RU2587168C2 - Уплотнительное устройство для клапана - Google Patents
Уплотнительное устройство для клапана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587168C2 RU2587168C2 RU2014120371/06A RU2014120371A RU2587168C2 RU 2587168 C2 RU2587168 C2 RU 2587168C2 RU 2014120371/06 A RU2014120371/06 A RU 2014120371/06A RU 2014120371 A RU2014120371 A RU 2014120371A RU 2587168 C2 RU2587168 C2 RU 2587168C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seal
- valve seat
- valve
- inner diameter
- outer diameter
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0663—Packings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0663—Packings
- F16K5/0673—Composite packings
- F16K5/0678—Composite packings in which only one of the components of the composite packing is contacting the plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/08—Details
- F16K5/14—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
- F16K5/20—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces
- F16K5/201—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces with the housing or parts of the housing mechanically pressing the seal against the plug
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling
- Y10T137/0491—Valve or valve element assembling, disassembling, or replacing
- Y10T137/0508—Ball valve or rotary ball valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Taps Or Cocks (AREA)
- Check Valves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к уплотнительным устройствам с двойным уплотнением в гидравлических системах. Устройство узла 4 седла клапана в гидравлическом клапане (1) снабжено двусторонним уплотнением (5), которое содержит первое входное уплотнение (51), второе выходное уплотнение (52) и промежуточный опорный элемент (53), расположенный с возможностью осевого перемещения. Опорный элемент (53) имеет на первом торце кольцевую первую опорную поверхность (531) уплотнения, окруженную второй опорной поверхностью (534), смещенной в осевом направлении в сторону седла (42) клапана. Опорный элемент (53) имеет на втором торце кольцевую вторую опорную поверхность (532) уплотнения, окружающую первую опорную поверхность (532), смещенную в осевом направлении в сторону от седла (42) клапана, первая опорная поверхность (532) проходит радиально наружу от внутреннего диаметра (IDs) опорного элемента (53). Вторая опорная поверхность (534) проходит радиально внутрь от внешнего диаметра (ODs) опорного элемента (53). Первая опорная поверхность (532) расположена с опорой на первый выступ (44), предусмотренный на держателе (41) седла клапана. Вторая опорная поверхность (534) расположена с опорой на выступ (21), предусмотренный в корпусе (2) клапана. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана при высоких давлениях. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
В описании раскрыто устройство узла седла гидравлического клапана с двусторонним вторичным уплотнением, содержащим первое, входное, уплотнение и второе, выходное, уплотнение и промежуточный опорный элемент для уплотнения с возможностью осевого перемещения.
По соображениям безопасности, в некоторых областях использования гидравлического оборудования между путем прохождения гидравлической жидкости и окружающим пространством требуются заслоны с двойным уплотнением, например использование двойного набора уплотнений в штуцерах и т.п. Для статических деталей это реализуется просто, однако для деталей с возможностью перемещения в гидравлических системах высокого давления, например для затворов в форме шара или задвижки в запорных клапанах гидравлических систем при давлениях 700-800 бар, к функциональности и износостойкости уплотнений предъявляются строгие требования. Для клапанов высокого давления подводного исполнения и в случае ограниченных возможностей инспекции существует необходимость использования так называемых однонаправленных уплотнений, то есть манжетных уплотнений, которые выдерживают давление только с одной стороны, изготовленных из полимерных материалов - политетрафторэтилена ПТФЭ (PTFE) или полиэфирэфиркетона ПЭЭК (PEEK).
В клапане такого типа первое уплотнение образуется интегрированным в корпусе седлом клапана, плотно прилегающим к затвору клапана. Седло клапана прилегает к затвору за счет пружинной системы, прилагающей начальное толкательное усилие на держатель седла клапана, на который установлено седло клапана, посредством пружинной системы. Дополнительное толкательное усилие обеспечивается гидравлическим давлением на поверхность, играющую роль поршня, образованную в держателе седла клапана первым манжетным уплотнением, образующим вторичное уплотнение при толкании в направлении прилегания в держателе седла клапана.
В клапанах, сконструированных таким образом, что нарастающее давление со стороны выхода затвора создает давление на однонаправленное уплотнение с обратной его стороны, принято применять два манжетных уплотнения, при этом второе устанавливают в противоположном направлении, создавая прилегание с корпусом клапана при приложении гидравлического давления.
Известная проблема состоит в том, что при взаимодействии таких двух противоположно направленных манжетных уплотнений, когда сжимающее воздействие, обусловленное гидравлическим давлением, прижимает правильно направленное уплотнение в сторону его прилегания, противоположное, «неправильно направленное» уплотнение одновременно с этим испытывает механическую нагрузку, например через придающее ему форму армирующее кольцо, и эта нагрузка быстро приводит к постоянной деформации, например, при сдавливании материала уплотнения между корпусом клапана и армирующим кольцом или между держателем седла клапана и армирующим кольцом.
Изобретение имеет своей целью исправить или уменьшить недостатки известного уровня техники или, по крайней мере, предоставить альтернативу известному уровню техники.
Цель достигнута при помощи отличительных признаков, данных в описании ниже и последующей формуле изобретения.
В дальнейшем термин «затвор» используется для детали клапана, которая, вращаясь или перемещаясь, меняет состояние клапана между таким, когда проходное отверстие полностью закрыто, и таким, когда проходное отверстие полностью открыто, т.е. типичными примерами являются шаровой затвор шарового клапана и затвор задвижки.
В дальнейшем термин «корпус клапана» используется как общий термин для корпуса клапана и любых штуцеров и втулок, необходимых по технологическим причинам для обеспечения проходов для монтажа внутренних компонентов клапана.
Для гидравлического клапана, в котором скомбинированы два противоположно установленных однонаправленных манжетных уплотнения в качестве вторичного уплотнения, эффективного как в прямом, так и обратном направлении от затвора, предлагается конструкция, содержащая между двумя упомянутыми уплотнениями кольцевой опорный элемент с опорными поверхностями, предназначенными для опирания на выступы соответственно держателя седла клапана и корпуса клапана, опорные поверхности при этом расположены радиально и разнесены по оси относительно опорных поверхностей уплотнений. Таким образом, гидравлическое давление на одно из уплотнений повлечет движение опорного элемента в направлении опирания либо на держатель седла клапана, либо на корпус клапана, не создавая сжимающего воздействия на другое уплотнение, механически действующего на уплотнительные манжеты таким образом, что они деформируются об опорную поверхность.
Седло клапана, образующее первичное уплотнение между корпусом клапана и затвором за счет прилегания седла клапана к затвору, выполняется в виде подпружиненного держателя седла клапана известным способом, а именно в виде пружинной системы, например одной или нескольких тарельчатых пружин, установленных между держателем седла клапана и корпусом клапана. На одном торце ступенчатого кольцевого опорного элемента находится первая кольцевая опорная поверхность уплотнения, проходящая от внутренней окружности опорного элемента, и расположена так, чтобы прилегать к первому, входному, манжетному уплотнению. На втором торце опорного элемента находится первая опорная поверхность, проходящая радиально наружу от внутренней окружности опорного элемента, расположенная так, чтобы прилегать к выступу на держателе седла клапана, выступу, направленному от седла клапана. Вторая кольцевая опорная поверхность уплотнения находится снаружи от первой опорной поверхности и смещена по оси в сторону седла клапана, проходя радиально внутрь от внешней окружности опорного элемента, расположенная так, чтобы прилегать ко второму, выходному, манжетному уплотнению. На первом торце опорного элемента, снаружи от первой опорной поверхности уплотнения, находится вторая опорная поверхность, проходящая радиально внутрь от внешней окружности опорного элемента, расположенная так, чтобы прилегать к выступу корпуса клапана, расположенному по направлению к седлу клапана.
Первая кольцевая опорная поверхность уплотнения комплементарна сечению первого кольцевого пространства, образованного между держателем седла клапана и корпусом клапана, а вторая кольцевая опорная поверхность уплотнения комплементарна сечению второго кольцевого пространства, образованного между держателем седла клапана и корпусом клапана, причем между опорной поверхностью и стенками соответствующего кольцевого пространства между корпусом клапана и держателем седла клапана есть зазор, находящийся в пределах, достаточных для эффективного опирания уплотнений.
Поскольку клапан будет иметь соответствующую конструкцию на противоположной стороне затвора (на выходе), за счет накопленного давления со стороны выхода от затвора может существовать накопленное давление на второе уплотнение, например, из-за утечки через второе, выходное седло клапана.
В задачу изобретения также входит задание размеров вторичного уплотнения таким образом, чтобы добиться положительного давления на седло клапана во всех ситуациях, то есть гидравлическое давление на любое из уплотнений должно создавать положительное усилие, прижимающее седло клапана к затвору. Это достигается за счет того, что наружный диаметр первого уплотнения больше диаметра области контакта седла клапана с затвором, или, возможно, внутреннего диаметра области контакта (для ситуации, когда седло клапана и/или поверхность прилегания затвора к седлу клапана изношена/изношены так, что область контакта увеличена). Для второго уплотнения это значит, что его внутренний диаметр должен быть меньше диаметра области контакта седла клапана с затвором, или, возможно, наружного диаметра области контакта (для ситуации, когда седло клапана и/или поверхность прилегания затвора к седлу клапана изношена/изношены так, что область контакта увеличена).
Также задачей изобретения является задание размеров вторичного уплотнения таким образом, чтобы оно было сбалансировано, т.е. независимо от стороны вторичного уплотнения, на которой появляется гидравлическое давление, седло клапана должно прикладывать одинаковое прижимающее усилие на седло клапана. Это достигается за счет площади кольцевой поверхности, внутренний диаметр которой соответствует внутреннему диаметру первого уплотнения, а наружный диаметр равен диаметру области контакта седла клапана и затвора, или, возможно, внутреннему диаметру области контакта, равной площади кольцевой поверхности с наружным диаметром, соответствующим наружному диаметру второго уплотнения и внутренним диаметром, равным диаметру области контакта седла клапана и затвора, или, возможно, наружному диаметру контактной поверхности.
Изобретение относится, в частности, к устройству уплотнения клапана в гидравлическом клапане с двусторонним вторичным уплотнением, содержащим первое, входное, уплотнение и второе, выходное, уплотнение и промежуточный опорный элемент с возможностью осевого перемещения, отличающемуся тем, что
опорный элемент имеет на первом торце первую кольцевую опорную поверхность уплотнения, окруженную второй опорной поверхностью, смещенной в осевом направлении в сторону седла клапана; и
опорный элемент имеет на втором торце вторую кольцевую опорную поверхность уплотнения, окружающую первую опорную поверхность, смещенную в осевом направлении в сторону от седла клапана.
Опорная поверхность первого уплотнения может быть комплементарна основанию первого уплотнения, и, соответственно, прилегание второго уплотнения может быть комплементарно основанию второго уплотнения.
Первая опорная поверхность может проходить радиально наружу от внутреннего диаметра опорного элемента, и, соответственно, вторая опорная поверхность может проходить радиально внутрь от наружного диаметра опорного элемента;
при этом первая опорная поверхность выполняется упирающейся в первый выступ, предусмотренный на держателе седла клапана, а вторая опорная поверхность уплотнения выполняется упирающейся в выступ, предусмотренный в корпусе клапана.
Наружный диаметр первого уплотнения может быть не меньше внутреннего диаметра контактной поверхности седла клапана и затвора, и, соответственно, наружный диаметр контактной поверхности может быть не меньше внутреннего диаметра второго уплотнения; внутренний диаметр первого уплотнения может быть меньше внутреннего диаметра второго уплотнения, и, соответственно, наружный диаметр второго уплотнения может быть больше наружного диаметра первого уплотнения.
Уплотнения могут иметь по две противоположно направленные уплотнительные манжеты, отходящие в осевом направлении от основания уплотнения.
Диаметр окружности внутреннего элемента может соответствовать внутреннему диаметру основания первого уплотнения, а диаметр окружности внешнего элемента может соответствовать наружному диаметру основания второго уплотнения.
Опорный элемент может быть выполнен в виде сборки из первого кольца, среднего кольца и второго кольца.
Среднее и первое кольца могут иметь внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру основания первого уплотнения; среднее и второе кольца могут иметь наружный диаметр, равный наружному диаметру основания второго уплотнения.
Площадь кольцевой поверхности с наружным диаметром, равным наружному диаметру первого уплотнения, и внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру контактной поверхности седла клапана, может быть равна площади кольцевой поверхности с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру второго уплотнения, и наружным диаметром, равным наружному диаметру контактной поверхности седла клапана.
Гидравлический клапан может иметь два идентичных узла седла клапана.
Ниже раскрыт предпочтительный вариант конструкции, наглядно представленный на сопроводительных чертежах, на которых:
на фиг. 1 показан продольный разрез шарового клапана в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 показан в увеличенном масштабе фрагмент продольного разреза шарового клапана, в котором узел седла клапана содержит двустороннее вторичное уплотнение, выполненное в виде двух однонаправленных манжетных уплотнений со ступенчатым опорным элементом;
на фиг. 3 показан в еще большем масштабе разрез седла клапана, который изношен и прилегает к затвору поверхностью прилегания, обозначенной внутренним и наружным диаметрами;
на фиг. 4 показан разрез устройства седла клапана с опорным элементом альтернативного исполнения;
на фиг. 5 показан в уменьшенном масштабе разрез входного узла седла клапана, на котором затвор закрыт и первое уплотнение подвергается гидравлическому давлению, двигающему кольцо уплотнения таким образом, что кольцо опирается на выступ седла клапана;
на фиг. 6 в том же масштабе показан разрез выходного узла седла клапана, на котором затвор закрыт и второе уплотнение подвергается гидравлическому давлению из-за утечки через затвор, причем второе уплотнение толкает кольцо уплотнения таким образом, что кольцо опирается на выступ корпуса клапана.
На изображениях показан гидравлический клапан 1, в котором в корпусе 2 клапана размещены затвор 3, показанный здесь как шаровой затвор известного типа, соединенный со штоком 32 клапана, узел 4 седла клапана и двустороннее уплотнение 5, расположенное в первом кольцевом пространстве 6 и втором кольцевом пространстве 7, расположенных между узлом 4 седла клапана и корпусом 2 клапана. Клапан 1 симметричен относительно поперечной оси, образованной центральной осью затвора 3, показанной здесь как ось вращения шарового затвора 3. Второй узел 4′ седла клапана идентичен первому узлу 4 седла клапана и расположен соответственно на выходе вокруг центрального канала 8. В дальнейшем обсуждается только первый узел 4 седла клапана.
Рассмотрим теперь фиг. 2, на которой узел 4 седла клапана показан в деталях. Седло 42 клапана прилегает к поверхности затвора 3 и установлено на держателе 41 седла клапана, имеющем возможность перемещаться в осевом направлении. Седло 42 клапана изначально прилегает к затвору 3 контактной поверхностью 421, которая, когда седло 42 клапана и/или затвор 3 не изношено/изношены, настолько узка, что указанная контактная поверхность имеет приблизительно форму контактного кольца, как показано на фиг. 2. Контактная поверхность 421 имеет внутренний диаметр ID и наружный диаметр OD (см. также фиг. 3). Центральный канал 8 проходит через клапан 1, и центральное отверстие 31, предусмотренное в затворе 3, становится, известным способом, частью центрального канала 8 при открытом положении клапана 1. В открытом положении клапана 1 седло 42 клапана окружает центральное отверстие 31, образуя известным способом первичное уплотнение.
Узел 4 седла клапана содержит пружинную систему 43, придающую начальное осевое усилие держателю 41 седла клапана и, следовательно, седлу 42 клапана, в направлении затвора 3.
Вторичное уплотнение 5 содержит первое, входное однонаправленное уплотнение 51 манжетного типа, сформованное, для специального назначения, из полимерного материала ПТФЭ (PTFE) или ПЭЭК (PEEK) для обеспечения достаточной долговечности при длительном использовании под высоким давлением. Первое уплотнение 51 устанавливают с основанием 512, обращенным в сторону седла 42 клапана, и уплотнительными манжетами 511, выходящими в осевом направлении от седла 42 клапана. Соответственно, второе, выходное уплотнение такого же типа устанавливают с основанием 522, обращенным от седла 42 клапана, и уплотнительными манжетами 521, выходящими в осевом направлении в сторону седла 42 клапана. Известным способом основания 512, 522 уплотнений имеют внутренний диаметр, больший, и наружный диаметр, меньший, чем номинальные внутренний и наружный диаметры ID1, ID2, OD1, OD2 соответственно уплотнений 51 и 52 (см. фиг. 4).
Вторичное уплотнение 5 выполнено сбалансированным, то есть независимо от того, с какой стороны уплотнение 5 подвергается гидравлическому давлению, уплотнение 5 будет передавать это гидравлическое давление в виде усилия, толкающего держатель 41 седла клапана, и, следовательно, седло 42 клапана в направлении затвора 3, таким образом усиливая уплотнение. Это достигается за счет того, что наружный диаметр OD1 первого, входного, уплотнения 51 не меньше внутреннего диаметра ID контактной поверхности 421. Таким образом, образуется эффективная поверхность, выполняющая роль поршня, активная при наличии излишнего давления перед затвором со стороны входа, при этом вышеупомянутая поверхность, выполняющая роль поршня, определяется наружным диаметром OD1 первого уплотнения 51 и внутренним диаметром ID контактной поверхности, благодаря самому факту, что давление на участок уплотнения и держателя седла клапана, который находится внутри внутреннего диаметра ID контактной поверхности, уравновешивается гидравлическим давлением, действующим на часть седла 42 клапана и смежную переднюю часть держателя 41 седла клапана, которые находятся внутри внутреннего диаметра ID контактной поверхности. Таким образом, для заданного внутреннего диаметра ID контактной поверхности 421 седла клапана воздействие гидравлического давления на седло 42 клапана определяется только наружным диаметром OD1 первого уплотнения 51. Внутренний диаметр ID первого уплотнения 51 выбирают таким, что на держателе 41 седла клапана образуется выступ 44 седла клапана, причем выступ 44 седла клапана обращен в сторону первого уплотнения 51.
Соответственно, внутренний диаметр ID2 второго, выходного, уплотнения 52 выбирают таким, чтобы он был не меньше наружного диаметра OD контактной поверхности 421. Таким образом, поверхность, выполняющая роль поршня, активна при наличии излишнего давления за затвором со стороны выхода и утечке гидравлической жидкости через первичное уплотнение и вокруг затвора 3, при этом вышеупомянутая поверхность определяется внутренним диаметром ID2 второго уплотнения 52 и наружным диаметром OD контактной поверхности, благодаря самому факту, что давление на участок уплотнения, находящийся вне внешнего диаметра OD контактной поверхности, уравновешивается гидравлическим давлением, действующим на часть седла 42 клапана и смежную переднюю часть держателя 41 седла клапана, которые находятся вне внешнего диаметра OD контактной поверхности. Таким образом, воздействие гидравлического давления на седло 42 клапана со стороны выхода определяется только внутренним диаметром ID2 второго уплотнения 52. Наружный диаметр OD2 второго уплотнения 52 выбирают таким, чтобы в корпусе 2 клапана образовался выступ 21 корпуса клапана, при этом выступ 21 корпуса клапана обращен в сторону второго уплотнения 52 и расположен на большем расстоянии от седла 42 клапана, чем выступ 44 седла клапана.
Вышеупомянутые выступы 21, 44 располагают на переходной части между кольцевыми пространствами 6, 7.
Опорный элемент 53 располагают между выступом 21 корпуса клапана и выступом 44 седла клапана. В одном из исполнений, как показано на фиг. 1, 2, 5 и 6, опорный элемент 53 выполнен в виде ступенчатого кольца. В другом исполнении, как показано на фиг. 4, опорный элемент выполнен в виде сборки первого и второго колец 53а, 53с, с промежуточным средним кольцом 53b, причем равны внутренние диаметры IDs первого кольца 52а и среднего кольца 53b и равны наружные диаметры ODs второго кольца 53 с и среднего кольца 53b.
На первом, входном, торце со стороны первого уплотнения 51, расположена опорная поверхность 531 первого уплотнения (см. фиг. 4), предназначенная для опирания основания 512 первого уплотнения 51, при этом опорная поверхность 531 первого уплотнения комплементарна нижней поверхности 512′ основания 512 уплотнения. На втором, выходном, торце опорного элемента 53 расположена первая опорная поверхность 532, предназначенная для опирания в выступ 44 седла клапана.
Вторая опорная поверхность 533 уплотнения, предназначенная для опирания основания 522 второго уплотнения 52, окружает первую опорную поверхность 532 и смещена по оси в сторону седла 42 клапана, при этом вторая опорная поверхность 533 уплотнения комплементарна нижней поверхности 522′ основания 522 уплотнения. На первом, входном, торце опорного элемента 53, расположена окружающая первую опорную поверхность 531 уплотнения и смещенная по оси в сторону седла 42 клапана вторая опорная поверхность 534 уплотнения, предназначенная для опирания о выступ 21 корпуса клапана.
Когда входное гидравлическое давление воздействует на вторичное уплотнение 5, как показано на фиг. 5, первое уплотнение 51 толкает опорный элемент 53, который, в свою очередь, двигается по оси в сторону седла 42 клапана, упираясь в выступ 44 седла клапана, не создавая при этом на второе уплотнение 52 нагрузки со стороны его основания, деформирующей его уплотнительные манжеты 521. Гидравлическое давление воздействует на седло 42 клапана, создавая дополнительное усилие, которое прибавляется к первоначальному усилию, создаваемому пружинной системой 43. Из-за соотношения величины наружного диаметра OD1 уплотнения 51 и внутреннего диаметра ID контактной поверхности 421 седла 42 клапана, как было описано выше, гидравлическое усилие будет всегда положительным, то есть направленным так, что седло 42 клапана еще более прижимается к затвору 3. Это также верно для первого уплотнения 51 во втором узле 4′ седла клапана (см. фиг. 1), когда уплотнение 51 подвергается гидравлическому давлению с противоположной стороны затвора 3.
Когда выходное гидравлическое давление воздействует на вторичное уплотнение 5, как показано на фиг. 6, то есть нарастает давление с противоположной стороны затвора 3 и существует утечка вокруг затвора 3 во входную сторону затвора 3, второе уплотнение 52 толкает опорный элемент 53, который, в свою очередь, двигается по оси в сторону от седла 42 клапана, упираясь в выступ 21 корпуса клапана, не создавая при этом на второе уплотнение 51 нагрузки со стороны его основания, деформирующей его уплотнительные манжеты 511. При этом нарастает гидравлическое давление в кольцевом пространстве 7, и это гидравлическое давление создает дополнительное усилие на седло 42 клапана, которое прибавляется к первоначальному усилию, создаваемому пружинной системой 43. Из-за соотношения внутреннего диаметра ID2 уплотнения 52 и наружного диаметра OD контактной поверхности 421 седла 42 клапана, как было описано выше, гидравлическое усилие будет всегда положительным, то есть направленным так, что седло 42 клапана еще более прижимается к затвору 3. Это также верно для второго уплотнения 52 в первом узле 4 седла клапана (см. фиг. 1), когда уплотнение 52 подвергается гидравлическому давлению с противоположной стороны затвора 3.
Claims (9)
1. Устройство узла (4) седла клапана в гидравлическом клапане (1), снабженное двусторонним вторичным уплотнением (5), содержащим первое, входное, уплотнение (51) и второе, выходное, уплотнение (52) и промежуточный опорный элемент (53) с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что опорный элемент (53) имеет на первом торце первую кольцевую опорную поверхность (531) уплотнения, окруженную второй опорной поверхностью (534) уплотнения, смещенной в осевом направлении в сторону седла (42) клапана; и опорный элемент (53) имеет на втором торце вторую кольцевую опорную поверхность (533) уплотнения, окружающую первую опорную поверхность (532), смещенную в осевом направлении в сторону от седла (42) клапана,
первая опорная поверхность (532) проходит радиально наружу от внутреннего диаметра (IDs) опорного элемента (53); и
вторая опорная поверхность (534) проходит радиально внутрь от внешнего диаметра (ODs) опорного элемента (53);
первая опорная поверхность (532) расположена с опорой на первый выступ (44), предусмотренный на держателе (41) седла клапана, и вторая опорная поверхность (534) расположена с опорой на выступ (21), предусмотренный в корпусе (2) клапана.
первая опорная поверхность (532) проходит радиально наружу от внутреннего диаметра (IDs) опорного элемента (53); и
вторая опорная поверхность (534) проходит радиально внутрь от внешнего диаметра (ODs) опорного элемента (53);
первая опорная поверхность (532) расположена с опорой на первый выступ (44), предусмотренный на держателе (41) седла клапана, и вторая опорная поверхность (534) расположена с опорой на выступ (21), предусмотренный в корпусе (2) клапана.
2. Устройство по п. 1, в котором
первая опорная поверхность (531) уплотнения комплементарна основанию (512) первого уплотнения (51); и
вторая опорная поверхность (533) уплотнения комплементарна основанию (522) второго уплотнения (51).
первая опорная поверхность (531) уплотнения комплементарна основанию (512) первого уплотнения (51); и
вторая опорная поверхность (533) уплотнения комплементарна основанию (522) второго уплотнения (51).
3. Устройство по п. 1, в котором
наружный диаметр (OD1) первого уплотнения (51) не меньше внутреннего диаметра (ID) поверхности (421) контакта седла (42) клапана и затвора (3);
наружный диаметр (OD) указанной контактной поверхности не меньше внутреннего диаметра (ID2) второго уплотнения (52);
внутренний диаметр (ID1) первого уплотнения (51) меньше внутреннего диаметра (ID2) второго уплотнения (52); и
наружный диаметр (OD2) второго уплотнения (52) больше наружного диаметра (ID1) первого уплотнения.
наружный диаметр (OD1) первого уплотнения (51) не меньше внутреннего диаметра (ID) поверхности (421) контакта седла (42) клапана и затвора (3);
наружный диаметр (OD) указанной контактной поверхности не меньше внутреннего диаметра (ID2) второго уплотнения (52);
внутренний диаметр (ID1) первого уплотнения (51) меньше внутреннего диаметра (ID2) второго уплотнения (52); и
наружный диаметр (OD2) второго уплотнения (52) больше наружного диаметра (ID1) первого уплотнения.
4. Устройство по п. 1, в котором уплотнения (51, 52) имеют по две противоположно направленные уплотнительные манжеты (511, 521), проходящие в осевом направлении от оснований (512, 522) уплотнений.
5. Устройство по п. 1, в котором диаметр (IDs) внутренней окружности элемента соответствует внутреннему диаметру основания (512) первого уплотнения (51), а диаметр (ODs) наружной окружности элемента соответствует наружному диаметру основания (522) второго уплотнения (52).
6. Устройство по п. 1, в котором опорный элемент (53) является сборкой из первого кольца (53а), среднего кольца (53b) и второго кольца (53с).
7. Устройство по п. 6, в котором
- среднее кольцо (53с) и первое кольцо (53а) имеют внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру (IDs) основания (512) первого уплотнения, и
- среднее кольцо (53с) и второе кольцо (53b) имеют наружный диаметр, равный внешнему диаметру (ODs) основания (522) второго уплотнения.
- среднее кольцо (53с) и первое кольцо (53а) имеют внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру (IDs) основания (512) первого уплотнения, и
- среднее кольцо (53с) и второе кольцо (53b) имеют наружный диаметр, равный внешнему диаметру (ODs) основания (522) второго уплотнения.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором площадь кольцевой поверхности, имеющей наружный диаметр, равный наружному диаметру (OD1) первого уплотнения (51), и внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру (ID) контактной поверхности (421) седла (42) клапана, равна площади кольцевой поверхности, имеющей внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру (ID2) второго уплотнения (52), и наружный диаметр, равный наружному диаметру (OD) контактной поверхности (421) седла (42) клапана.
9. Устройство по п. 1, в котором гидравлический клапан (1) имеет два идентичных узла (4, 4′) седла клапана.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20111487A NO20111487A1 (no) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | Tetningsanordning for ventil |
NO20111487 | 2011-11-01 | ||
PCT/NO2012/050131 WO2013066187A1 (en) | 2011-11-01 | 2012-07-04 | Seal arrangement for valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014120371A RU2014120371A (ru) | 2015-12-10 |
RU2587168C2 true RU2587168C2 (ru) | 2016-06-20 |
Family
ID=47566156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120371/06A RU2587168C2 (ru) | 2011-11-01 | 2012-07-04 | Уплотнительное устройство для клапана |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9267606B2 (ru) |
EP (1) | EP2773890B1 (ru) |
JP (1) | JP5723491B2 (ru) |
CN (1) | CN104067040B (ru) |
BR (1) | BR112014010344B1 (ru) |
IN (1) | IN2014DN03377A (ru) |
NO (1) | NO20111487A1 (ru) |
RU (1) | RU2587168C2 (ru) |
WO (1) | WO2013066187A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175005U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-11-15 | Фукуяма Ко., Лтд | Составной держатель уплотнения с пружинным стопорным кольцом |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9982789B2 (en) | 2009-12-07 | 2018-05-29 | Cameron International Corporation | Self-relieving ball valve seat |
US20120211690A1 (en) | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Innovative Pressure Technologies | Ball Valves and Associated Methods |
US10801622B2 (en) * | 2013-04-18 | 2020-10-13 | Bal Seal Engineering, Llc | Interlocking face seal assemblies and related methods |
CN104089044B (zh) * | 2014-07-15 | 2017-01-11 | 合肥通用机械研究院 | 可微调预紧力及在线拆卸的lng超低温顶装式球阀阀座 |
CN204140929U (zh) * | 2014-08-26 | 2015-02-04 | 庆堂工业股份有限公司 | 新型双活塞效应阀门 |
EP3040588B1 (en) * | 2014-12-31 | 2017-05-03 | Cameron International Corporation | Double piston effect lip seal seating assemblies |
US9765894B2 (en) * | 2015-01-26 | 2017-09-19 | Delavan Inc | Dynamic valve seal having retaining features |
US9885420B2 (en) | 2015-05-07 | 2018-02-06 | Sri Energy, Inc. | Gate valve |
CN105370910B (zh) * | 2015-11-02 | 2019-07-16 | 浙江永盛科技股份有限公司 | 软弹浮动球阀 |
FR3044735B1 (fr) * | 2015-12-08 | 2017-12-08 | Daher Valves | Vanne pour cylindre de stockage uf6 |
US10914387B2 (en) * | 2016-04-20 | 2021-02-09 | Fisher Controls International Llc | Rotary control valve having a clamped valve seat |
WO2017200546A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Fmc Technologies, Inc. | Front loaded seat seal |
IT201600081134A1 (it) * | 2016-08-03 | 2018-02-03 | Enzo Morello | Valvola |
DE112018001425T5 (de) * | 2017-03-17 | 2019-12-12 | Yamada Manufacturing Co., Ltd. | Steuerventil |
NO343724B1 (en) | 2017-06-19 | 2019-05-20 | Sil Valves As | A valve seal device |
CN107781446B (zh) * | 2017-11-28 | 2023-07-18 | 西铁阀门科技有限公司 | 双向压万向自动补偿阀座卡环压板型阀门 |
CN107763241B (zh) * | 2017-11-28 | 2023-09-01 | 西铁阀门科技有限公司 | 双向压万向自动补偿阀座侧阀盖型阀门 |
WO2019145770A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-08-01 | Nuova Dlm Valvo S.R.L. | Valve assembly with a sealing group |
JP6472924B1 (ja) * | 2018-10-17 | 2019-02-20 | 東フロコーポレーション株式会社 | ボールバルブ |
CN109058505A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-21 | 天津欧通流体控制设备有限公司 | 一种楔式超低温顶装球阀 |
CN109506006A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-22 | 超达阀门集团股份有限公司 | 一种适用于低温工况的阀座密封机构 |
JP7172749B2 (ja) * | 2019-03-06 | 2022-11-16 | 株式会社デンソー | バルブ装置 |
US11242933B2 (en) | 2019-06-03 | 2022-02-08 | Fisher Controls International Llc | Floating valve seat for a rotary control valve for use in severe service applications |
JP7262764B2 (ja) * | 2019-07-04 | 2023-04-24 | Qublock Technology株式会社 | ボールバルブ |
JP7287245B2 (ja) * | 2019-11-12 | 2023-06-06 | 株式会社デンソー | 制御弁 |
RU201249U1 (ru) * | 2020-08-14 | 2020-12-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом АДЛ" | Шаровой кран с регулировкой распределения усилия прижима уплотнений |
CN114215949B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-05-28 | 中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司 | 一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置 |
US20230304591A1 (en) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | Bayotech, Inc. | In-line medium pressure valve |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4519579A (en) * | 1983-02-14 | 1985-05-28 | Fisher Controls, International, Inc. | Cam valve self-centering seat |
US4658847A (en) * | 1985-07-09 | 1987-04-21 | The Fluorocarbon Company | Bimetallic C-ring seal |
RU2379565C1 (ru) * | 2008-08-21 | 2010-01-20 | Сергей Геннадьевич Павлов | Клапан поворотный запорно-регулирующий |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3097823A (en) | 1959-10-28 | 1963-07-16 | Kaiser Rudolf | Shutoff cock having a spherical plug |
US3118650A (en) | 1961-02-28 | 1964-01-21 | Sargent Engineering Corp | Ball valve construction |
DE1220216B (de) | 1961-03-15 | 1966-06-30 | Borsig Ag | Hahn mit kugelfoermigem Kueken |
DE1224107B (de) | 1961-05-25 | 1966-09-01 | Borsig Ag | Hahn mit kugelfoermigem Kueken |
US3335999A (en) | 1964-05-20 | 1967-08-15 | Acf Ind Inc | Valve |
US3656711A (en) | 1970-08-17 | 1972-04-18 | Encon Mfg Co | Thermoset plastic ball valve |
JPS5210725B2 (ru) * | 1973-01-16 | 1977-03-25 | ||
US3895776A (en) | 1974-03-26 | 1975-07-22 | Pipeline Equipment Co | Valve with a spherical closure-member |
US3990465A (en) | 1975-07-25 | 1976-11-09 | Cameron Iron Works, Inc. | Lubricated valve |
DE2924308A1 (de) | 1979-06-15 | 1980-12-18 | Klinger Ag | Verfahren und vorrichtung zur montage eines kugelhahns sowie fuer diesen bestimmter dichtring |
US4342444A (en) | 1980-10-14 | 1982-08-03 | Xomox Corporation | Ball valve assembly |
US4319734A (en) | 1981-03-09 | 1982-03-16 | International Telephone And Telegraph Corporation | Valve |
US4519412A (en) | 1983-06-01 | 1985-05-28 | Cameron Iron Works, Inc. | Valve and seal therefor |
US4566482A (en) | 1985-06-27 | 1986-01-28 | Stunkard Gerald A | Top entry trunnion ball valve |
DE3741132A1 (de) | 1987-12-04 | 1989-06-15 | Burgmann Dichtungswerk Feodor | Kugelhahn |
JP2002257246A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-09-11 | Kitz Corp | ボールバルブおよび機械装置の組み立て方法 |
US20020185625A1 (en) | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Frank Gosling | Leakproof ball valve structure |
US6974121B2 (en) | 2002-03-19 | 2005-12-13 | Fisher Controls International, Inc. | Fluid flow control valve with bi-directional shutoff |
US6966537B2 (en) * | 2003-03-11 | 2005-11-22 | Worldwide Oilfield Machine, Inc. | Valve with seat assembly |
US7032880B2 (en) | 2004-03-22 | 2006-04-25 | Valve Innnovations, L.L.C. | Valve with pressure adaptable seat |
US20060231786A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-19 | Fisher Controls International Llc | Fluid flow control valve with composition seal |
US20080179558A1 (en) | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Hemiwedge Valve Corporation | Self-adjusting seat for rotary valve |
CN201047442Y (zh) * | 2007-05-25 | 2008-04-16 | 广州机械科学研究院 | Xv形组合密封圈 |
US8490945B2 (en) | 2008-10-13 | 2013-07-23 | Swagelok Company | Valve sealing arrangements and methods |
US8714560B2 (en) * | 2009-04-28 | 2014-05-06 | Fisher Controls International Llc | Bidirectional seal assembly for use with valves |
BR112012003201A2 (pt) * | 2009-08-12 | 2019-09-24 | Ge Oil Gas Pressure Control Lp | "assento de válvula de comporta" |
US20120211690A1 (en) | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Innovative Pressure Technologies | Ball Valves and Associated Methods |
-
2011
- 2011-11-01 NO NO20111487A patent/NO20111487A1/no unknown
-
2012
- 2012-07-04 RU RU2014120371/06A patent/RU2587168C2/ru active
- 2012-07-04 US US14/000,474 patent/US9267606B2/en active Active
- 2012-07-04 EP EP12846650.5A patent/EP2773890B1/en active Active
- 2012-07-04 WO PCT/NO2012/050131 patent/WO2013066187A1/en active Application Filing
- 2012-07-04 BR BR112014010344-5A patent/BR112014010344B1/pt active IP Right Grant
- 2012-07-04 JP JP2014539901A patent/JP5723491B2/ja active Active
- 2012-07-04 CN CN201280065469.2A patent/CN104067040B/zh active Active
-
2014
- 2014-04-26 IN IN3377DEN2014 patent/IN2014DN03377A/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4519579A (en) * | 1983-02-14 | 1985-05-28 | Fisher Controls, International, Inc. | Cam valve self-centering seat |
US4658847A (en) * | 1985-07-09 | 1987-04-21 | The Fluorocarbon Company | Bimetallic C-ring seal |
RU2379565C1 (ru) * | 2008-08-21 | 2010-01-20 | Сергей Геннадьевич Павлов | Клапан поворотный запорно-регулирующий |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175005U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-11-15 | Фукуяма Ко., Лтд | Составной держатель уплотнения с пружинным стопорным кольцом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112014010344B1 (pt) | 2021-09-21 |
US20140239212A1 (en) | 2014-08-28 |
JP2015501408A (ja) | 2015-01-15 |
EP2773890A1 (en) | 2014-09-10 |
IN2014DN03377A (ru) | 2015-06-05 |
CN104067040A (zh) | 2014-09-24 |
NO332818B1 (no) | 2013-01-21 |
CN104067040B (zh) | 2017-03-29 |
EP2773890B1 (en) | 2019-08-14 |
NO20111487A1 (no) | 2013-01-21 |
US9267606B2 (en) | 2016-02-23 |
BR112014010344A2 (pt) | 2017-04-18 |
RU2014120371A (ru) | 2015-12-10 |
WO2013066187A1 (en) | 2013-05-10 |
JP5723491B2 (ja) | 2015-05-27 |
EP2773890A4 (en) | 2015-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2587168C2 (ru) | Уплотнительное устройство для клапана | |
CN112005033B (zh) | 阀座、阀组件以及相关方法 | |
US9285039B2 (en) | Sleeve seal assembly and rotary valve having sleeve seal assembly | |
RU2726965C2 (ru) | Уплотнительный узел для шаровых клапанов и шаровой клапан, содержащий такой уплотнительный узел | |
US9010725B2 (en) | Valve vented redundant stem seal system | |
CN107250631B (zh) | 双活塞效应唇形密封底座组件 | |
US8794593B2 (en) | Gate valve assembly with an axially flexible seat | |
CN101270821A (zh) | 带有用于保持轴向密封件的可移动机构的球阀 | |
WO2014021124A1 (ja) | チェックバルブ | |
CN109804189B (zh) | 阀 | |
CA3070895A1 (en) | Fluid flow control apparatus for use with fluid valves | |
KR20190017134A (ko) | 포켓리스 볼밸브 장치 | |
JP6367078B2 (ja) | バタフライ弁の止水構造 | |
WO2016121709A1 (ja) | ライニング型バタフライバルブ | |
KR102568870B1 (ko) | 센터링된 버터플라이 밸브 | |
CN109563938B (zh) | 密封组件和阀组件 | |
CN111853256B (zh) | 用于蝶阀的密封压盖 | |
JP2019120362A (ja) | ポペットバルブ | |
GB2526765A (en) | Sealing Seat Arrangement | |
WO2017187158A1 (en) | Device for controlling fluid flow |