RU2787440C1

RU2787440C1 - Ball valve

Info

Publication number: RU2787440C1
Application number: RU2022107293A
Authority: RU
Inventors: Размик Енокович Агабабян; Владимир Александрович Ломовцев; Елена Анатольевна Симонова
Original assignee: Размик Енокович Агабабян
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2023-01-09

Abstract

FIELD: pipe equipment.

SUBSTANCE: invention relates to pipe fittings. The ball valve contains a housing with inlet and outlet pipes, a ball plug in supports with a through hole, two seats with protective metal rings pressed by springs to the plug, and a spindle, part of which, hermetically installed in the housing, is made round. The part of the spindle and the hole in the ball plug in which this part of the spindle is installed are made of a square shape. The diameter of the round part of the spindle is smaller than the diameter of the circle inscribed in the square of the other part of the spindle. A square hole in the ball plug, placed along the axis of the support, connects the outer surface of the ball plug with the through hole. A washer is additionally inserted into the valve housing, mounted with a hole on the round part of the spindle and having an outer surface whose diameter is larger than the diagonal of the square part of the spindle. One plane of the washer interacts with the end plane of the square part of the spindle, not overlapped by the round part of the spindle, and the other plane of the washer interacts with the plane in the valve housing. Due to the round and square shapes of the spindle parts and the introduction of a square hole along the axis of the ball plug support, it is possible to mount the spindle from the inner cavity of the valve housing.

EFFECT: expansion of the range of solutions for pipe fittings.

1 cl, 4 dwg

Description

Область техники.The field of technology.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, и может быть использовано в конструкции кранов шаровых, предназначенных для перекрытия транспортируемой среды в системах газовых магистральных и технологических трубопроводов.The invention relates to pipeline fittings, and can be used in the design of ball valves designed to shut off the transported medium in gas main and process pipeline systems.

Предшествующий уровень техники.prior art.

Известен шаровой кран, в корпусе которого установлены поворотная пробка с проходным каналом и два седла с уплотнительными элементами, контактирующими с поворотной пробкой. На внутренней поверхности корпуса коаксиально каждому седлу установлено с возможностью перемещения кольцо, образующее с седлом кольцевую полость для смазки и взаимодействующее с поворотной трубкой с возможностью образования замкнутого контура с уплотнительным элементом для обеспечения дополнительной герметизации при подаче смазки (см. патент РФ на изобретение № 2059137, МПК F16K 5/06, F16K 5/22, опубл. 27.04.1996 г.). Known ball valve, in the body of which is installed a swivel plug with a through passage and two seats with sealing elements in contact with the swivel plug. On the inner surface of the housing, coaxially to each seat, a ring is installed with the possibility of movement, forming an annular cavity for lubrication with the seat and interacting with the rotary tube with the possibility of forming a closed loop with a sealing element to provide additional sealing when lubrication is supplied (see RF patent for invention No. 2059137, IPC F16K 5/06, F16K 5/22, published 04/27/1996).

Недостатком этого шарового крана является возможность разрушения элемента и потеря герметичности крана из-за накопления механических примесей в зазоре между пробкой и седлом при открытом положении крана и при повороте пробки.The disadvantage of this ball valve is the possibility of destruction of the element and the loss of tightness of the valve due to the accumulation of mechanical impurities in the gap between the plug and the seat when the valve is open and when the plug is turned.

Известен также шаровой кран, содержащий неразъемный корпус с входным и выходным патрубками, шаровую поворотную пробку на опорах и два седла, прижатых пружинами к пробке, каждое из которых содержит уплотнительное полиуретановое кольцо, закрепленное в обойме, обойму с отверстиями для подвода смазки - герметика в зазор между пробкой и обоймой, при этом седло снабжено прижимным кольцом и защитным металлическим кольцом, контактирующим с шаровой поверхностью пробки и установленным в обойме в глухом кольцевом пазу с отверстиями под пружины и стопорными винтами, прижимное кольцо выполнено с отверстиями для закрепления в обойме уплотнительного кольца, а обойма выполнена с фланцем и уступом, причем во фланце выполнены отверстия под пружины прижима седла к пробке, а защитное металлическое кольцо выполнено замкнутым из листового проката и расположено между проходным отверстием обоймы и отверстиями для подвода герметика к пробке (см. патент РФ на изобретение № 2334149, МПК F16K 5/20, F16K 5/06, F16K 25/00, опубл. 20.09.2008 г.).A ball valve is also known, containing a one-piece body with inlet and outlet pipes, a ball swivel plug on supports and two seats pressed by springs to the plug, each of which contains a polyurethane sealing ring fixed in a cage, a cage with holes for supplying lubricant - sealant into the gap between the plug and the cage, while the seat is equipped with a clamping ring and a protective metal ring in contact with the spherical surface of the cork and installed in the cage in a blind annular groove with holes for springs and locking screws, the clamping ring is made with holes for fixing the sealing ring in the cage, and the cage is made with a flange and a ledge, and in the flange there are holes for the springs of pressing the seat to the plug, and the protective metal ring is made of closed sheet metal and is located between the through hole of the cage and the holes for supplying sealant to the plug (see RF patent for invention No. 2334149 , IPC F16K 5/20, F16K 5/06, F16 K 25/00, publ. September 20, 2008).

В известном шаровом кране пружины, прижимающие уплотнительное кольцо к шаровой поворотной пробке, расположены на внешней периферии седла, а пружины, прижимающие металлическое кольцо к шаровой поверхности пробки, расположены вблизи внутреннего отверстия седла. Однако такое расположение пружин в шаровых кранах приводит к увеличению габаритных размеров и массы шарового крана.In a known ball valve, the springs pressing the sealing ring against the ball rotary plug are located on the outer periphery of the seat, and the springs pressing the metal ring against the ball surface of the plug are located near the inner hole of the seat. However, such an arrangement of springs in ball valves leads to an increase in overall dimensions and weight of the ball valve.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является известный кран шаровой, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шаровую поворотную пробку на опорах и два седла, прижатых пружинами к пробке, каждое из которых содержит уплотнительное кольцо и защитное металлическое кольцо, прижимаемое пружинами к шаровой пробке, при этом дополнительно введено металлическое кольцо, в котором выполнены сквозные и несквозные отверстия, причем пружины, взаимодействующие с седлом, установлены в сквозных отверстиях, а взаимодействующие с защитным кольцом - в несквозных отверстиях, причем введенное металлическое кольцо закреплено на защитном кольце (см. патент РФ на изобретение № 2660762, МПК F16K 5/20, F16K 5/06, опубл. 09.07.2018 г.). The closest in technical essence to the proposed technical solution is a well-known ball valve, containing a body with inlet and outlet pipes, a ball swivel plug on supports and two seats pressed by springs to the plug, each of which contains a sealing ring and a protective metal ring pressed by springs to ball plug, at the same time, a metal ring is additionally introduced, in which through and non-through holes are made, moreover, the springs interacting with the seat are installed in through holes, and interacting with the protective ring - in non-through holes, and the inserted metal ring is fixed on the protective ring (see RF patent for the invention No. 2660762, IPC F16K 5/20, F16K 5/06, published on 07/09/2018).

Недостатком известного шарового крана является то, что для вращения шаровой пробки в корпус крана введен с наружной поверхности шпиндель, который удерживается крепежным устройством (на чертежах не показано). При этом шпиндель сохраняет возможность быть выдавленным из корпуса давлением транспортируемой среды, что снижает надежность работы крана, повышает трудоемкость изготовления крана, увеличивает габариты и массу крана. The disadvantage of the known ball valve is that for the rotation of the ball plug into the valve body is introduced from the outer surface of the spindle, which is held by a fastening device (not shown). At the same time, the spindle retains the ability to be squeezed out of the body by the pressure of the transported medium, which reduces the reliability of the valve, increases the complexity of manufacturing the valve, and increases the dimensions and weight of the valve.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и безопасности работы крана шарового за счет исключения возможности выдавливания шпинделя из корпуса крана давлением транспортируемой среды.The objective of the present invention is to improve the reliability and safety of the ball valve by eliminating the possibility of extrusion of the spindle from the valve body by the pressure of the transported medium.

Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является обеспечение возможности монтажа шпинделя из внутренней полости корпуса крана за счет круглой и квадратной форм частей шпинделя и введения квадратного отверстия по оси опоры шаровой пробки.The technical result achieved in solving this problem is to ensure the possibility of mounting the spindle from the internal cavity of the valve body due to the round and square shapes of the spindle parts and the introduction of a square hole along the axis of the ball plug support.

Кроме этого уменьшается трудоемкость изготовления, а также габаритные размеры и масса крана за счет исключения необходимости крепежного устройства. In addition, the complexity of manufacturing is reduced, as well as the overall dimensions and weight of the crane due to the elimination of the need for a fastening device.

Указанный технический результат достигается тем, что в кране шаровом, содержащим корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку в опорах с проходным отверстием, два седла с защитными металлическими кольцами, прижимаемыми пружинами к пробке, и шпиндель, часть которого герметично установленная в корпусе, выполнена круглой, согласно изобретения, часть шпинделя и отверстие в шаровой пробке, в котором эта часть шпинделя установлена, выполнены квадратной формы, при этом диаметр круглой части шпинделя меньше диаметра окружности, вписанной в квадрат другой части шпинделя, а квадратное отверстие в шаровой пробке, размещенное по оси опоры, соединяет наружную поверхность шаровой пробки с проходным отверстием.The specified technical result is achieved by the fact that in a ball valve containing a body with inlet and outlet pipes, a ball plug in supports with a through hole, two seats with protective metal rings pressed against the plug by springs, and a spindle, part of which is hermetically installed in the body, is made round, according to the invention, part of the spindle and the hole in the ball plug, in which this part of the spindle is installed, are made of square shape, while the diameter of the round part of the spindle is less than the diameter of the circle inscribed in the square of the other part of the spindle, and the square hole in the ball plug, located along support axis, connects the outer surface of the ball plug with the through hole.

Целесообразно, чтобы в корпус крана была дополнительно введена шайба, установленная отверстием на круглой части шпинделя и имеющая наружную поверхность, диаметр которой больше диагонали квадратной части шпинделя, при этом одна плоскость шайбы взаимодействует с торцевой плоскостью квадратной части шпинделя, не перекрытой круглой частью шпинделя, а другая плоскость шайбы взаимодействует с плоскостью в корпусе крана.It is advisable that a washer was additionally introduced into the valve body, installed with a hole on the round part of the spindle and having an outer surface whose diameter is greater than the diagonal of the square part of the spindle, while one plane of the washer interacts with the end plane of the square part of the spindle, not covered by the round part of the spindle, and the other plane of the washer interacts with the plane in the valve body.

В квадратном отверстии установлена квадратная часть шпинделя, а другая часть шпинделя выполнена круглой, при этом диаметр круглой части шпинделя меньше диаметра окружности, вписанной в квадрат другой части шпинделя, что исключает возможность выдавливания шпинделя из корпуса крана.A square part of the spindle is installed in the square hole, and the other part of the spindle is made round, while the diameter of the round part of the spindle is less than the diameter of the circle inscribed in the square of the other part of the spindle, which excludes the possibility of the spindle being squeezed out of the valve body.

Наличие в корпусе крана шайбы, установленной отверстием на круглой части шпинделя и имеющая наружную поверхность, диаметр которой больше диагонали квадратной части шпинделя, при этом одна плоскость шайбы взаимодействует с торцевой плоскостью квадратной части шпинделя, не перекрытой круглой частью шпинделя, а другая плоскость шайбы взаимодействует с плоскостью в корпусе крана, что исключает возможность выдавливания шпинделя из корпуса крана, защищает корпус крана от повреждений квадратной частью шпинделя и обеспечивает уменьшение крутящего момента, необходимого для управления краном.The presence in the valve body of a washer installed with a hole on the round part of the spindle and having an outer surface whose diameter is greater than the diagonal of the square part of the spindle, while one plane of the washer interacts with the end plane of the square part of the spindle, not covered by the round part of the spindle, and the other plane of the washer interacts with plane in the valve body, which eliminates the possibility of extrusion of the spindle from the valve body, protects the valve body from damage by the square part of the spindle and reduces the torque required to control the crane.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображён главный вид крана шарового в положении «Открыто», продольный разрез; на фиг. 2 - выносной элемент А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - шпиндель в трехмерной проекции.The invention is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows the main view of the ball valve in the "Open" position, a longitudinal section; in fig. 2 - remote element A in Fig. 1; in fig. 3 - section B-B in Fig. 1; in fig. 4 - spindle in three-dimensional projection.

Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - выходной патрубок; 4 - шаровая пробка в опорах; 5 - проходное отверстие в шаровой пробке 4; 6 - подпружиненные седла с защитными кольцами; 7 - шпиндель; 8 - круглая часть шпинделя 7; 9 - квадратная часть шпинделя 7; 10 - торцевая плоскость квадратной части шпинделя 7; 11 - ось опоры; 12 - квадратное отверстие шаровой пробки 4; 13 - наружная поверхность шаровой пробки 4; 14 - шайба; 15 - отверстие в шайбе 14; 16 - наружная поверхность шайбы 14; 17 - плоскость шайбы 14; 18 - другая плоскость шайбы 14; 19 - плоскость в корпусе 1 крана. Positions in the drawings indicate the following: 1 - housing; 2 - inlet pipe; 3 - outlet pipe; 4 - ball plug in supports; 5 - passage hole in the ball plug 4; 6 - spring-loaded seats with protective rings; 7 - spindle; 8 - round part of the spindle 7; 9 - square part of the spindle 7; 10 - end plane of the square part of the spindle 7; 11 - support axis; 12 - square hole of ball plug 4; 13 - outer surface of ball plug 4; 14 - washer; 15 - hole in washer 14; 16 - outer surface of the washer 14; 17 - the plane of the washer 14; 18 - another plane of the washer 14; 19 - plane in the body 1 of the crane.

Подробное описание изобретения. Detailed description of the invention.

Кран шаровой содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, шаровую пробку в опорах 4, с проходным отверстием 5, подпружиненные седла с защитными кольцами 6, и шпиндель 7 (фиг. 1). Часть шпинделя 7, герметично установленная в корпусе 1, выполнена круглой 8, а часть шпинделя 7, установленная в шаровой пробке 4, выполнена квадратной 9. При этом круглая часть 8 шпинделя 7 вписана в торцевую плоскость 10 квадратной части 9 шпинделя 7 (фиг. 1,2,3,4). Диаметр круглой части 8 шпинделя 7 выполнен меньше диаметра окружности, вписанной в квадрат 9 другой части шпинделя 7.The ball valve contains a body 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles, a ball plug in supports 4, with a through hole 5, spring-loaded seats with protective rings 6, and a spindle 7 (Fig. 1). The part of the spindle 7, hermetically installed in the housing 1, is made round 8, and the part of the spindle 7, installed in the ball plug 4, is made square 9. In this case, the round part 8 of the spindle 7 is inscribed in the end plane 10 of the square part 9 of the spindle 7 (Fig. 1 ,2,3,4). The diameter of the round part 8 of the spindle 7 is smaller than the diameter of the circle inscribed in the square 9 of the other part of the spindle 7.

В шаровой пробке 4 по оси опоры 11 выполнено квадратное отверстие 12, соединяющее наружную поверхность 13 пробки 4 с проходным отверстием 5 (фиг. 1). В корпус 1 крана дополнительно введена шайба 14, установленная отверстием 15 на круглой части 8 шпинделя 7 и имеющая наружную поверхность 16, диаметр которой больше диагонали квадратной части 9 шпинделя 7, при этом одна плоскость 17 шайбы 14 взаимодействует с торцевой плоскостью 10 квадратной части 9 шпинделя 7, не перекрытой круглой частью 8 шпинделя 7, другая плоскость 18 шайбы 14 взаимодействует с плоскостью 19 корпуса 1 крана (фиг. 2). In the ball plug 4, along the axis of the support 11, a square hole 12 is made, connecting the outer surface 13 of the plug 4 with the passage hole 5 (Fig. 1). A washer 14 is additionally introduced into the valve body 1, installed by a hole 15 on the round part 8 of the spindle 7 and having an outer surface 16, the diameter of which is greater than the diagonal of the square part 9 of the spindle 7, while one plane 17 of the washer 14 interacts with the end plane 10 of the square part 9 of the spindle 7, not covered by the round part 8 of the spindle 7, another plane 18 of the washer 14 interacts with the plane 19 of the valve body 1 (Fig. 2).

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Кран шаровой работает следующим образом.The ball valve works as follows.

В положении «Открыто» (фиг. 1) давление транспортируемой среды создает на шпинделе 7 усилие, которое через торцевую плоскость 10 квадратной части 9 шпинделя 7, не перекрытой круглой частью 8 шпинделя 7, передается на шайбу 14 и корпус 1 крана, что исключает возможность выдавливания шпинделя 7 из корпуса 1 крана.In the "Open" position (Fig. 1), the pressure of the transported medium creates a force on the spindle 7, which through the end plane 10 of the square part 9 of the spindle 7, not blocked by the round part 8 of the spindle 7, is transmitted to the washer 14 and the valve body 1, which eliminates the possibility extrusion of the spindle 7 from the valve body 1.

При создании крутящего момента по часовой стрелке приводом (на чертеже не покапзан) на шпинделе 7 шаровая пробка 4 поворачивается на 90° и перекрывает поток транспортируемой среды. При создании крутящего момента в противоположном направлении шпиндель 7 поворачивает шаровую пробку 4 в исходное положение.When creating torque clockwise drive (not shown in the drawing) on the spindle 7 ball plug 4 rotates 90° and blocks the flow of the transported medium. When creating a torque in the opposite direction, the spindle 7 rotates the ball plug 4 to its original position.

В ООО Завод «Газпроммаш» (г. Саратов) были изготовлены опытные образцы предложенного крана шарового и проведены их испытания, доказавшие надежногсть и безопасность работы крана, снижение трудоемкости изготовления и уменьшения габаритных размеров и массы крана за счет исключения возможности выдавливания шпинделя 7 из корпуса 1 крана. In Zavod Gazprommash LLC (Saratov), prototypes of the proposed ball valve were manufactured and tested, which proved the reliability and safety of the valve, reducing the complexity of manufacturing and reducing the overall dimensions and weight of the valve by eliminating the possibility of extruding spindle 7 from body 1 crane.

Claims

Кран шаровой, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку в опорах с проходным отверстием, два седла с защитными металлическими кольцами, прижимаемыми пружинами к пробке, и шпиндель, часть которого, герметично установленная в корпусе, выполнена круглой, отличающийся тем, что часть шпинделя и отверстие в шаровой пробке, в котором эта часть шпинделя установлена, выполнены квадратной формы, при этом диаметр круглой части шпинделя меньше диаметра окружности, вписанной в квадрат другой части шпинделя, а квадратное отверстие в шаровой пробке, размещенное по оси опоры, соединяет наружную поверхность шаровой пробки с проходным отверстием, а в корпус крана дополнительно введена шайба, установленная отверстием на круглой части шпинделя и имеющая наружную поверхность, диаметр которой больше диагонали квадратной части шпинделя, при этом одна плоскость шайбы взаимодействует с торцевой плоскостью квадратной части шпинделя, не перекрытой круглой частью шпинделя, а другая плоскость шайбы взаимодействует с плоскостью в корпусе крана.A ball valve, comprising a body with inlet and outlet pipes, a ball plug in supports with a through hole, two seats with protective metal rings pressed against the plug by springs, and a spindle, part of which, hermetically installed in the body, is made round, characterized in that the part the spindle and the hole in the ball plug, in which this part of the spindle is installed, are made of a square shape, while the diameter of the round part of the spindle is less than the diameter of the circle inscribed in the square of the other part of the spindle, and the square hole in the ball plug, located along the axis of the support, connects the outer surface a ball plug with a through hole, and a washer is additionally introduced into the valve body, installed with a hole on the round part of the spindle and having an outer surface whose diameter is greater than the diagonal of the square part of the spindle, while one plane of the washer interacts with the end plane of the square part of the spindle, not covered by the round part spindle and the other flat The washers interact with the plane in the valve body.