RU188302U1

RU188302U1 - BALL VALVE

Info

Publication number: RU188302U1
Application number: RU2018131776U
Authority: RU
Inventors: Павел Иванович Балабай
Original assignee: Открытое акционерное общество "Волгограднефтемаш"
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-04-05

Abstract

Шаровой кран, содержащий корпус с горизонтально расположенным в положении «открыто» проходным отверстием для свободного прохода рабочей среды, в верхней части корпуса выполнено отверстие для неразъемной установки нижнего конца вертикального фланца сальника, а сам фланец приварен к внешней поверхности корпуса, симметрично вертикальной оси шарового крана внутри корпуса установлены шаровая поворотная пробка с верхней цапфой, имеющей паз, и нижней цапфой, две опорные плиты и два седла с уплотнительными элементами, при этом в вертикальном фланце установлены шпиндель с уплотнительными элементами, имеющий нижний выступ, помещенный в паз верхней цапфы шаровой поворотной пробки, втулка с уплотнительными элементами, закрепленная винтами к верхнему концу фланца, фланцевая крышка. При этом по краям внутри корпуса установлены две дополнительные отдельные корпусные детали с пружинами внутри них, при этом они выполнены как единое целое с присоединительными патрубками, а сам корпус шарового крана представлен в виде горизонтально расположенной толстостенной цилиндрической обечайки и выполнен как единое целое с двумя тонкостенными кольцами, которые завальцованы, прижаты к внешним поверхностям дополнительных отдельных корпусных деталей и приварены к ним, образуя неразъемный корпус. При этом соотношение стенок тонкостенных колец и толстостенной цилиндрической обечайки равно 1:4.A ball valve comprising a housing with a horizontal opening in the open position for a free passage of the working medium, a hole is made in the upper part of the housing for the integral installation of the lower end of the vertical gland flange, and the flange itself is welded to the outer surface of the housing, symmetrically to the vertical axis of the ball valve inside the casing there is a rotary ball plug with an upper trunnion with a groove and a lower trunnion, two base plates and two saddles with sealing elements, while in the vertical a spindle with sealing elements is installed on the flange, having a lower protrusion placed in the groove of the upper trunnion of the ball rotary plug, a sleeve with sealing elements fixed with screws to the upper end of the flange, and a flange cover. At the same time, two additional separate body parts with springs inside them are installed along the edges inside the body, while they are made as a unit with connecting pipes, and the ball valve body itself is presented as a horizontally located thick-walled cylindrical shell and made as a unit with two thin-walled rings which are rolled, pressed to the outer surfaces of additional individual body parts and welded to them, forming an integral body. The ratio of the walls of thin-walled rings and thick-walled cylindrical shell is 1: 4.

Description

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, в частности к шаровым кранам, и предназначена для надежного перекрытия проходного сечения в газовых, магистральных и технологических трубопроводах, а также в других областях промышленности.The utility model relates to the field of pipe fittings, in particular to ball valves, and is designed to reliably close the flow area in gas, main and technological pipelines, as well as in other industries.

Известен шаровой кран по патенту на полезную модель RU 86267 U1, МПК F16K 5/06, публикация 27.08.2009 г.Known ball valve according to the patent for utility model RU 86267 U1, IPC F16K 5/06, publication August 27, 2009

Шаровой кран, содержащий цельносварной неразъемный корпус, выполненный из двух полукорпусов с присоединительными патрубками, шаровую поворотную пробку с верхней и нижней цапфами, размещенными в опорных плитах, шпиндель. Полукорпуса шарового крана выполнены с расточками под опорные плиты, при этом диаметр и глубина расточек в полукорпусах шарового крана удовлетворяют минимально возможной толщине стенки шарового крана определенного типоразмера в месте выполнения данных расточек. Опорные плиты выполнены с концентричными радиусными поверхностями, диаметр которых соответствует диаметру расточек в полукорпусах шарового крана. Шаровая поворотная пробка выполнена с возможностью перемещения вдоль продольной оси шарового крана вместе с цапфами и опорными плитами по расточкам, выполненным в полукорпусах шарового крана, а верхняя цапфа поворотной шаровой пробки имеет паз, перпендикулярный проходному отверстию поворотной шаровой пробки. Шпиндель шарового крана выполнен с выступом соответствующим пазу в цапфе шаровой поворотной пробки, при этом поворотная шаровая пробка имеет возможность поворота посредством шпинделя за счет соединения выступ-паз.A ball valve containing an all-welded one-piece body made of two half-shells with connecting pipes, a rotary ball plug with upper and lower trunnions placed in base plates, a spindle. The half-shells of a ball valve are made with bores for base plates, while the diameter and depth of the bores in the half-shells of a ball valve satisfy the minimum possible wall thickness of a ball valve of a certain size at the place of execution of these bores. The base plates are made with concentric radial surfaces, the diameter of which corresponds to the diameter of the bores in the half-bodies of the ball valve. The rotary ball plug is arranged to move along the longitudinal axis of the ball valve together with the trunnions and base plates along the bores made in the half-bodies of the ball valve, and the upper trunnion of the rotary ball plug has a groove perpendicular to the bore of the rotary ball plug. The spindle of the ball valve is made with a protrusion corresponding to the groove in the trunnion of the ball rotary plug, while the rotary ball plug is able to rotate by means of the spindle due to the protrusion-groove connection.

Известный шаровой кран имеет ряд недостатков:Known ball valve has several disadvantages:

- термическое влияние при сварке корпуса собранного шарового крана может привести к выходу из строя уплотнительных элементов шаровой поворотной пробки и шпинделя, и, как следствие, нарушению герметичности шарового крана.- the thermal effect during welding of the housing of the assembled ball valve can lead to the failure of the sealing elements of the ball rotary plug and spindle, and, as a result, the leakage of the ball valve.

- при остывании сварных швов происходят неконтролируемые изменения взаимных положений: фланца относительно полукорпусов шарового крана и полукорпусов друг относительно друга, что приведет как к зажиму опорными поверхностями полукорпусов шарового крана плит и как следствие заклиниванию шаровой пробки, так и чрезмерно большому зазору между опорными поверхностями полукорпусов шарового крана и плит, в результате чего из-за перекоса пробки усилие будет восприниматься шпинделем, что приведет к его повышенному износу и преждевременному выходу из строя шарового крана.- when cooling the welds, uncontrolled changes in mutual positions occur: the flange relative to the half-shells of the ball valve and the half-shells relative to each other, which will lead both to the clamping of the supporting surfaces of the half-shells of the ball valve of the plates and, as a result, jamming of the ball plug, and an excessively large gap between the supporting surfaces of the floor of the crane and plates, as a result of which the force will be perceived by the spindle due to the distortion of the plug, which will lead to increased wear and premature failure ode damaged ball valve.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности конструкции и долговечности работы шарового крана, за счет отсутствия температурного воздействия при сборке корпуса шарового крана.The objective of the claimed utility model is to increase the reliability of the design and the durability of the ball valve, due to the absence of temperature effects during assembly of the ball valve body.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что корпус шарового крана представлен в виде горизонтально расположенной толстостенной цилиндрической обечайки и выполнен, как единое целое, с двумя тонкостенными кольцами, которые завальцованы к внешним поверхностям дополнительных отдельных корпусных деталей и приварены к ним, образуя неразъемный корпус. Сварка силовых швов корпуса шарового крана выполняется до основной сборки шарового крана, тем самым температурное воздействие сварных швов корпуса не может повлиять на качество уплотнительных элементов собираемого изделия. Данная конструкция повышает надежность и долговечность работы шарового крана.The essence of the claimed utility model lies in the fact that the ball valve housing is presented in the form of a horizontally located thick-walled cylindrical shell and is made as a whole with two thin-walled rings that are rolled to the external surfaces of additional individual housing parts and welded to them, forming an integral body. Welding of the power joints of the body of the ball valve is carried out before the main assembly of the ball valve, thereby the temperature effect of the welds of the body cannot affect the quality of the sealing elements of the assembled product. This design increases the reliability and durability of the ball valve.

Технический результат решается за счет того, что в конструкции шарового крана, содержащим корпус с горизонтально расположенным в положении «открыто» проходным отверстием для свободного прохода рабочей среды, в верхней части корпуса выполнено отверстие для неразъемной установки нижнего конца вертикального фланца, а сам фланец приварен к внешней поверхности корпуса. Симметрично вертикальной оси шарового крана внутри корпуса установлены шаровая поворотная пробка с верхней цапфой, имеющей паз, и нижней цапфой, две опорные плиты и два седла с уплотнительными элементами. В вертикальном фланце установлены шпиндель с уплотнительными элементами, имеющий нижний выступ, помещенный в паз верхней цапфы шаровой поворотной пробки, втулка с уплотнениями, закрепленная винтами к верхнему концу фланца, фланцевая крышка. При этом по краям внутри корпуса установлены две дополнительные отдельные корпусные детали с пружинами внутри них. Они выполнены как единое целое с присоединительными патрубками. А сам корпус шарового крана представлен в виде горизонтально расположенной толстостенной цилиндрической обечайки и выполнен как единое целое с двумя тонкостенными кольцами, которые завальцованы к внешним поверхностям дополнительных отдельных корпусных деталей и приварены к ним, образуя неразъемный корпус.The technical result is solved due to the fact that in the design of the ball valve containing the housing with a horizontal opening in the open position, the passage hole for free passage of the working medium, a hole is made in the upper part of the body for the integral installation of the lower end of the vertical flange, and the flange itself is welded to outer surface of the housing. Symmetrically to the vertical axis of the ball valve inside the housing, there is a ball slewing plug with an upper pin having a groove and a lower pin, two base plates and two saddles with sealing elements. A spindle with sealing elements is installed in the vertical flange, having a lower protrusion placed in the groove of the upper trunnion of the ball rotary plug, a sleeve with seals fixed with screws to the upper end of the flange, and a flange cover. At the same time, two additional separate body parts with springs inside them are installed along the edges inside the body. They are made as a single unit with connecting pipes. And the body of the ball valve is presented in the form of a horizontally located thick-walled cylindrical shell and is made as a unit with two thin-walled rings that are rolled to the external surfaces of additional individual body parts and welded to them, forming an integral body.

Предлагаемая конструкция шарового крана представлена на чертеже (фиг.).The proposed design of a ball valve is presented in the drawing (Fig.).

Шаровой кран включает корпус 1 с горизонтально расположенным в положении «открыто» проходным отверстием для свободного прохода рабочей среды, в верхней части корпуса 1 выполнено отверстие для неразъемной установки нижнего конца вертикального фланца 2, а сам фланец 2 приварен к внешней поверхности корпуса 1. Симметрично вертикальной оси шарового крана внутри корпуса 1 установлены шаровая поворотная пробка 3 с верхней цапфой, имеющей паз, и нижней цапфой, две опорные плиты 4 и два седла 5 с уплотнительными элементами 6. В вертикальном фланце 2 установлены шпиндель 7 с уплотнительными элементами 8, имеющий нижний выступ, помещенный в паз верхней цапфы шаровой поворотной пробки 3, втулка 9 с уплотнительными элементами 10, закрепленная винтами к верхнему концу вертикального фланца фланца 2, фланцевая крышка 11. При этом по краям внутри корпуса установлены две дополнительные отдельные корпусные детали 12 с пружинами 13 внутри них. Корпусные детали 12 выполнены как единое целое с присоединительными патрубками. А сам корпус 1 шарового крана представлен в виде горизонтально расположенной толстостенной цилиндрической обечайки 14 и выполнен, как единое целое с двумя тонкостенными кольцами 15 на торцах, которые завальцованы к внешним поверхностям дополнительных отдельных корпусных деталей 12 и приварены к ним, образуя неразъемный корпус 1. Герметичность корпуса 1 относительно внешней среды обеспечивается уплотнительными элементами с каждой стороны толстостенной цилиндрической обечайки 14.The ball valve includes a housing 1 with a horizontal opening in the open position for the free passage of the working medium, an opening is made in the upper part of the housing 1 for the integral installation of the lower end of the vertical flange 2, and the flange 2 itself is welded to the outer surface of the housing 1. Symmetrically vertical the axis of the ball valve inside the housing 1 there is a rotary ball plug 3 with an upper trunnion with a groove and a lower trunnion, two base plates 4 and two saddles 5 with sealing elements 6. In the vertical flange 2 a spindle 7 with sealing elements 8 is installed, having a lower protrusion placed in the groove of the upper trunnion of the ball rotary plug 3, a sleeve 9 with sealing elements 10, screwed to the upper end of the vertical flange of the flange 2, a flange cover 11. At the same time, the edges inside are installed two additional separate housing parts 12 with springs 13 inside them. Housing parts 12 are made as a single unit with connecting pipes. And the housing 1 of the ball valve is presented in the form of a horizontally located thick-walled cylindrical shell 14 and is made as a unit with two thin-walled rings 15 at the ends that are rolled to the outer surfaces of additional individual housing parts 12 and welded to them, forming an integral body 1. Tightness the housing 1 relative to the external environment is provided by sealing elements on each side of the thick-walled cylindrical shell 14.

Шаровой кран работает следующим образом (см. фиг.). Производили сборку и испытание опытного образца шарового крана DN80 PN16 МПа.Ball valve works as follows (see. Fig.). Assembled and tested a prototype ball valve DN80 PN16 MPa.

В соответствии с нормами ГОСТ 14249 для цилиндрических обечаек с внутренним диаметром 135 мм и давлением 16 МПа минимальная толщина стенки должна быть 7,1 мм. Учитывая полученный результат для изготовления опытного образца, стенку толстостенной цилиндрической обечайки 14 выполнили толщиной 10 мм, а толщину тонкостенного кольца 15 под завальцовку - 2,5 мм.In accordance with the standards of GOST 14249 for cylindrical shells with an inner diameter of 135 mm and a pressure of 16 MPa, the minimum wall thickness should be 7.1 mm. Given the result for the manufacture of the prototype, the wall of the thick-walled cylindrical shell 14 was made 10 mm thick, and the thickness of the thin-walled ring 15 for rolling was 2.5 mm.

Сборка шарового крана осуществлялась следующим образом: в толстостенную цилиндрическую обечайку 14 с предварительно вваренным вертикальным фланцем 2 с одной стороны вставили корпусные детали 12 с размещенными в ней седлом 5, пружинами 13 и уплотнительными элементами 6, а с другой стороны шаровая поворотная пробка 3 с двумя опорными плитами 4 до касания сферической поверхности шаровой поворотной пробки 3 с седлом 5, после чего вставили вторую корпусную деталь 12 с размещенными в ней седлом 5, пружинами 13 и уплотнительными элементами 6. При помощи технологического приспособления корпусные детали 12 стягивали до упора своими опорными поверхностями в опорные поверхности толстостенной цилиндрической обечайки 14. Пространственная ориентация шаровой поворотной пробки 3 в толстостенной цилиндрической обечайке 14 осуществляется за счет установки в вертикальный фланец 2 и паз верхней цапфы шаровой поворотной пробки 3 выступа шпинделя 7 с уплотнительными элементами 8, втулки 9 с уплотнительными элементами 10 закрепленной винтами к верхнему концу вертикального фланца 2 и фиксируется фланцевой крышкой 11. Перед завальцовкой корпуса шарового крана 1 провели проверку герметичности всех уплотнительных элементов собранной конструкции, для чего шаровую поворотную пробку 3 развернули в положение «закрыто», а внутрь собранной конструкции подали давление равное 1,1 PN. Убедившись в отсутствии течи всех уплотнительных элементов собранной конструкции, произвели завальцовку двух тонкостенных колец 15 на торцах толстостенной цилиндрической обечайки 14 к внешним поверхностям дополнительных корпусных деталей 12, а места стыка проварили декоративным швом, образуя неразъемный корпус 1 шарового крана. Провели гидроиспытания шарового крана в соответствии с нормами СТО Газпром, что подтвердило надежность и работоспособность конструкции шарового крана.The assembly of the ball valve was carried out as follows: in a thick-walled cylindrical shell 14 with a pre-welded vertical flange 2, on the one hand, body parts 12 with a saddle 5, springs 13 and sealing elements 6 placed in it were inserted, and on the other hand, a ball rotary plug 3 with two supporting with plates 4 until the spherical surface of the ball rotary plug 3 touches the seat 5, after which the second housing part 12 with the seat 5, springs 13 and sealing elements 6 placed in it is inserted. technological devices, the body parts 12 were pulled against the stop by their abutment surfaces in the supporting surfaces of the thick-walled cylindrical shell 14. The spatial orientation of the ball rotary plug 3 in the thick-walled cylindrical shell 14 is achieved by installing the spindle protrusion 3 in the upper flange 2 and the groove of the upper trunnion 3 of the spindle 7 sec. sealing elements 8, bushings 9 with sealing elements 10 fixed with screws to the upper end of the vertical flange 2 and the flange is fixed oh lid 11. Before rolling the ball valve body 1 held by the tightness of the sealing elements assembled structure, to which the ball pivot stopper 3 deployed in a "closed" position, while the assembled structure inside the pressure applied is equal 1,1 PN. After making sure that all the sealing elements of the assembled structure were not leaking, we rolled two thin-walled rings 15 at the ends of the thick-walled cylindrical shell 14 to the outer surfaces of the additional body parts 12, and the joints were welded with a decorative seam, forming an integral body 1 of the ball valve. We tested the ball valve in accordance with the STO Gazprom standards, which confirmed the reliability and performance of the ball valve design.

Использование данного технического решения позволило повысить надежность конструкции шарового крана за счет отсутствия температурного воздействия при сборке корпуса шарового крана и обеспечило долговечность его работы по сравнению с изготавливаемым серийным образцом.The use of this technical solution made it possible to increase the reliability of the design of the ball valve due to the absence of temperature effects during assembly of the body of the ball valve and ensured the longevity of its operation in comparison with the manufactured serial sample.

Claims

A ball valve comprising a housing with a horizontal opening in the open position for free passage of the working medium, a hole is made in the upper part of the housing for the integral installation of the lower end of the vertical flange, and the flange itself is welded to the outer surface of the housing, symmetrically to the vertical axis of the ball valve inside the housing has a ball rotary plug with an upper pin having a groove and a lower pin, two base plates and two seats with sealing elements, while in the vertical flange a spindle with sealing elements has been installed, having a lower protrusion placed in the groove of the upper trunnion of the ball rotary plug, a sleeve with sealing elements fixed with screws to the upper end of the vertical flange, a flange cover, characterized in that two additional separate housing parts with springs inside them, while they are made as a whole with connecting nozzles, and the ball valve body itself is presented in the form of a horizontally located thick-walled chi indricheskoy shroud and is integrally formed with two thin-walled rings, which are seamed to the outer surfaces of the additional individual housing parts and welded to them to form a one-piece housing of the ball valve.