RU2689822C1 - Ball valve - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to valves and is intended for use in gas and other industries. Problem to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability of the crane. Problem is solved by the fact that in a ball valve on the metal cage of each seat from the side of the groove there is a protrusion of cylindrical shape, the internal diameter of which is equal to the internal diameter of the saddle, and the width of the protrusion exceeds the largest gap between the body and the saddle. At the inlet and outlet openings of the housing, a cylindrical bore is made on the side of the saddles, which interacts with the outer diameter of the protrusion and has a depth equal to the height of the protrusion. In this case, a groove is made directly behind the boring, the outer diameter of which is larger than the diameter of the boring.EFFECT: technical result is to reduce the likelihood of contamination in the gap between the seat and the body of the crane.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для использования в газовой и других отраслях промышленности.The invention relates to valves and is intended for use in gas and other industries.

Известен шаровой кран, в цилиндрическом корпусе которого размещен шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, уплотненный эластичными кольцами/седлами и снабженный подводящим и отводящим патрубками, соединяющими кран с трубопроводом с обеих сторон, в котором в месте соединения патрубков с трубопроводом размещены торцевые квадратной формы фланцы, образуя в месте соединения корпуса шарового крана с фланцем, по крайней мере, один прилив с развитой поверхностью внутри цилиндрического корпуса, на которой выполнены продувочные отверстия с выходом на торцевые квадратной формы фланцы (патент РФ на изобретение №2135870, МПК F16K 5/06. Опубл. 27.08.1999).Known ball valve, in a cylindrical case of which is placed a ball valve with a through hole, sealed with elastic rings / saddles and provided with inlet and outlet pipes connecting the valve to the pipeline on both sides, in which the square-shaped flanges are located at the junction of pipes and pipelines, forming at the junction of the body of the ball valve with the flange, at least one tide with a developed surface inside the cylindrical body, on which the blow-out holes are made with the access to the square end flanges (RF patent for the invention №2135870, IPC F16K 5/06. Publ. 27.08.1999).

Недостатком известного шарового крана является то, что герметизация в нем осуществляется седлом, находящимся перед шаровой пробкой, что увеличивает крутящий момент, необходимый для управления краном, а также повышает износ седел.A disadvantage of the known ball valve is that the sealing in it is carried out by a saddle located in front of the ball plug, which increases the torque required to control the crane, and also increases the wear of the saddles.

Известен также шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором расположены шаровая пробка, приводимая в движение шпинделем, два седла, каждое из которых состоит из металлической обоймы, в которой размещены эластичный уплотнитель, взаимодействующий с шаровой пробкой, и упругий уплотнитель, размещенный в канавке и взаимодействующий с корпусом крана (Быков А.Ф. «Арматура с шаровым затвором для гидравлических систем». - М.: «Машиностроение», 1971, с. 17-18).Also known is a ball valve, comprising a housing with inlet and outlet openings in which a ball stopper is placed, driven by a spindle, two saddles, each of which consists of a metal cage in which an elastic seal interacting with the ball stopper is placed, and an elastic seal, located in the groove and interacting with the body of the crane (Bykov A.F. “Armature with ball valve for hydraulic systems”. - M .: Mashinostroenie, 1971, p. 17-18).

Но для работы данного крана необходимо осуществить осевое перемещение упругого уплотнителя в канавках, что возможно только при высоком давлении транспортируемой среды. Т.е. данный шаровой кран не может быть использован на газопроводах низкого давления (0,002÷4,6 МПа) и сокращает размерный ряд условных проходов до Ду 32.But for the operation of this crane it is necessary to carry out the axial movement of the elastic seal in the grooves, which is possible only with a high pressure of the transported medium. Those. this ball valve cannot be used on low pressure gas pipelines (0.002 ÷ 4.6 MPa) and reduces the size range of nominal passes to DN 32.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором расположены шаровая пробка, приводимая в движение шпинделем, и два седла, каждое из которых состоит из металлической обоймы, в которой размещены эластичный уплотнитель, взаимодействующий с шаровой пробкой, и упругий уплотнитель, размещенный в канавке и взаимодействующий с корпусом крана, в котором седла установлены относительно корпуса с зазором, величина которого больше половины допустимой величины деформации упругого уплотнителя. А полость канавки, выполненной на торце седла, соединена с полостью корпуса, как минимум, одним каналом. При этом упругий уплотнитель размещен в канавке с исключением перекрытия им канала(ов) при прохождении транспортируемой среды (патент РФ на изобретение №2618634, МПК F16K 5/06, F16K 5/20. Опубл. 05.05.2017. Бюл. №13).The closest to the proposed technical essence is a ball valve, comprising a housing with inlet and outlet openings in which a ball plug is located, driven by a spindle, and two saddles, each of which consists of a metal cage in which an elastic seal is placed, interacting with a ball cap, and an elastic seal placed in the groove and interacting with the body of the crane, in which the seat is installed relative to the body with a gap, the value of which is more than half permissible th deformation value of the elastic seal. And the cavity of the groove, made at the end of the saddle, is connected to the cavity of the body by at least one channel. In this case, the elastic seal is placed in the groove with the exception of blocking the channel (s) when passing the transported medium (RF patent for invention No. 2618634, IPC F16K 5/06, F16K 5/20. Publ. 05.05.2017. Bull. No. 13).

Недостатком этого шарового крана является нарушение герметичности из-за накопления загрязнений в зазоре между седлом и корпусом крана, что приводит к снижению надежности работы крана.The disadvantage of this ball valve is a leakage due to the accumulation of contaminants in the gap between the seat and the body of the crane, which leads to a decrease in the reliability of the crane.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности работы крана.The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability of the crane.

Поставленная задача решается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, в котором расположены шаровая пробка, приводимая в движение шпинделем, и установленные относительно корпуса с зазором два седла, каждое из которых состоит из металлической обоймы, в которой размещены эластичный уплотнитель, взаимодействующий с шаровой пробкой, и упругий уплотнитель, размещенный в канавке с исключением перекрытия им канала(ов) при прохождении транспортируемой среды и взаимодействующий с корпусом крана, на металлической обойме каждого седла со стороны канавки выполнен выступ цилиндрической формы, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру седла, а ширина выступа превышает наибольший зазор между корпусом и седлом. Причем на входном и выходном отверстиях корпуса со стороны седел выполнена расточка цилиндрической формы, которая взаимодействует с наружным диаметром выступа и имеет глубину, равную высоте выступа. При этом непосредственно за расточкой выполнена канавка, наружный диаметр которой больше диаметра расточки.The problem is solved by the fact that in a ball valve comprising a housing with inlet and outlet openings in which there is a ball stopper driven by a spindle and two saddles mounted relative to the housing with a gap, each of which consists of a metal cage in which an elastic seal that interacts with the ball cap, and an elastic seal placed in the groove with the exception of blocking the channel (s) when passing the transported medium and interacting with the body of the crane, on metal Each saddle has a cylindrical protrusion on the groove side, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the saddle, and the protrusion width exceeds the largest gap between the body and the saddle. Moreover, at the inlet and outlet openings of the housing, a cylindrical bore is made on the side of the saddles, which interacts with the outer diameter of the protrusion and has a depth equal to the height of the protrusion. At the same time, a groove is made directly behind the boring, the outer diameter of which is larger than the diameter of the boring.

Наличие на металлической обойме каждого седла со стороны канавки выступа цилиндрической формы, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру седла, а ширина выступа превышает наибольший зазор между корпусом и седлом, защищает зазор от проникновения загрязнений в радиальном направлении при любых изменениях (от 0 до максимума) зазора.The presence of a cylindrical protrusion on the metal cage of each seat on the side of the groove, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the saddle and the protrusion width exceeds the largest gap between the body and the saddle, protects the gap from the penetration of contaminants in the radial direction with any changes (from 0 to maximum) clearance .

Выполнение на входном и выходном отверстиях корпуса со стороны седел расточки цилиндрической формы, которая взаимодействует с наружным диаметром выступа и имеет глубину, равную высоте выступа, защищает зазор от проникновения загрязнений в осевом направлении при любых изменениях (от 0 до максимума) величины зазора.Execution on the inlet and outlet openings of the housing from the saddle side of the cylindrical bore, which interacts with the outer diameter of the protrusion and has a depth equal to the height of the protrusion, protects the gap from penetration of contaminants in the axial direction with any changes (from 0 to maximum) of the gap.

Выполнение непосредственно за расточкой канавки, наружный диаметр которой больше диаметра расточки, создает дополнительное вместилище для накопления загрязнений и тем самым снижает вероятность проникновения загрязнений в зазор в осевом направлении.Execution directly behind the boring grooves, the outer diameter of which is larger than the diameter of the bore, creates an additional container for the accumulation of contaminants and thereby reduces the likelihood of contaminants entering the gap in the axial direction.

Технический результат заключается в снижении вероятности попадания загрязнений в зазор между седлом и корпусом крана.The technical result is to reduce the likelihood of contamination in the gap between the seat and the body of the crane.

На фиг. 1 изображен общий вид шарового крана в положении «Открыто»; на фиг. 2 - то же в положении «Закрыто»; на фиг. 3 - элемент А на фиг. 1; на фиг. 4 - элемент Б на фиг. 2.FIG. 1 shows a general view of a ball valve in the “Open” position; in fig. 2 - the same in the “Closed” position; in fig. 3 - element A in FIG. one; in fig. 4 - element B in FIG. 2

Шаровой кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, в котором расположены шаровая пробка 4, приводимая в движение шпинделем 5, и установленные относительно корпуса 1 с зазором h два седла 6, 7, каждое из которых состоит из металлической обоймы 8, в которой размещены эластичный уплотнитель 9, взаимодействующий с шаровой пробкой 4, и упругий уплотнитель 10 (фиг. 1, 2), размещенный в канавке 11 с исключением перекрытия им канала(ов) 12 (фиг. 3, 4) при прохождении транспортируемой среды и взаимодействующий с корпусом 1 крана. На металлической обойме 8 каждого седла 6, 7 со стороны канавки 11 выполнен выступ 13 (фиг. 3, 4) цилиндрической формы, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру di седел 6, 7, а ширина Н выступа 13 превышает наибольший зазор 2h между корпусом 1 и седлом 6 (фиг. 2). А на входном 2 и выходном 3 отверстиях корпуса 1 со стороны седел 6, 7 выполнены расточки 14 цилиндрической формы (фиг. 3), которые взаимодействуют с наружным диаметром d₂ (фиг. 3) выступа 13 и имеют глубину L, равную высоте Н выступа 13. Непосредственно за расточками 14 выполнены канавки 15 (фиг. 3, 4), наружный диаметр D (фиг. 3, 4) которых больше диаметра d₃ (фиг. 4) расточек 14.The ball valve includes a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3, in which the ball stopper 4 is located, driven by a spindle 5, and two saddles 6, 7 installed relative to the housing 1 with a gap h, h, each of which consists of a metal cage 8, which contains an elastic seal 9, interacting with a ball plug 4, and an elastic seal 10 (Fig. 1, 2) placed in the groove 11 with the exception of blocking the channel (s) 12 (Fig. 3, 4) during the passage of the transported medium and interacting with body 1 crane. On the metal cage 8 of each seat 6, 7, on the side of the groove 11, a protrusion 13 (FIG. 3, 4) has a cylindrical shape, the internal diameter of which is equal to the internal diameter di of the saddles 6, 7, and the width H of the protrusion 13 exceeds the largest gap 2h between the body 1 and a saddle 6 (fig. 2). And at the inlet 2 and outlet 3 of the housing 1 from the side of the saddles 6, 7 are made bores 14 of cylindrical shape (Fig. 3), which interact with the outer diameter d ₂ (Fig. 3) of the protrusion 13 and have a depth L equal to the height H of the protrusion 13. Directly behind the bores 14 are grooves 15 (FIG. 3, 4), the outer diameter D (FIG. 3, 4) of which is larger than the diameter d ₃ (FIG. 4) of the bores 14.

Шаровой кран работает следующим образом.The ball valve works as follows.

В исходном положении «Открыто» (фиг. 1) транспортируемая среда перемещается от входного отверстия 2 к выходному отверстию 3 через отверстие в шаровой пробке 4, при этом выступы 13 на обоймах седел 6, 7 перекрывают зазоры h между седлами 6, 7 и корпусом 1, защищая их от загрязнения. При повороте шпинделя 5 на 90° по часовой стрелке шаровая пробка 4 ставится в положение «Закрыто», перекрывая поток транспортируемой среды. При этом зазор h (фиг. 1) за шаровой пробкой 4 уменьшается до нуля (h=0), а зазор перед шаровой пробкой 4 увеличивается до наибольшего размера 2h (фиг. 2), а так как ширина Н выступа 13 превышает этот наибольший размер 2h, то зазор защищен от проникновения (осаждения) загрязнений. И так как ширина Н выступа 13 и глубина L расточки 14 одинаковые, то выступ 13 за шаровой пробкой 4 сдвигает накопившиеся загрязнения в канавку 15 (фиг. 2).In the initial position "Open" (Fig. 1) the transported medium moves from the inlet 2 to the outlet 3 through the opening in the ball valve 4, while the protrusions 13 on the saddles 6, 7 cover the gaps h between the seats 6, 7 and the body 1 by protecting them from pollution. When the spindle 5 is rotated 90 ° clockwise, the ball plug 4 is put in the “Closed” position, blocking the flow of the transported medium. When this gap h (Fig. 1) for the ball plug 4 is reduced to zero (h = 0), and the gap in front of the ball plug 4 increases to the maximum size 2h (Fig. 2), and since the width H of the protrusion 13 exceeds this largest size 2h, the gap is protected from the penetration (deposition) of pollution. And since the width H of the protrusion 13 and the depth L of the bore 14 are the same, the protrusion 13 behind the ball plug 4 shifts the accumulated pollution into the groove 15 (Fig. 2).

При повороте шпинделя 5 на 90° против часовой стрелки шаровая пробка 4 устанавливается в исходное положение «Открыто». При этом выступ 13 на седле 6, находящемся перед шаровой пробкой 4, сдвигает накопившиеся на расточке 14 входного отверстия 2 загрязнения в канавку 15. Выступы 13 на седлах 6 и 7, перекрывая зазоры h между седлами 6, 7 и корпусом 1, постоянно защищают их (зазоры) от загрязнений, повышая тем самым надежность работы шарового крана.When the spindle 5 is rotated 90 ° counterclockwise, the ball plug 4 is set to the “Open” position. At the same time, the protrusion 13 on the saddle 6, located in front of the ball plug 4, shifts the impurities accumulated on the bore 14 of the inlet 2 into the groove 15. The projections 13 on the saddles 6 and 7, blocking the gaps h between the saddles 6, 7 and the housing 1, constantly protect them (gaps) from pollution, thereby increasing the reliability of the ball valve.

В ООО «Завод Газпроммаш», согласно изобретению, разработаны, изготовлены и испытаны шаровые краны, подтвердившие надежность их работы. При испытаниях шаровых кранов в транспортируемую среду были введены загрязнения в виде песка, окалины и грата. При этом нарушений герметичности кранов не наблюдалось, что подтверждает достижение поставленной задачи - повышение надежности работы крана.According to the invention, the Gazprommash Plant LLC has developed, manufactured and tested ball valves, which confirmed the reliability of their work. When testing ball valves, contaminants in the form of sand, scale, and burrs were introduced into the conveyed medium. At the same time, there was no violation of the tightness of the cranes, which confirms the achievement of the task - improving the reliability of the crane.

Claims (1)

Шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором расположены шаровая пробка, приводимая в движение шпинделем, и установленные относительно корпуса с зазором два седла, каждое из которых состоит из металлической обоймы, в которой размещены эластичный уплотнитель, взаимодействующий с шаровой пробкой, и упругий уплотнитель, размещенный в канавке с исключением перекрытия им канала(ов) при прохождении транспортируемой среды и взаимодействующий с корпусом крана, отличающийся тем, что на металлической обойме каждого седла со стороны канавки выполнен выступ цилиндрической формы, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру седла, а ширина выступа превышает наибольший зазор между корпусом и седлом, причем на входном и выходном отверстиях корпуса со стороны седел выполнена расточка цилиндрической формы, которая взаимодействует с наружным диаметром выступа и имеет глубину, равную высоте выступа, при этом непосредственно за расточкой выполнена канавка, наружный диаметр которой больше диаметра расточки.A ball valve, comprising a housing with inlet and outlet openings, in which a ball stopper, driven by a spindle, and two seats mounted relative to the housing with a gap, are located, each of which consists of a metal cage, in which an elastic seal, which interacts with a ball stopper, and an elastic seal placed in the groove with the exception of blocking the channel (s) by it during the passage of the transported medium and interacting with the body of the crane, characterized in that on the metal case each the saddle on the groove side is a cylindrical protrusion, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the seat, and the protrusion width exceeds the largest gap between the body and the saddle, with a cylindrical bore at the inlet and outlet openings of the body that interacts with the outer diameter of the protrusion and has a depth equal to the height of the protrusion, while directly behind the bore is a groove, the outer diameter of which is larger than the diameter of the bore.

Images