RU45495U1

RU45495U1 - BALL VALVE

Info

Publication number: RU45495U1
Application number: RU2004137615/22U
Authority: RU
Inventors: К.А. Ярышкин; И.А. Мордвинцева; Л.Н. Архипов; Л.П. Захаров; А.Л. Фефелов
Original assignee: Проектно-конструкторский и технологический нститут трубопроводной арматуры (ПКТИ) "Атомармпроект")
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2005-05-10

Abstract

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

Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным патрубками, сферическую поворотную пробку на опорах, подпружиненные седла, управляющий узел, установленный на шпиндель шарового крана, а также канал, соединяющий входной патрубок с полостью между корпусом, сферической поворотной пробкой и седлами, который расположен внутри корпуса шарового крана. Перекрытие этого канала осуществляется, расположенным также внутри корпуса шарового крана, запорным клапаном, шток которого имеет в верхнем окончании завальцованный шар, выступающий над поверхностью корпуса шарового крана. Управляющий узел, установленный на шпиндель шарового крана содержит специальную пластину с двумя отверстиями, в которых закреплены два штыря, и клиновой фаской, которая контактирует с завальцованным шаром запорного клапана. На квадратном конце шпинделя шарового крана установлена пластина с двумя кольцевыми пазами, в которые диаметрально противоположно друг другу входят штыри специальной пластины так, что при повороте управляющего узла они обеспечивают его перемещение без поворота сферической поворотной пробки на угол, при котором перемещение завальцованного шара запорного клапана по клиновой фаске специальной пластины обеспечивает открытие запорного клапана на заданную величину хода.The ball valve comprises a housing with inlet and outlet nozzles, a spherical rotary plug on bearings, spring-loaded seats, a control unit mounted on the spindle of the ball valve, and a channel connecting the inlet nozzle with a cavity between the housing, the spherical rotary plug and seats, which is located inside the housing ball valve. The overlap of this channel is carried out, also located inside the body of the ball valve, with a shut-off valve, the stem of which has a sealed ball at the upper end protruding above the surface of the ball valve body. The control unit mounted on the spindle of the ball valve contains a special plate with two holes in which two pins are fixed, and a wedge chamfer that contacts the sealed ball of the shut-off valve. A plate with two annular grooves is installed on the square end of the spindle of the ball valve, into which the pins of the special plate enter diametrically opposite to each other so that when the control unit is rotated, they ensure its movement without turning the spherical rotary plug at an angle at which the rolling ball of the shut-off valve moves along the wedge facet of the special plate ensures the opening of the shut-off valve by a predetermined stroke value.

Предложенная конструкция позволяет снизить момент управления краном без участия оператора, что дает возможность автоматизировать процесс и осуществить дистанционное управление шаровым краном.The proposed design allows to reduce the moment of control of the crane without operator intervention, which makes it possible to automate the process and to remotely control the ball valve.

Description

Известен шаровой кран (А.Ф.Быков «Арматура с шаровым затвором для гидравлических систем» М., Машиностроение, 1971, с.30,) со сферической поворотной пробкой на опорах с уплотняющим седлом перед пробкой, имеющий седла из полимерного материала, которые размещены в подпружиненных втулках. Такие конструкции применяются в основном в арматуре с большим условным проходом, рассчитанной на высокие рабочие давления.A well-known ball valve (A.F. Bykov, “Valves with a ball valve for hydraulic systems” M., Mechanical Engineering, 1971, p.30,) with a spherical rotary stopper on supports with a sealing seat in front of the stopper, having saddles made of polymer material that are placed in spring loaded bushings. Such designs are mainly used in valves with a large nominal bore, designed for high working pressures.

Недостатком такой конструкции является постоянное прижатие уплотнительных седел к поворотной сферической пробке, что приводит к быстрому износу полимерных седел, а также к высоким моментам для управления шаровым краном.The disadvantage of this design is the constant pressing of the sealing seats to the rotary spherical plug, which leads to rapid wear of the polymer seats, as well as to high moments for controlling the ball valve.

Известны конструкции шаровых кранов с отводом седел перед поворотами пробки за счет рычагов (патент №1185945, F 16 K 5/20), однако данная система весьма сложна и требует дополнительного введения подвижных частей - рычагов, поршней и т.п.Known designs of ball valves with tap seats before turning the plug due to levers (patent No. 1185945, F 16 K 5/20), however, this system is very complex and requires additional introduction of moving parts - levers, pistons, etc.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является конструкция шарового крана, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, проходной канал, сферическую поворотную пробку на опорах, подпружиненные седла, с ослаблением усилия прижатия уплотнительных седел к сферической поворотной пробке путем подачи давления рабочей среды из входного патрубка корпуса в полость между корпусом, сферической поворотной пробкой и седлами через обводной канал, снабженный средством его перекрытия в виде вентиля, управляемого вручную оператором (патент RU 2005243, 5 F 16 K 5/20).The closest technical solution to the claimed one is the design of a ball valve containing a housing with inlet and outlet nozzles, a passage channel, a spherical rotary plug on bearings, spring-loaded seats, with a weakening force of the sealing seats to the spherical rotary plug by applying pressure of the working medium from the inlet nozzle of the housing into the cavity between the body, the spherical rotary plug and the seats through the bypass channel, equipped with a means of its overlap in the form of a valve controlled manually by the operator rum (patent RU 2005243, 5 F 16 K 5/20).

Недостатком такой конструкции являются невозможность строго дозированного снижения момента управления шаровым краном в начальный момент открытия, а также наличие «человеческого фактора», т.е. оператор может случайно забыть открыть или закрыть вентиль, что приводит к протечкам рабочей среды, а соответственно снижает надежность работы шарового крана.The disadvantage of this design is the impossibility of a strictly metered decrease in the moment of control of the ball valve at the initial opening moment, as well as the presence of a "human factor", i.e. the operator may accidentally forget to open or close the valve, which leads to leakage of the working environment, and accordingly reduces the reliability of the ball valve.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы шарового крана и обеспечение возможности автоматизации и дистанционного управления шаровым краном.The technical task of the utility model is to increase the reliability of the ball valve and provide automation and remote control of the ball valve.

Техническая задача достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, проходной канал, сферическую поворотную пробку на опорах, подпружиненные седла, управляющий узел, установленный на шпиндель шарового крана, и канал, соединяющий входной патрубок с полостью между корпусом, сферической поворотной пробкой и седлами, и снабженный средством его перекрытия при закрытом положении шарового крана, канал, соединяющий входной патрубок с полостью между корпусом, сферической поворотной пробкой и седлами, расположен внутри корпуса шарового крана, а средством его перекрытия служит, расположенный также внутри корпуса шарового крана, запорный клапан, шток которого имеет в верхнем окончании завальцованный шар, выступающий над поверхностью корпуса шарового крана, причем управляющий узел, установленный на шпиндель шарового крана содержит специальную пластину с двумя отверстиями, в которых закреплены два штыря, и клиновой фаской, которая контактирует с завальцованным шаром запорного клапана, а на квадратном конце шпинделя шарового крана установлена пластина с двумя кольцевыми пазами, в которые диаметрально противоположно друг другу входят штыри специальной пластины так, что при повороте, управляющего узла они обеспечивают его перемещение без поворота сферической поворотной пробки на угол, при котором перемещение завальцованного шара запорного The technical problem is achieved by the fact that in a ball valve containing a housing with inlet and outlet nozzles, a passage channel, a spherical rotary tube on bearings, spring-loaded seats, a control unit mounted on the spindle of a ball valve, and a channel connecting the inlet pipe with a cavity between the body, a spherical rotary plug and seats, and equipped with a means of overlapping it when the ball valve is closed, the channel connecting the inlet to the cavity between the housing, the spherical rotary plug and saddles, is false inside the ball valve housing, and the shutoff valve, also located inside the ball valve housing, serves as a means of shutting off, the stem of which has a rolled ball at the upper end protruding above the surface of the ball valve housing, and the control unit mounted on the spindle of the ball valve contains a special plate with two holes in which two pins are fixed, and a wedge chamfer that contacts the sealed ball of the shut-off valve, and install on the square end of the spindle of the ball valve on a plate with two annular grooves, into which the pins of a special plate enter diametrically opposite to each other so that when turning the control unit, they ensure its movement without turning the spherical rotary plug by an angle at which the movement of the sealed ball

клапана по клиновой фаске специальной пластины обеспечивает открытие запорного клапана на заданную величину хода.valve on the wedge facet of a special plate provides the opening of the shut-off valve by a predetermined stroke value.

На фиг.1 представлена конструкция шарового крана, на фиг.2 изображен управляющий узел шарового крана в месте контакта специальной пластины с завальцованным шаром штока запорного клапана, на фиг.3 изображен вид пластины с кольцевыми пазами и штырями в их крайнем положении.Figure 1 shows the design of the ball valve, figure 2 shows the control node of the ball valve at the point of contact of the special plate with a sealed ball of the shutoff valve stem, figure 3 shows a view of the plate with annular grooves and pins in their extreme position.

Конструкция шарового крана содержит корпус 1, сферическую поворотную пробку 2 с проходным каналом 3, два уплотнительных седла 4, находящиеся в подпружиненных втулках 5, канал 6, соединяющий входной патрубок 7 корпуса 1 с полостью 8, образованной корпусом, поворотной сферической запорной пробкой 2 и седлами 4. Управление краном осуществляется управляющим узлом при помощи рукоятки 9, установленным на шпинделе 10. Управляющий узел содержит специальную пластину 11 с двумя отверстиями, в которых закреплены два штыря 12, и клиновой фаской 13, которая контактирует с завальцованным шаром 14 штока 15 запорного клапана 16 (фиг.2), установленного в корпусе 1 для перекрытия канала 6. На квадратном конце шпинделя 17 находится пластина 18с двумя кольцевыми пазами 19 (фиг.3), в которые диаметрально противоположно друг другу входят штыри 12 специальной пластины 11 так, что при повороте управляющего узла они обеспечивают его перемещение без поворота сферической поворотной пробки 2 на угол, при котором перемещение завальцованного шара 14 запорного клапана 16 по клиновой фаске 13 специальной пластины 11 обеспечивает открытие запорного клапана 16 на заданную величину хода.The design of the ball valve comprises a housing 1, a spherical rotary plug 2 with a passage channel 3, two sealing seats 4 located in the spring-loaded bushings 5, a channel 6 connecting the inlet pipe 7 of the housing 1 with a cavity 8 formed by the housing, a rotary spherical locking stopper 2 and saddles 4. The crane is controlled by the control unit using the handle 9 mounted on the spindle 10. The control unit contains a special plate 11 with two holes in which two pins 12 are fixed, and a wedge facet 13, which activates with a sealed ball 14 of the rod 15 of the shut-off valve 16 (figure 2) installed in the housing 1 to block the channel 6. At the square end of the spindle 17 is a plate 18 with two annular grooves 19 (figure 3), which are diametrically opposed to each other the pins 12 of the special plate 11 so that when the control unit is rotated, they provide its movement without turning the spherical rotary plug 2 by an angle at which the movement of the rolled ball 14 of the shutoff valve 16 along the wedge facet 13 of the special plate 11 provides opening the shut-off valve 16 by a predetermined stroke amount.

Предлагаемая конструкция шарового крана работает следующим образом.The proposed design of a ball valve works as follows.

При подаче рабочей среды (изделие закрыто) во входной патрубок 7 корпуса 1, контактирующая поверхность седла 4 прижимается давлением рабочей среды, действующим на торцевую поверхность подпружиненной втулки 5, к сферической поверхности поворотной пробки 2, создавая усилие, When applying the working medium (the product is closed) to the inlet pipe 7 of the housing 1, the contact surface of the seat 4 is pressed by the pressure of the working medium acting on the end surface of the spring sleeve 5 to the spherical surface of the rotary plug 2, creating a force

необходимое для обеспечения герметичности в узле затвора шарового крана, при этом выходное седло прижимается к сферической поворотной пробке за счет усилия пружин, находящихся во втулке 5. При открытии шарового крана в начальный момент производится поворот узла управления (например, с помощью рукоятки 9) вместе со специальной пластиной 11 на заданный конструктивным исполнением кольцевого паза 19 угол, при этом пластина 18, закрепленная на квадратном конце шпинделя 17 не поворачивается, а происходит открытие запорного клапана 16 за счет перемещения завальцованного шара 14 штока 15 по клиновой фаске 13 специальной пластины 11 на заданную величину хода. Рабочая среда по каналу 6 поступает в полость 8, снижая перепад давления на входном уплотнительном седле 4 и отжимая выходное седло от сферической поворотной пробки 2, что приводит к резкому снижению момента управления шаровым краном. Дальнейший поворот узла управления производится вместе с поворотом шпинделя 10 на 90°, благодаря зацеплению штырей 12 с пластиной 18.necessary to ensure tightness in the ball valve shutter assembly, while the output seat is pressed against the spherical rotary plug due to the efforts of the springs located in the sleeve 5. When the ball valve is opened at the initial moment, the control unit is rotated (for example, using the handle 9) together with a special plate 11 at an angle specified by the design of the annular groove 19, while the plate 18, mounted on the square end of the spindle 17 is not rotated, but the shut-off valve 16 is opened by changing the rolling ball 14 of the rod 15 along the wedge facet 13 of the special plate 11 by a predetermined stroke value. The working medium through the channel 6 enters the cavity 8, reducing the pressure drop at the inlet sealing seat 4 and squeezing the output seat from the spherical rotary tube 2, which leads to a sharp decrease in the moment of control of the ball valve. Further rotation of the control unit is carried out together with the rotation of the spindle 10 by 90 °, due to the engagement of the pins 12 with the plate 18.

Трение уплотнительных седел по сферической поворотной пробке вследствие их разгрузки резко уменьшается, снижается их износ в процессе эксплуатации, кроме того исключается несанкционированная протечка среды при предложенной конструкции автоматизированной разгрузки шарового крана, а следовательно, повышается надежность работы шарового крана.The friction of the sealing seats along the spherical rotary plug due to their unloading is sharply reduced, their wear during operation is reduced, unauthorized leakage of the medium is eliminated with the proposed design of the automated unloading of the ball valve, and therefore, the reliability of the ball valve increases.

Предложенная конструкция шарового крана позволяет осуществлять дистанционное управление шаровым краном, так как система разгрузки шарового крана производится без участия оператора, автоматически, то есть исключается влияние «человеческого фактора».The proposed design of the ball valve allows remote control of the ball valve, since the ball valve unloading system is performed without operator intervention, automatically, that is, the influence of the "human factor" is excluded.

Claims

A ball valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a passage channel, a spherical rotary tube on bearings, spring-loaded seats, a control unit mounted on a spindle of a ball valve, and a channel connecting the inlet pipe with a cavity between the body, a spherical rotary tube and seats, and equipped with a means of its overlapping when the ball valve is closed, characterized in that the channel connecting the inlet pipe to the cavity between the housing, the spherical rotary tube and the seats is located inside to the ball valve housing, and the shutoff valve located inside the ball valve housing, the rod of which has a rolled ball at the upper end protruding above the surface of the ball valve housing, the control unit mounted on the spindle of the ball valve, contains a special plate with two holes , in which two pins are fixed, and a wedge chamfer, which contacts the sealed ball of the shut-off valve, and a plate with two valves is installed on the square end of the spindle of the ball valve knowing the ring grooves into which the pins of the special plate enter diametrically opposite to each other, so that when the control unit is rotated, they ensure its movement without turning the spherical rotary plug by an angle at which the movement of the sealed ball of the shut-off valve along the wedge facet of the special plate allows the shut-off valve to open set value of the stroke.