RU69186U1

RU69186U1 - VALVE VALVE

Info

Publication number: RU69186U1
Application number: RU2007132672/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Константинович Пономарев; Евгений Васильевич Рыжов; Владимир Викторович Моисеев
Original assignee: Анатолий Константинович Пономарев; Евгений Васильевич Рыжов; Владимир Викторович Моисеев
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2007-12-10

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в насосных установках, предназначенных для подъема жидкостей с больших глубин, например нефти из скважин, а также для перекачки нефти или в гидроприводах. Клапан золотниковый содержит корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотненных эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещенных относительно друг друга на угол 360°/n, где n - число пар колец, при этом эластичные кольца размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах, глубина которых меньше диаметра поперечного сечения эластичного кольца в 0,3-0,5 раза, при этом золотник выполнен с кольцевым буртом и опорным уступом, уплотнительные кольца размещены на золотнике между последними, а расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом и опорным уступом превышает суммарную высоту уплотнительных колец в 1,01-1,02 раза. В результате достигается повышение герметичности и надежности работы клапана.The utility model relates to the field of engineering and can be used in pumping plants designed for lifting liquids from great depths, for example, oil from wells, as well as for pumping oil or in hydraulic drives. The spool valve contains a housing in which a locking member with a stem is located and a seat is made, and the locking member is made in the form of a slide valve forming a locking pair with the inner surface of the seat due to a set of axially and radially movable sealing rings sealed with elastic rings with a circular cross section eccentrically pairwise offset relative to each other by an angle of 360 ° / n, where n is the number of pairs of rings, while the elastic rings are placed on the spool in the annular grooves made on its surface ah, the depth of which is less than the cross-sectional diameter of the elastic ring by 0.3-0.5 times, while the spool is made with an annular shoulder and a supporting ledge, the sealing rings are placed on the spool between the latter, and the distance along the axis of the spool between the annular shoulder and the supporting ledge exceeds the total height of the sealing rings by 1.01-1.02 times. The result is an increase in tightness and reliability of the valve.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в насосных установках, предназначенных для подъема жидкостей с больших глубин, например нефти из скважин, а также для перекачки нефти или в гидроприводах.The utility model relates to the field of engineering and can be used in pumping plants designed for lifting liquids from great depths, for example, oil from wells, as well as for pumping oil or in hydraulic drives.

Известен клапан золотниковый, включающий цилиндрический золотник и седло, сопряженные с гарантированным зазором по посадке скольжения (см. патент РФ №2066400, Кл. F16К 15/02, 10.09.1996).Known valve spool, including a cylindrical spool and a saddle, coupled with a guaranteed clearance for sliding fit (see RF patent No. 2066400, CL. F16K 15/02, 09/10/1996).

Недостатком известной конструкции является низкая герметичность особенно при наличии механических включений в рабочей жидкости или нефти.A disadvantage of the known design is the low tightness, especially in the presence of mechanical impurities in the working fluid or oil.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является клапан золотниковый, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотненных эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещенных относительно друг друга на угол 360°/n, где n - число пар колец (патент РФ №2247865, Кл. F16К 15/02, 10.03.2005).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a spool valve containing a housing in which a shut-off element with a stem is located and a seat is made, and the shut-off element is made in the form of a spool forming a shut-off pair with an inner surface of the seat due to a set of movable axial and the radial direction of the sealing rings, sealed with elastic rings with a circular cross section, eccentrically pairwise offset relative to each other by an angle of 360 ° / n, where n is the number of pairs of rings (RF patent No. 2247865, CL. F16K 15/02, 03/10/2005).

Однако данный клапан также не обеспечивает надежности, что связано с тем, что в статическом положении закрытого клапана давление рабочей жидкости может приводить к ее утечкам и нарушению герметичности.However, this valve also does not provide reliability, due to the fact that in the static position of the closed valve the pressure of the working fluid can lead to leakage and leakage.

Задачей настоящей полезной модели является уменьшение утечек рабочей жидкости в статическом состоянии при закрытом клапане.The objective of this utility model is to reduce leakage of the working fluid in a static state with the valve closed.

Технический результат заключается в том, что повышается надежность работы клапана.The technical result is that the reliability of the valve.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что клапан золотниковый содержит корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотненных эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещенных относительно друг друга на угол 360°/n, где n - число пар колец, при этом эластичные кольца размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах, глубина которых меньше диаметра поперечного сечения эластичного кольца, при этом золотник выполнен с кольцевым буртом и опорным уступом, уплотнительные кольца размещены на золотнике между последними, а расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом и опорным уступом превышает суммарную высоту уплотнительных колец.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the spool valve contains a housing in which a shut-off element with a stem is located and a seat is made, and the shut-off element is made in the form of a spool forming a locking pair with the inner surface of the saddle due to a set of movable axial and the radial direction of the sealing rings, sealed with elastic rings with a round cross section, eccentrically pairwise offset relative to each other by an angle of 360 ° / n, where n is the number of pairs of rings, while elas Ternary rings are placed on the spool in annular grooves made on its surface, the depth of which is less than the diameter of the cross section of the elastic ring, while the spool is made with an annular collar and a supporting ledge, o-rings are placed on the spool between the latter, and the distance along the axis of the spool between the annular collar and the reference ledge exceeds the total height of the sealing rings.

Кольцевой бурт золотника может быть выполнен с конической фаской, а седло выполнено с конической посадочной поверхностью под коническую фаску кольцевого бурта.The annular collar of the spool can be made with a tapered chamfer, and the saddle is made with a tapered seating surface under the tapered bevel of the annular collar.

Предпочтительно глубина кольцевых пазов составляет 0,3-0,5 от диаметра поперечного сечения эластичного кольца.Preferably, the depth of the annular grooves is 0.3-0.5 of the cross-sectional diameter of the elastic ring.

Предпочтительно, расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом и опорным уступом превышает в 1,01-1,02 раза суммарную высоту расположенных на золотнике уплотнительных колец.Preferably, the distance along the axis of the spool between the annular collar and the support ledge exceeds 1.01-1.02 times the total height of the o-rings located on the spool.

На чертеже представлен продольный разрез клапана золотникового.The drawing shows a longitudinal section of a spool valve.

Клапан золотниковый содержит корпус 1, в котором размещен запорный орган 2 со штоком 3 и выполнено седло 4. Запорный орган 2 выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла 4 за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении и The slide valve comprises a housing 1, in which a locking member 2 with a stem 3 is placed and a seat 4 is made. The locking member 2 is made in the form of a slide valve forming a locking pair with the inner surface of the seat 4 due to a set of axially and radially movable

выполненных из стали уплотнительных колец 5, уплотненных эластичными кольцами 6. Последние выполнены с круглым поперечным сечением, размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах 7, образованных эксцентричными кольцевыми канавками. За счет выполнения кольцевых пазов 7 эксцентрично смещены размещенные в них эластичные кольца 6, также эксцентрично попарно смещенные относительно друг друга на угол 360°/n, где n - число пар колец. Глубина кольцевых пазов 7 переменная и составляет 0,3-0,5 от диаметра поперечного сечения эластичного кольца 6. Золотник выполнен с кольцевым буртом 8 и опорным уступом 9, уплотнительные кольца 5 размещены на золотнике между последними, а расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом 8 и опорным уступом 9 превышает в 1,01-1,02 раза суммарную высоту уплотнительных колец 5.O-rings 5 made of steel, sealed with elastic rings 6. The latter are made with a circular cross section and are placed on the spool in the annular grooves 7 formed on its surface, formed by eccentric annular grooves. Due to the execution of the annular grooves 7, the elastic rings 6 placed therein are eccentrically displaced, also eccentrically pairwise offset relative to each other by an angle of 360 ° / n, where n is the number of pairs of rings. The depth of the annular grooves 7 is variable and is 0.3-0.5 of the cross-sectional diameter of the elastic ring 6. The spool is made with an annular shoulder 8 and a bearing ledge 9, the sealing rings 5 are placed on the spool between the latter, and the distance along the axis of the spool between the annular shoulder 8 and the reference step 9 exceeds 1.01-1.02 times the total height of the sealing rings 5.

Кольцевой бурт 8 может быть выполнен с конической фаской 10, а седло 4 выполнено с конической посадочной поверхностью 11 под коническую фаску 10 кольцевого бурта 8.The annular collar 8 can be made with a conical bevel 10, and the saddle 4 is made with a conical seating surface 11 under the conical bevel 10 of the annular collar 8.

Эластичные кольца 5 поджаты в осевом направлении шайбой 12 посредством гайки 13, навинченной на выполненную на штоке 3 резьбу.The elastic rings 5 are axially clamped by the washer 12 by means of a nut 13 screwed onto a thread made on the stem 3.

Для фиксации запорного органа 2 в осевом направлении, в корпусе 1 выполнено отверстие 14, в котором размещен шток 3 с гайкой или буртом на конце, а для прохода жидкости в корпусе 1 выполнены отверстия 15.To fix the locking element 2 in the axial direction, a hole 14 is made in the housing 1, in which the rod 3 with a nut or shoulder is placed at the end, and holes 15 are made for the passage of fluid in the housing 1.

Клапан работает следующим образом:The valve operates as follows:

Под действием давления жидкости запорный орган 2 опускается вниз в седло 4 и закрывает клапан.Under the action of fluid pressure, the shutoff member 2 lowers down into the seat 4 and closes the valve.

При этом, если в клапане две пары уплотнительных колец 5, то каждая пара уплотнительных колец 5 плотно прижимается к поверхности седла 4 в перпендикулярном направлении по отношению друг к другу. Прижим уплотнительных колец 5 в осевом направлении обеспечивается за счет выполнения глубины каждого кольцевого паза 7 меньше диаметра эластичных колец 6 в их поперечном сечении или, что тоже самое, меньше Moreover, if the valve has two pairs of o-rings 5, then each pair of o-rings 5 is tightly pressed against the surface of the seat 4 in the perpendicular direction with respect to each other. The clamping of the sealing rings 5 in the axial direction is ensured by performing the depth of each annular groove 7 less than the diameter of the elastic rings 6 in their cross section or, what is the same, less

толщины эластичных колец 6 на 0,15-0,2 раза.thickness of elastic rings 6 by 0.15-0.2 times.

При воздействии на уплотнительные кольца 5 в осевом направлении посредством шайбы 12 они плотно сжимаются за счет деформации эластичных колец 6 в осевом направлении.When acting on the sealing rings 5 in the axial direction by means of the washer 12, they are tightly compressed due to the deformation of the elastic rings 6 in the axial direction.

В закрытом положении клапана кольцевой бурт 8 его конической фаской 10 контактирует с соответствующей конической поверхностью 11 в седле 4 и обеспечивает его герметичность в статическом положении.In the closed position of the valve, the annular shoulder 8 of its conical chamfer 10 is in contact with the corresponding conical surface 11 in the seat 4 and ensures its tightness in a static position.

Экспериментально установлено, что для обеспечения достаточной подвижности уплотнительных колец 5 глубина кольцевых пазов 7 составляет 0,3-0,5 от диаметра поперечного сечения эластичного кольца 6. При выполнении глубины пазов более 0,5 от диаметра поперечного сечения эластичного кольца 6 возможно биение уплотнительных колец 5 о золотник и, как следствие, снижение герметичности запорной пары. При выполнении глубины пазов менее 0,3 от диаметра поперечного сечения эластичного кольца 6 повышается подвижность уплотнительных колец 5, однако уменьшается осевая устойчивость уплотнительных колец 5, что ведет к снижению надежности работы клапана.It was experimentally established that to ensure sufficient mobility of the sealing rings 5, the depth of the annular grooves 7 is 0.3-0.5 of the diameter of the cross section of the elastic ring 6. When the depth of the grooves is more than 0.5 of the diameter of the cross section of the elastic ring 6, beating of the sealing rings is possible 5 about the spool and, as a result, a decrease in the tightness of the locking pair. When the groove depth is less than 0.3 of the cross-sectional diameter of the elastic ring 6, the mobility of the sealing rings 5 increases, however, the axial stability of the sealing rings 5 decreases, which reduces the reliability of the valve.

Как отмечалось выше, расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом 8 и опорным уступом 9 превышает в 1,01-1,02 раза суммарную высоту уплотнительных колец 5. При выполнении указанной величины меньше 1,01 возможно трение уплотнительных колец 5 друг с другом, что приводит к снижению их подвижности и, как следствие, снижению герметичности запорной пары. При выполнении указанной величины более 1,02 возможна потеря осевой устойчивости уплотнительных колец 5, что ведет к их перекосу и, как следствие, снижению надежности работы клапана.As noted above, the distance along the axis of the spool between the annular shoulder 8 and the supporting ledge 9 exceeds 1.01-1.02 times the total height of the o-rings 5. When this value is less than 1.01, the o-rings 5 can rub against each other, which leads to a decrease in their mobility and, as a consequence, a decrease in the tightness of the locking pair. When the specified value is greater than 1.02, the axial stability of the sealing rings 5 may be lost, which leads to their misalignment and, as a consequence, to a decrease in the reliability of the valve.

При воздействии на запорный орган 2 давления снизу он поднимается и жидкость проходит через отверстия 15 и кольцевой зазор между седлом 4 и запорным органом 2 (открытое положение показано на чертеже тонкими линиями).When pressure is applied to the shut-off element 2, it rises from below and the liquid passes through the holes 15 and the annular gap between the seat 4 and the shut-off element 2 (the open position is shown by thin lines in the drawing).

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой и других отраслях промышленности, где производят откачку и распределение различных жидких сред.This utility model can be used in the oil and gas and other industries, where they pump and distribute various liquid media.

Claims

1. Spool valve, comprising a housing in which a locking member with a stem is located and a seat is made, the locking member being made in the form of a slide valve forming a locking pair with the inner surface of the seat due to a set of axially and radially movable sealing rings sealed with elastic rings with circular cross section, eccentrically pairwise offset relative to each other by an angle of 360 ° / n, where n is the number of pairs of rings, characterized in that the elastic rings are placed on the spool in ring grooves, the depth of which is 0.3-0.5 times less than the cross-sectional diameter of the elastic ring, the spool being made with an annular collar and a supporting ledge, the sealing rings are placed on the spool between the latter, and the distance along the axis of the spool between the annular collar and the supporting the step exceeds the total height of the sealing rings by 1.01-1.02 times.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the annular collar of the spool is made with a conical chamfer, and the seat is made with a conical seating surface under the conical chamfer of the annular collar.