RU52142U1

RU52142U1 - SEALING BALL VALVE BALL VALVE BALL VALVE

Info

Publication number: RU52142U1
Application number: RU2005136029/22U
Authority: RU
Inventors: Размик Енокович Агабабян; Владимир Александрович Ломовцев; Марина Михайловна Перепёлкина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Газпроммаш"
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-03-10

Abstract

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и предназначена для герметизации шаровых кранов больших диаметров, находящихся под большим давлением. Узел уплотнения шаровой пробки шарового крана выполнен в виде разъемного кольцевого седла и состоит из трех втулок - наружной и внутренней и введенной между ними - промежуточной. Последняя - подвижна, внутренняя втулка неподвижна и плотно контактирует торцевой поверхностью со сферической поверхностью шаровой пробки. Промежуточная втулка со стороны шаровой пробки на своей наружной поверхности имеет выступ, на котором - резьба для соединения с наружной втулкой. Наружная втулка выполнена с возможностью обеспечения зазора с поверхностью шаровой пробки. На внешней цилиндрической поверхности внутренней втулки отсутствуют выступы для возможности перемещения по ней промежуточной втулки. Втулки образуют гнездо заделки упругого уплотнительного кольца с кольцевой щелью для его выхода. Между уплотнительным кольцом и внутренней втулкой по всей длине уплотнительного кольца установлена втулка из антифрикционного материала, например, из фторопласта.The utility model relates to the field of pipeline valves and is intended for sealing ball valves of large diameters under high pressure. The sealing unit of the ball plug of the ball valve is made in the form of a detachable annular seat and consists of three bushings - external and internal, and intermediate between them. The latter is movable, the inner sleeve is stationary and tightly contacts the end surface with the spherical surface of the ball plug. The intermediate sleeve from the side of the ball plug has an overhang on its outer surface, on which is a thread for connection with the external sleeve. The outer sleeve is configured to provide clearance with the surface of the ball plug. There are no protrusions on the outer cylindrical surface of the inner sleeve to allow the intermediate sleeve to move along it. The bushings form a seal nest of the elastic sealing ring with an annular gap for its exit. Between the sealing ring and the inner sleeve, a sleeve of antifriction material, for example, fluoroplastic, is installed along the entire length of the sealing ring.

Description

Полезная модель относится к арматуростроению, в частности к узлам уплотнения шаровых пробок, используемых в шаровых кранах и может быть использована для герметизации шаровых кранов больших диаметров, находящихся под высоким давлением.The utility model relates to valve engineering, in particular to the nodes of sealing ball plugs used in ball valves and can be used to seal ball valves of large diameters under high pressure.

Известны конструкции уплотнительного узла шарового крана [патенты SU 1639437, SU 1479010]. В корпусе последнего установлены шаровая сферическая пробка в опорах и подпружиненные седла с уплотнениями, состоящие из нескольких частей, причем торцевые поверхности металлических частей и упругого уплотнения контактируют со сферической поверхностью пробки.Known designs for the sealing assembly of a ball valve [patents SU 1639437, SU 1479010]. In the body of the latter, a spherical ball plug in supports and spring-loaded saddles with seals consisting of several parts are installed, and the end surfaces of the metal parts and the elastic seal are in contact with the spherical surface of the plug.

Однако, уплотнительные узлы в данных шаровых кранах не обеспечивают высокую степень надежности в течение длительного времени работы шарового крана на высоких давлениях и при больших условных проходах трубопроводов.However, the sealing assemblies in these ball valves do not provide a high degree of reliability over the long-term operation of the ball valve at high pressures and with large nominal pipe passages.

Известен также узел уплотнения шаровой пробки шарового крана, [патент RU 2000018]. Седла в корпусе шарового крана установлены неподвижно и с зазором к пробке. Уплотнитель выполнен составным, одна из сопрягаемых частей выполнена в виде упора с кольцевой проточкой под уплотнение и подпружинена в осевом направлении относительно седла. Вторая сопрягаемая часть выполнена ступенчатой и установлена с зазором относительно седла. Обе части выполнены с уступами, между которыми установлены уплотнения. Торцевые поверхности выступов и уплотнений контактируют со сферической поверхностью пробки. Пробка установлена относительно седла с возможностью осевого перемещения. Уплотнитель снабжен третьей сопрягаемой частью, выполненной с двумя уступами, подпружиненной относительно седла и установленной с зазором относительно двух частей. Между уступом второй части и одним уступом третьей установлен уплотнительный элемент. Вторая и первая части, третья и первая части сопряжены между собой по направляющим поверхностям.Also known node seal ball plug ball valve, [patent RU 2000018]. The saddles in the ball valve housing are mounted motionless and with clearance to the plug. The sealant is made integral, one of the mating parts is made in the form of a stop with an annular groove under the seal and is axially spring-loaded relative to the seat. The second mating part is made stepwise and installed with a gap relative to the saddle. Both parts are made with ledges, between which seals are installed. The end surfaces of the protrusions and seals are in contact with the spherical surface of the tube. The plug is mounted relative to the saddle with the possibility of axial movement. The sealant is equipped with a third mating part, made with two ledges, spring-loaded relative to the saddle and installed with a gap relative to two parts. A sealing element is installed between the step of the second part and one step of the third. The second and first parts, the third and first parts are interconnected along the guide surfaces.

Однако и этот узел уплотнения с течением времени не обеспечивает высокой степени надежности на высоких давлениях и при больших условных проходах трубопроводов.However, this seal assembly does not provide a high degree of reliability at high pressures and with large nominal passages of pipelines over time.

Наиболее близким аналогом является изобретение [авт. свид. SU 1455108], в котором представлен уплотнительный узел шарового крана, состоящий из двух частей: одна часть на входе, другая - на выходе шарового крана. Узел уплотнения представлен в виде разъемного кольцевого седла, которое состоит из наружной и внутренней втулок, контактирующих между собой по цилиндрической поверхности и образующих гнездо заделки упругого уплотнительного кольца, имеющее кольцевую щель для выхода указанного кольца. Гнездо заделки образовано наружной поверхностью внутренней втулки и внутренней кольцевой расточкой в наружной втулке, цилиндрическая поверхность которой ограничена со стороны пробки конической поверхностью, а с противоположной стороны - упорной поверхностью, перпендикулярной к продольной оси крана. Уплотнительное кольцо выполнено с аналогичным гнезду заделки профилем поперечного сечения. Для повышения надежности работы наружная поверхность внутренней втулки в зоне гнезда заделки выполнена конической, сходящейся с конической поверхностью наружной втулки, а линия перехода к конической поверхности внутренней втулки расположена в плоскости упорной поверхности наружной втулки. Конфигурация профиля поперечного сечения уплотнительного кольца выполнена с припуском по конической его поверхности относительно конической поверхности внутренней втулки.The closest analogue is the invention [ed. testimonial. SU 1455108], which presents the sealing unit of the ball valve, consisting of two parts: one part at the inlet, the other at the outlet of the ball valve. The seal assembly is presented in the form of a detachable annular seat, which consists of the outer and inner bushings contacting each other along a cylindrical surface and forming a seal socket for an elastic sealing ring having an annular gap for the outlet of said ring. The nest of the seal is formed by the outer surface of the inner sleeve and the inner annular bore in the outer sleeve, the cylindrical surface of which is bounded on the cork side by a conical surface, and on the opposite side, by a thrust surface perpendicular to the longitudinal axis of the crane. The sealing ring is made with a similar socket seal profile cross-section. To increase the reliability of operation, the outer surface of the inner sleeve in the area of the seal socket is made conical, converging with the conical surface of the outer sleeve, and the transition line to the conical surface of the inner sleeve is located in the plane of the thrust surface of the outer sleeve. The configuration of the cross-sectional profile of the sealing ring is made with an allowance along its conical surface relative to the conical surface of the inner sleeve.

Выполнение наружной поверхности внутренней втулки в зоне гнезда заделки конической, сходящейся с конической поверхностью наружной втулки и выполнение профиля уплотнительного кольца с припуском относительно конической поверхности внутренней втулки обеспечивают в процессе запрессовки уплотнительного кольца в гнездо заделки наличие клинового эффекта, при котором получаются высокие усилия обжатия уплотнительного кольца в гнезде заделки и уменьшается интенсивность износа кольца при вращении шаровой пробки.The execution of the outer surface of the inner sleeve in the area of the sealing socket conical, converging with the conical surface of the outer sleeve and the profile of the sealing ring with an allowance relative to the conical surface of the inner sleeve provide a wedge effect in the process of pressing the sealing ring into the socket of the seal, in which high compression forces of the sealing ring are obtained in the nest of the seal and decreases the intensity of wear of the ring during rotation of the ball plug.

Однако, данное техническое решение также не обеспечивает высокой степени надежности под высоким давлением и при больших условных проходах трубопроводов.However, this technical solution also does not provide a high degree of reliability under high pressure and with large nominal passages of pipelines.

Задача полезной модели заключается в устранении вышеназванного недостатка, т.е. в повышении надежности узла уплотнения шаровой пробки шарового крана при высоких давлениях и при больших условных проходах трубопроводов.The objective of the utility model is to eliminate the above drawback, i.e. in improving the reliability of the seal assembly of the ball plug of the ball valve at high pressures and with large nominal passages of pipelines.

Сущность полезной модели заключается в том, что в узле уплотнения шаровой пробки шарового крана, выполненного в виде разъемного кольцевого седла, имеющего плотно контактирующую своей торцевой поверхностью со сферической поверхностью пробки внутреннюю втулку и наружную втулку, взаимодействующие по цилиндрическим поверхностям и образующие гнездо заделки упругого уплотнительного кольца, имеющее кольцевую щель для выхода указанного кольца, причем гнездо заделки образовано наружной поверхностью внутренней втулки и внутренней кольцевой расточкой в наружной втулке, цилиндрическая поверхность которой ограничена со стороны пробки конической поверхностью, причем уплотнительное кольцо выполнено с аналогичным гнезду заделки профилем поперечного сечения, между внутренней и наружной втулками помещена подвижная промежуточная втулка с возможностью перемещения по наружной цилиндрической, не имеющих выступающих частей, поверхности внутренней втулки, причем промежуточная втулка имеет со стороны шаровой пробки на своей наружной поверхности выступ, на котором выполнена резьба для соединения с наружной втулкой, а коническая поверхность наружной втулки выполнена с возможностью обеспечения зазора со сферической поверхностью шаровой пробки.The essence of the utility model lies in the fact that in the seal assembly of the ball plug of the ball valve, made in the form of a detachable annular seat, having an inner sleeve and an outer sleeve tightly in contact with its end surface with the spherical surface of the tube, interacting along cylindrical surfaces and forming a seal nest of the elastic sealing ring having an annular slit for the exit of the specified ring, and the seal socket is formed by the outer surface of the inner sleeve and the inner ring a bore in the outer sleeve, the cylindrical surface of which is bounded on the cork side by a conical surface, the sealing ring being made with a similar socket for sealing by a cross-sectional profile, a movable intermediate sleeve is placed between the inner and outer bushings with the possibility of moving along the outer cylindrical, without protruding parts, surface of the inner bushings, and the intermediate sleeve has a projection on the outer surface of the ball plug on which the thread is made and for connection to the outer sleeve and the conical surface of the outer sleeve is configured to provide clearance with the spherical surface of the ball plug.

Кроме того, между уплотнительным кольцом и внутренней втулкой по всей длине уплотнительного кольца установлена втулка из антифрикционного материала, например, из фторопласта.In addition, a sleeve of antifriction material, for example, fluoroplastic, is installed between the sealing ring and the inner sleeve along the entire length of the sealing ring.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в возможности обеспечения герметичности за счет устранения причин, ограничивающих возможности увеличения усилия, передаваемого на уплотнительное кольцо. Эта проблема не позволяла всем предшествующим The technical result of the claimed utility model is the ability to ensure tightness by eliminating the reasons limiting the possibility of increasing the force transmitted to the o-ring. This problem did not allow all previous ones.

уплотняющим узлам, включая и наиболее близкий аналог, получить надежную работу узла уплотнения при высоких давлениях и при больших условных проходах трубопроводов. Конструктивно осуществление сохранения герметичности при износе уплотняющего кольца достигается предлагаемым усовершенствованием узла уплотнения, заключающегося в устранении контакта наружной втулки со сферической поверхностью шаровой пробки на все время работы, а также введением в узел уплотнения подвижной промежуточной втулки для передачи значительно больших усилий на уплотняющее кольцо, что в конечном результате приводит к значительному повышению надежности работы шарового крана. Механизм осуществления данного технического замысла изложен в формуле полезной модели в виде ряда особенностей выполнения: поверхностей контактирующих втулок, например, без выступающих частей в отличие от прототипа; выполнением резьбы на выступе, имеющимся на наружной поверхности промежуточной втулки шаровой пробки, фторопластовой втулки для снижения усилия трения между внутренней втулкой и уплотнительным кольцом.sealing units, including the closest analogue, to obtain reliable operation of the sealing unit at high pressures and with large nominal passages of pipelines. Structurally, the implementation of the preservation of tightness during wear of the sealing ring is achieved by the proposed improvement of the sealing assembly, which consists in eliminating the contact of the outer sleeve with the spherical surface of the ball plug for the entire duration of operation, as well as by introducing a movable intermediate sleeve into the sealing assembly to transfer significantly greater forces to the sealing ring, which The final result leads to a significant increase in the reliability of the ball valve. The mechanism for the implementation of this technical concept is described in the formula of the utility model in the form of a number of performance features: surfaces of the contacting bushings, for example, without protruding parts, unlike the prototype; threading the protrusion on the outer surface of the intermediate sleeve of the ball plug, the fluoroplastic sleeve to reduce the frictional force between the inner sleeve and the o-ring.

Величина зазора определяется величиной внешнего усилия, сообщаемого на перемещаемую промежуточную втулку.The amount of clearance is determined by the amount of external force imparted to the displaced intermediate sleeve.

Заявляемая полезная модель поясняется с помощью фиг.1 и фиг.2, где на на фиг.1 изображен узел уплотнения, помещенный в шаровой кран, фиг.2 - узел уплотнения шаровой пробки, вынесенный из шарового крана отдельно.The inventive utility model is illustrated with the help of figure 1 and figure 2, where figure 1 shows the seal assembly placed in the ball valve, figure 2 - the seal assembly of the ball plug, removed from the ball valve separately.

В шаровом кране с корпусом 1, шаровой пробкой 2 с верхней 3 и нижней 4 опорами, шпинделем 5, соединенным с пробкой 2 штифтами 6, представлен узел уплотнения, выполненный в виде разъемного кольцевого седла 7, которое имеет внутреннюю втулку 8, на которой с возможностью перемещения по ее цилиндрической поверхности установлена промежуточная втулка 9, на которой, в свою очередь, помещена наружная втулка 10. Втулки 9, 10 соединены резьбой, выполненной на выступе на наружной поверхности промежуточной втулки 9 со стороны шаровой пробки 2, и вместе с внутренней втулкой 8 образуют гнездо заделки упругого уплотнительного кольца 11, имеющее кольцевую щель для выхода уплотнительного кольца 11, причем гнездо образовано наружной поверхностью внутренней втулки 8, In a ball valve with a housing 1, a ball plug 2 with upper 3 and lower 4 bearings, a spindle 5 connected to the plug 2 with pins 6, a sealing assembly is presented, made in the form of a detachable annular seat 7, which has an inner sleeve 8, on which of movement along its cylindrical surface, an intermediate sleeve 9 is installed, on which, in turn, an external sleeve 10 is placed. The bushings 9, 10 are connected by a thread made on a protrusion on the outer surface of the intermediate sleeve 9 from the side of the ball plug 2, and together with the inner her sleeve 8 form a seal socket elastic sealing ring 11 having an annular gap for the output of the sealing ring 11, and the socket is formed by the outer surface of the inner sleeve 8,

внутренней кольцевой расточкой в наружной втулке 10 и торцевой поверхностью промежуточной втулки 9. Наружная втулка 10 имеет со стороны шаровой пробки 2 коническую поверхность, которая выполнена с возможностью обеспечения зазора со сферической поверхностью шаровой пробки 2. Уплотнительное кольцо 11 имеет аналогичный гнезду заделки профиль поперечного сечения. Между внутренней втулкой 8 и уплотнительным кольцом 11 для снижения коэффициента трения установлена втулка 12 из фторопласта. Внутренняя втулка 8 имеет на наружной поверхности проточку 13 и сообщающиеся с ней каналы 14 для подачи герметизирующей смазки к сферической поверхности шаровой пробки 2, с которой контактируют торцевые поверхности внутренней втулки 8 и уплотнительного кольца 11. Уплотнительное кольцо 11 прижимается к сферической поверхности шаровой пробки 2 пружинами 15, а торцевая поверхность внутренней втулки 8 - гайкой 16. Промежуточная втулка 9 герметизируется на внутренней втулке 8 уплотнением 17. В корпусе 1 внутренняя втулка 8 герметизируется уплотнениями 18 и 19.the inner ring bore in the outer sleeve 10 and the end surface of the intermediate sleeve 9. The outer sleeve 10 has a conical surface on the side of the ball plug 2, which is configured to provide clearance with the spherical surface of the ball plug 2. The sealing ring 11 has a cross-sectional profile similar to the socket. Between the inner sleeve 8 and the sealing ring 11, a sleeve 12 of ftoroplast is installed to reduce the coefficient of friction. The inner sleeve 8 has a groove 13 on the outer surface and channels 14 for communicating with it to the spherical surface of the ball plug 2, with which the end surfaces of the inner sleeve 8 and the sealing ring 11 are in contact. The sealing ring 11 is pressed against the spherical surface of the ball plug 2 15, and the end surface of the inner sleeve 8 with a nut 16. The intermediate sleeve 9 is sealed on the inner sleeve 8 with a seal 17. In the housing 1, the inner sleeve 8 is sealed with seals 18 and 19.

Узел уплотнения шаровой пробки шарового крана работает следующим образом. Под действием привода шпиндель 5 поворачивает по ходу часовой стрелки на 90° шаровую пробку 2 и перекрывает поток рабочей среды. В этом положении пробки уплотнительное кольцо 11 предотвращает переток рабочей среды из участка трубопровода, находящегося под давлением, в участок, предохраняемый от поступления рабочей среды. При этом при малом перепаде давления герметичность достигается под давлением пружин 15, а при большом - за счет усилия, создаваемого на уплотнении 18 рабочим давлением. Возможность передачи этого усилия обеспечивается подвижностью промежуточной втулки 9, соединенной по резьбе с наружной втулкой 10 и зазором между сферической поверхностью шаровой пробки 2 и торцевой конической поверхностью наружной втулки 10. Внутренняя втулка 8, контактирующая торцевой поверхностью с шаровой пробкой 2, защищает основное уплотнительное кольцо 11 от попадания твердых частиц из рабочей среды, которые могут разрушить его. В случае аварийной ситуации к сферической поверхности шаровой пробки 2 через каналы 14 и проточку 13 The seal assembly of the ball plug of the ball valve operates as follows. Under the action of the drive, the spindle 5 rotates the ball plug 2 clockwise by 90 ° and blocks the flow of the working medium. In this position of the plug, the sealing ring 11 prevents the overflow of the working medium from the portion of the pipeline, which is under pressure, to the part that is protected from the flow of the working medium. At the same time, with a small pressure drop, tightness is achieved under the pressure of the springs 15, and with a large one - due to the force created on the seal 18 by the working pressure. The ability to transmit this force is provided by the mobility of the intermediate sleeve 9, threaded to the outer sleeve 10 and the gap between the spherical surface of the ball plug 2 and the end conical surface of the outer sleeve 10. The inner sleeve 8, which contacts the end surface with the ball plug 2, protects the main sealing ring 11 from ingress of solid particles from the working environment, which can destroy it. In case of emergency to the spherical surface of the ball plug 2 through the channels 14 and the groove 13

внутренней втулки 8 может быть подана герметизирующая смазка. При повороте шпинделя 5 против хода часовой стрелки на 90° шаровая пробка 2 устанавливается в положение «открыто».Inner sleeve 8 may be provided with sealant lubricant. When the spindle 5 is rotated counterclockwise 90 °, the ball plug 2 is set to the “open” position.

Заявляемый вариант узла уплотнения шаровой пробки шарового крана конструктивно практически завершен и апробирован на территории завода-Заявителя изобретения и показал высокий результат.The inventive version of the node seal ball plug ball valve structurally practically completed and tested on the territory of the plant-applicant of the invention and showed a high result.

Claims

1. The seal assembly of the ball plug of the ball valve, made in the form of a detachable annular seat, comprising an inner sleeve and an outer sleeve that is tightly in contact with its end surface with the spherical surface of the tube, interacting on cylindrical surfaces and forming a seal nest of the elastic sealing ring having an annular gap for the exit of the specified rings, moreover, the nest of the seal is formed by the outer surface of the inner sleeve and the inner ring bore in the outer sleeve, cylindrical the surface of which is bounded on the cork side by a conical surface, wherein the o-ring is made with a similar sealing socket with a cross-section profile, characterized in that a movable intermediate sleeve is placed between the inner and outer bushings with the possibility of moving along the outer cylindrical surface of the inner sleeve without protruding parts, moreover, the intermediate sleeve has a protrusion on its outer surface from the side of the ball plug, on which a thread is made for connection with the bump hydrochloric sleeve and the conical surface of the outer sleeve is configured to provide clearance with the spherical surface of the ball plug.

2. The seal assembly of the ball plug of the ball valve according to claim 1, characterized in that a sleeve of antifriction material, for example, fluoroplastic, is installed between the sealing ring and the inner sleeve along the entire length of the sealing ring.