outlet holes b of special channels 7, which through the inlet holes 8 communicate with the passage channel of the ball valve body. The design of the ball valve provides a flange connection 9.

Шаровой кран работает следующим образом.Ball valve works as follows.

При сборке крана упругие полые металлические кольца 3 устанавливаются в канавки 4 корпуса 1 и создается предварительное их поджатие к сферической поворотной пробке 2 фланцевым соединением 9. Это обеспечивает необходимую герметичность шарового крана в узле затвора в начальный момент подачи рабочей среды в проходной канал корпуса 1. С увеличением давления рабочей среды со стороны ее подачи, она поступает по специальному каналу 7 через штуцер 5 в полость упругого металлического кольца 3, увеличивая тем самым силу его прижима к сферической поворотной пробке 2, что гарантирует герметичность узла затвора и повышает надежность работы шарового крана при высоких давлениях рабочей среды. При снижении давления усилие прижима уменьшается, при сохранении герметичности в затворе, и снижается момент управления шарового крана, что приводит к снижению эксплуатационных нагрузок, а следовательно, к повышению надежности работы шарового крана.When assembling the crane, elastic hollow metal rings 3 are installed in the grooves 4 of the housing 1 and their preliminary compression is created against the spherical rotary plug 2 by the flange connection 9. This ensures the necessary tightness of the ball valve in the valve assembly at the initial moment of supplying the working medium to the passage channel of the housing 1. С by increasing the pressure of the working medium from the supply side, it enters through a special channel 7 through the nozzle 5 into the cavity of the elastic metal ring 3, thereby increasing the force of its pressure against the spherical mouth cap 2, which guarantees the tightness of the valve assembly and increases the reliability of the ball valve at high pressures of the working environment. With a decrease in pressure, the clamping force decreases, while maintaining tightness in the valve, and the moment of control of the ball valve decreases, which leads to a decrease in operational loads, and therefore to an increase in the reliability of the ball valve.

Предлагаемая конструкция шарового крана позволяет:The proposed design of a ball valve allows you to:

а) расширить функциональные возможности по давлениям и температурам рабочей среды за счет исключения применения полимерных материалов в конструкции шарового крана;a) to expand the functionality for pressure and temperature of the working environment by eliminating the use of polymeric materials in the design of a ball valve;

б) повысить надежность конструкции благодаря использованию сед-ловых уплотнений в виде упругих полых металлических колец, внутренняя полость которых через штуцера герметично соединена специальными каналами с проходным каналом корпуса, что исключает попадание рабочей среды в подседельное пространство, и снижению эксплуатационных нагрузок на b) to increase the reliability of the design due to the use of saddle seals in the form of elastic hollow metal rings, the inner cavity of which through the nozzle is hermetically connected by special channels to the passage channel of the housing, which eliminates the ingress of the working medium into the seat space and reduces operational loads on

привод за счет уменьшения поверхности контакта седловых уплотнений со сферической поворотной пробкой, а также благодаря снижению интенсивности изнашивания трущихся деталей в узле затвора за счет замены полимерного материала седлового уплотнения на металл;drive by reducing the contact surface of the saddle seals with a spherical rotary plug, and also by reducing the wear rate of the rubbing parts in the valve assembly by replacing the polymer material of the saddle seal with metal;

в) повысить технологичность изготовления шарового крана за счет исключения из конструкции сложных профилей поверхностей уплотнитель-ных и нажимных элементов в узле затвора.c) to increase the manufacturability of manufacturing a ball valve by eliminating from the design of complex surface profiles the sealing and pressure elements in the valve assembly.

Claims

A ball valve comprising a housing, in the passage channel of which a spherical rotary plug is mounted, mounted on saddle seals located in the recesses of the housing, which contain outlet openings of special channels communicating with the passage channel of the housing, characterized in that the saddle seals are made in the form of elastic hollow metal rings, the internal cavities of which through the nozzle are hermetically connected to the outlet openings of special channels.