Шаровой кран патент

шаровой кран

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к многоходовым гидравлическим переключающим устройствам, и предназначено для использования в качестве переключателя в спиртовой, химической и других отраслях промышленности. Шаровой кран содержит корпус с радиальными впускными и выпускными каналами, установленную в полости корпуса и соединенную с приводом его поворота пробку-шар с проходными каналами. Пробка-шар контактирует с кольцевыми прокладками. Последние установлены во втулках. Упомянутые втулки выполнены П-образными и изготовлены из упругого материала, обеспечивающего компенсацию износа установленных в них кольцевых прокладок за счет сил упругой деформации внутренней стенки П-образной втулки и давления среды. Изобретение направлено на повышение удобства в эксплуатации и увеличение срока службы шарового крана. 10 ил.

Рисунки к патенту РФ 2218501

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к многоходовым гидравлическим переключающим устройствам, и может быть использовано в спиртовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен регулирующий клапан, содержащий корпус с камерой с множеством радиальных проходов и сферический элемент клапана с одним или несколькими шпинделями его поворота. Внутри каждого радиального прохода установлен трубчатый элемент прокладки, контактирующий со сферическим элементом при помощи соответствующего жесткого трубчатого элемента (патент GB 2138110 А, кл. F 16 К 11/087, 17.10.1984 г.).

Описанный регулирующий клапан характеризуется сложностью конструкции и эксплуатации, большим крутящим моментом из-за поджатия элементов прокладки жестким трубчатым элементом, что уменьшает срок эксплуатации элементов прокладки.

Известен также предохранительный клапан, содержащий корпус с радиальными впускными и выпускными каналами и установленную в полости корпуса соединенную с приводом его поворота пробку-шар с проходными каналами, контактирующую с кольцевыми прокладками, установленными во втулках (патент US 4681133 А, кл. F 16 K 11/087, 21.07.1987 г.).

Данная конструкция более удобна в эксплуатации, а замена жестких трубчатых элементов, подпирающих кольцевые прокладки на втулки, уменьшает несколько крутящий момент при повороте шара.

Однако втулки, подпирающие кольцевые прокладки, выполнены полнотелыми и работают просто как промежуточный элемент в паре кольцевая прокладка — крышка (или заглушка). Любая регулировка для обеспечения герметичности требует поджатия крышки, поэтому трудно обеспечить оптимальный крутящий момент (можно перетянуть). Это ведет к уменьшению срока эксплуатации и ухудшает эксплуатацию клапана.

По технической сущности и достигаемому результату, наиболее близким из технических решений, является клапан по патенту US 4681133 А, который и принят за прототип.

Целью предлагаемого изобретения является повышение удобства в эксплуатации и увеличение срока службы шарового крана.

Поставленная цель достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с радиальными впускными и выпускными каналами и установленную в полости корпуса соединенную с приводом его поворота пробку-шар с проходными каналами, контактирующую с кольцевыми прокладками, установленными во втулках, последние выполнены П-образными и изготовлены из упругого материала, обеспечивающего компенсацию износа установленных в них кольцевых прокладок за счет сил упругой деформации внутренней стенки П-образной втулки и давления среды.

Установка герметизирующих кольцевых прокладок П-образных втулках, изготовленных из упругого материала, позволяет обеспечить поджатие кольцевых прокладок к шару за счет силы упругой деформации внутренней стенки П-образной втулки. При сборке после затяжки внутренняя стенка П-образной втулки упруго деформируется и за счет этого в процессе поворота шара поджимает кольцевую прокладку к нему без перемещения крышки. Лишь после длительной эксплуатации, когда за счет упругой деформации П-образной втулки уже не будет обеспечиваться герметизация, необходимо поджатие крышки и снова герметизация длительное время будет осуществляться за счет упругости внутренней стенки П-образной втулки. Конструкция П-образной втулки позволяет обеспечивать компенсацию износа уплотнительных прокладок, выполненных из различных материалов. При этом угол скоса увеличивается с возрастанием пластичности материала, а толщина стенок втулок — пропорционально величине монтажного усилия предварительной затяжки уплотнительных прокладок. Таким образом, уменьшается количество регулировок при эксплуатации. Кроме того, поджатие кольцевой прокладки к сферической поверхности шара за счет сил упругости деформации П-образной втулки, уменьшает крутящий момент на приводе поворота шара, так как при чрезмерной затяжке или напряжении от гидравлического напора, стенка П-образной втулки спружинит, обеспечив оптимальный зазор между кольцевой прокладкой и сферической поверхностью шара, уменьшая силы трения и гарантируя герметичность. Все это увеличивает срок эксплуатации кольцевых прокладок и шара.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 — вертикальный разрез шарового крана с Т-образным каналом; на фиг.2 — сечение по А-А фиг.1; на фиг.3 показана средняя часть шарового крана фиг.2 в режиме промывки подающего трубопровода; на фиг. 4 — то же в положении промывки аппарата; на фиг.5 — поперечное сечение П-образной втулки; на фиг.6 — поперечное сечение П-образной втулки после сборки; на фиг. 7 и 8 показано устройство в режиме четырехходового переключателя потоков при разных положениях пробки-шара и произвольном положении подводящих потоков; на фиг.9 показан вертикальный разрез переключателя с нижним подводом среды; на фиг.10 показан шаровой кран, работающий в режиме многоходового переключателя потоков (сечение по Б-Б фиг.9).

Шаровой кран содержит (см. фиг.1-4) корпус 1, в котором установлена пробка-шар 2 с Т-образным каналом. В корпусе 1 выполнены два радиальных канала, на выходе из которых установлены снабженные фланцами присоединительные патрубки: 3 — подачи исходной жидкости, 4 — подачи промывочной жидкости и 5 — для подсоединения к одному из аппаратов, например для производства спирта — бродильному чану, приготовления сусла и др. Пробка-шар установлена с возможностью поворота в кольцевых прокладках 6, которые установлены: одна в расточке втулки 7, снабженной уплотнительным элементом 8, которая установлена в канале корпуса 1 и поджата к пробке фланцем патрубка 3. Вторая прокладка 6 установлена в том же канале в расточке, снабженной уплотнительным элементом 8 заглушки 10, установленной в резьбе корпуса 1. Остальные две кольцевых прокладки 6 установлены в П-образных втулках 11 и прижимаются к пробке-шару 2 фланцами патрубков 4 и 5. При начальной сборке под действием осевого усилия шара на кольцевую прокладку внутренняя стенка П-образной втулки упруго деформируется и поднимает прокладку к пробке-шару.

В качестве материала для изготовления кольцевых прокладок 6 используются композитные антифрикционные материалы, бронза и полимеры типа фторопластов, чаще наполненные графитом. Пробка-шар 2 снабжена пазом, в который входит хвостовик привода поворота 12, герметично установленный в корпусе 1.

На фиг. 7 и 8 показан вариант без заглушки. Вместо заглушки установлен патрубок 13, выполненный аналогично двум боковым патрубкам 14 и 15. Патрубок 13 взаимодействует с пробкой-шаром 16, через кольцевую прокладку 6 и втулку 7. В пробке-шаре 16 выполнены два Г-образных канала. В этом устройстве подвод жидкости может осуществляться через любую пару патрубков.

На фиг. 9 и 10 показан шаровой кран, работающий в режиме переключателя потоков. Его особенность — наличие Г-образного канала в пробке-шаре 17, выполненного в вертикальной плоскости и подвода жидкости через патрубок 19, расположенный в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены отводящие патрубки 18.

Предлагаемый шаровой кран работает следующим образом.

При применении трехходовых кранов, например в спиртовой промышленности, удается в несколько раз уменьшить потребное количество запорной арматуры. Это достигается установкой предлагаемых кранов при подсоединении аппаратов к продукционной и промывочной линиям. Таким образом, вместо четырех шаровых кранов (другие типы кранов непригодны из-за малого срока службы) можно использовать два трехходовых крана.

Исходное положение крана показано на фиг.2, когда в кран через патрубок 3 подается исходный продукт и через патрубок 5 поступает в аппарат. При этом патрубок 4 промывочного раствора перекрыт пробкой-шаром 2, которая давлением среды поджимается к уплотнительной прокладке 6. установленной в П-образной втулке 11. Открытый канал в пробке-шаре перекрывается заглушкой 10, воздействующей на пробку-шар 2 через кольцевую прокладку 6.

Для перевода в режим промывки аппарата пробка-шар 2 приводом поворота 12 поворачивается на 90 o по часовой стрелке, как показано на фиг.4. При этом промывочный раствор из патрубка 4 поступает в аппарат (не показан) через патрубок 5. Продукционный патрубок 3 при этом перекрыт сферической частью пробки-шара. Давление шара передается на втулку 7, герметично установленную в корпусе 1 посредством уплотнения 8 через кольцевую прокладку 6 на патрубок 3. Открытый канал в пробке-шаре перекрыт заглушкой 10, воздействующей на пробку-шар 2 через кольцевую прокладку 6.

Третье рабочее положение крана обеспечивается поворотом пробки-шара 2 по часовой стрелке на 90 o относительно корпуса 1. При этом достигается промывка подающего трубопровода промывочным раствором, как это показано на фиг.3. В этот момент входной патрубок 5 перекрывается глухой поверхностью пробки-шара 2.

Возможно и четвертое рабочее положение крана, когда глухая поверхность пробки-шара 2 обращена к заглушке 10. В этом случае промывочный раствор через патрубок 4 может поступать в патрубки 3 и 5.

Положение пробки-шара 2 в корпусе 1 может регулироваться вращением заглушки 10, что обеспечивает ее осевое перемещение благодаря резьбовому соединению. При этом необходимая герметичность обеспечивается уплотнением 9. Компенсация износа кольцевых прокладок 6, установленных в П-образных втулках 11 достигается за счет сил упругой деформации, как это показано на фиг.6 (положение при сильном износе кольцевых прокладок 6).

Шаровой кран, показанный на фиг.7 и 8, предназначен для подключения в параллельную работу двух пар аппаратов. Обрабатываемая среда, как показано на фиг.7, поступающая в шаровой кран, по Г-образному каналу выводится через патрубок 15, а поступающая через патрубок 13 выводится из крана через патрубок 14. При повороте пробки-шара против часовой стрелки на 90 o поток из патрубка 3 поступает в патрубок 14, а из патрубка 13 — в патрубок 15. Это устройство позволяет включать сразу два аппарата на работу в двух режимах, например подачу бражки и последующую промывку. Возможны различные варианты применения устройства.

Шаровой кран, показанный на фиг.9 и 10, может работать как многоточечный переключатель. При повороте приводом 12 пробки-шара на 60 o в любую сторону происходит переключение потока из патрубка 19 в один из отводящих патрубков 18.

Предложенная конструкция позволяет достигнуть упрощения и удобства в эксплуатации и увеличить срок эксплуатации шаровых кранов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Шаровой кран, содержащий корпус с радиальными впускными и выпускными каналами, установленную в полости корпуса и соединенную с приводом его поворота пробку — шар с проходными каналами, контактирующую с кольцевыми прокладками, установленными во втулках, отличающийся тем, что упомянутые втулки выполнены П-образными и изготовлены из упругого материала, обеспечивающего компенсацию износа установленных в них кольцевых прокладок за счет сил упругой деформации внутренней стенки П-образной втулки и давления среды.

www.freepatent.ru

Шаровой кран патент

(21), (22) Заявка: 2006135893/06, 10.10.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
10.10.2006

(43) Дата публикации заявки: 20.04.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: DE 4209356 A1, 30.09.1993. RU 2003905 C1, 30.11.1991. DE 4206423 A1, 16.09.1993. DE 1216698 A, 12.05.1966. DE 2427783 A1, 11.12.1975.

Адрес для переписки:
195196, Санкт-Петербург, ул. Таллинская, 7, ЗАО «НПЦ «АКВАМАРИН»

(72) Автор(ы):
Левин Марк Зелигович (RU),
Уланов Михаил Валерьевич (RU),
Давидчук Андрей Геннадиевич (RU),
Солодухин Евгений Александрович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР «АКВАМАРИН» (RU)

(54) ШАРОВОЙ КРАН

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для использования в качестве запорного и регулировочного устройства при работе с жидкими или газообразными средами. Шаровой кран содержит корпус в виде полого цилиндра с входным и выходным патрубками с седловыми поверхностями, шаровую пробку, взаимодействующую с последними, и поворотный шток. На верхнем фланце корпуса выполнено отверстие для штока. На нижнем фланце корпуса установлена опора для упомянутой пробки. На верхнем фланце корпуса установлен третий патрубок с седловой поверхностью. Последняя взаимодействует с шаровой пробкой. Поворотный шток установлен в полости третьего патрубка с возможностью снятия при сохранении герметичности крана. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления шарового крана, а также на расширение его функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к запорной трубопроводной арматуре, и может быть использовано в качестве запорного или регулировочного органа для работы с жидкими или газообразными средами.

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения снятия штока при любом положении запорного или регулировочного органа работающего крана.

Из большого количества и разнообразия пробковых шаровых кранов, клапанов и задвижек выбраны наиболее характерные технические решения и объединены в группы аналогов по сходности существенных признаков и некоторых элементов.

Известны шаровые краны, каждый из которых содержит корпус с входным и выходным патрубками, поворотную шаровую пробку, размещенную в корпусе, седла с уплотнительными кольцами, шпиндель и привод в виде рукоятки для поворота упомянутой шаровой пробки. А.С. СССР №130302, Кл. 47g, 2201, 1959 г., опубл. Бюл. №14, 1960 г.[1], А.С. СССР №232689, Кл. 47g, 22/01, МПК F16К, 1966 г., опубл. Бюл. №1, 1968 г. [2], А.С. СССР №327354, М. кл. F16k 5/06, 1970 г., опубл. Бюл. №5, 1972 г. [3], А.С. СССР №1288418, МКИ 4 F16К 5/20, 1985 г., опубл. Бюл. №5, 1987 г. [4] и А.С. СССР №1330392, МКИ 4 F16К 5/06, 1985 г., опубл. Бюл. №30, 1987 г. [5].

Перекрытие или регулировка потока жидкости или газа осуществляется поворотом шаровой пробки при помощи шпинделя и рукоятки, при этом упомянутая пробка разворачивается своим центральным отверстием поперек потока, а при возобновлении течения — вдоль потока рабочей среды.

Недостатками известных кранов являются сложность конструкции, обусловленная наличием уплотняющих элементов — седел с кольцами и нетехнологичность сборки.

Известны пробковые шаровые краны, каждый из которых содержит корпус с входным и выходным патрубками, поворотную шаровую пробку в корпусе, седла с уплотнениями, шпиндель и привод, кроме того, в отличие от группы аналогов [1-5] конструкцией этой группы кранов предусмотрено осевое перемещение (вдоль потока) или пробки или седла (седел) с уплотнениями, что позволяет уменьшить или компенсировать износ уплотняющих элементов. А.С. СССР №389341, М. Кл. F16k 5/06, 1971 г., опубл. Бюл. №29, 1973 г. [6], А.С. СССР №609014, М. Кл. 2 F16K 5/00, 1975 г., опубл. Бюл. №20, 1978 г. [7], А.С. СССР №739298, М. Кл. 2 F16K 5/06, 1976 г., опубл. Бюл. №21, 1980 г. [8], А.С. СССР №830066, М. Кл. 3 F16К 5/06, 1978 г., опубл. Бюл. №18, 1981 г. [9], А.С. СССР №918620, М. Кл. 3 F16К 5/06, 1980 г., опубл. Бюл. №13, 1982 г. [10], А.С. СССР №1196588, МКИ 4 F16К 5/06, 1984 г, опубл. Бюл. №45, 1985 г. [11], А.С. СССР №1479775, МКИ 4 F16К 5/06, 1987 г., опубл. Бюл. №18, 1989 г. [12], А.С. СССР №1516703, МКИ 4 F16К 5/06, 1986 г., опубл. Бюл. №39, 1989 г. [13], А.С. СССР №1523815, МКИ 4 F16К 5/06, 1987 г, опубл. Бюл. №43, 1989 г. [14] и А.С. СССР №1629667, МКИ 5 F16К 5/06, 1989 г., опубл. Бюл. №7, 1991 г. [15].

Работа с известными кранами осуществляется аналогично кранам [1-5], но благодаря осевой подвижке пробок или седел с уплотнениями различными способами уменьшается или компенсируется зазор между входным или выходным патрубками и пробкой, что, в свою очередь, повышает долговечность эксплуатации.

Недостатками аналогов [6-15] являются сложность конструкции, обусловленная наличием подвижных элементов, и нетехнологичность изготовления.

Известны также шаровые краны, каждый из которых содержит корпус с входным и выходным патрубками, поворотную шаровую пробку, шпиндель и приводы, причем шаровая пробка является составной из двух полусфер или разных частей и при повороте или при воздействии на нее различных по конструктиву приводов прижимается к седлам с уплотнениями или непосредственно к самим патрубкам, обеспечивая тем самым или разгрузку пробки, или необходимую герметичность. А.С. СССР №344201, М. Кл. F16k 5/06, 1970 г., опубл. Бюл. №21, 1972 г. [16], А.С. СССР №431352, М.Кл. F 16k 5/20, 1973 г., опубл. Бюл. №21, 1974 г.[17], А.С. СССР №872886, М. Кл 3 F16К 5/20, 1978 г., опубл. Бюл. №38, 1981 г. [18], А.С. СССР №1605068, МКИ 5 F16К 5/06, 1988 г., опубл. Бюл. №41, 1990 г. [19] и А.С. СССР №1756712, МКИ 5 F16К 5/06, 5/20, 1990 г., опубл. Бюл. №31, 1992 г. [20].

Недостатками известных устройств являются сложность конструкции, обусловленная наличием механизма не только поворота пробки, но и механизма раздвижения ее полусфер или составных частей и, как следствие, нетехнологичность изготовления.

Известны шаровые краны, предназначенные для применения на гибких эластичных трубопроводах в химической и нефтеперерабатывающей промышленностях, каждый из которых содержит эластичный пластмассовый корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку, шпиндель и привод, выполненные также из пластмассы, кроме того, в последнем из аналогов описываемой группы имеется подтяжной механизм по аналогии с [6-15]. А.С. СССР №318768, МПК F16k 5/20; F16k 27/06, 1970 г., опубл. Бюл. №32, 1971 г. [21], А.С. СССР №493582, M. Кл. F16k 5/06, 1972 г. опубл. Бюл. №44, 1975 г. [22] и А.С. СССР №543802, М. Кл. 2 F16К 5/06, 1973 г., опубл. Бюл. №3, 1977 г. [23].

Работа осуществляется аналогично описанным выше кранам, но недостатками являются малая прочность из-за применения пластмасс для изготовления корпуса и патрубков.

Известен шаровый кран, содержащий корпус, в котором размещены поворотный шток с шаровой пробкой с проходным отверстием, взаимодействующей с седлами входного и выходного патрубков, и уплотнительные элементы патрубков и штока, при этом шаровая пробка выполнена из высокопрочного композиционного полимерного материала. Патент РФ №2003905, МКИ 5 F16К 5/06, 1991 г., опубл. Бюл. №43-44, 1993 г. [24].

При необходимости пропуска рабочей среды шток и соответственно шаровую пробку устанавливают таким образом, чтобы проходное отверстие последней совпало с отверстиями патрубков, для перекрытия потока среды поворотный шток поворачивают на 90°, для регулирования расхода — на угол меньше 90°.

Известен шаровой кран, содержащий корпус с шаровой пробкой, входной и выходной патрубки с седловыми поверхностями, взаимодействующими с упомянутой пробкой, установленный на верхнем фланце корпуса третий патрубок с седловой поверхностью, также взаимодействующей с пробкой, и поворотный шток с уплотнением в корпусе. Патент ФРГ №4206423, Кл. F16К 27/06, 1993 г.[25].

Недостатками известного крана являются сложность конструкции, обусловленная наличием уплотнительных элементов патрубков и поворотного штока и, как следствие, нетехнологичность сборки, а также невозможность снятия штока при повороте шаровой пробки на угол меньше 90°, поскольку при этом рабочая среда имеет возможность попадания в рабочую полость корпуса с выходом наружу через отверстие для установки штока.

За прототип как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому выбран шаровой кран по патенту ФРГ №4209356, МКИ 5 F16К 5/20, 1993 г. [26].

Шаровой кран, выбранный в качестве прототипа, содержит корпус в виде полого цилиндра с фланцами и входным и выходным патрубками с седловыми поверхностями, шаровую пробку, взаимодействующую с последними, и поворотный шток, на верхнем фланце выполнено отверстие для штока, а на нижнем — установлена опора для упомянутой пробки.

Шаровой кран — прототип работает следующим образом. При необходимости пропуска рабочей среды шток и соответственно шаровую пробку устанавливают таким образом, чтобы проходное отверстие последней совпало с отверстиями входного и выходного патрубков, для перекрытия потока среды шток поворачивают на 90°, для регулирования расхода — на угол меньше 90°. Кроме того, для снижения трения при переключении крана (повороте пробки) при помощи специального механизма приподнимают пробку относительно патрубков, уменьшая тем самым площадь контакта.

Недостатками крана — прототипа являются сложность конструкции, обусловленная наличием уплотнительных элементов патрубков и поворотного штока и, как следствие, нетехнологичность сборки, а также невозможность снятия штока при повороте пробки на угол меньше 90°, поскольку при этом рабочая среда имеет возможность попадания в рабочую полость корпуса с выходом в атмосферу (разгерметизация работающего крана).

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения снятия штока при любом положении пробки для предотвращения несанкционированного переключения работающего крана.

Указанная цель достигается тем, что в шаровом кране, содержащим корпус в виде полого корпуса с фланцами и входным и выходным патрубками, имеющими седловые поверхности, шаровую пробку с проходным отверстием, взаимодействующую с последними, поворотный шток, отверстие в верхнем фланце под шток и опору на нижнем фланце для упомянутой пробки, на верхнем фланце установлен третий патрубок с седловой поверхностью, взаимодействующей с упомянутой пробкой, а поворотный шток установлен в полости третьего патрубка, герметизированной относительно внутреннего рабочего объема корпуса, с возможностью снятия при сохранении герметичности работающего крана.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в получении простой и технологичной конструкции шарового крана для пропускания, регулирования и перекрытия потока рачей среды, а также в обеспечении возможности снятия штока с работающего крана с сохранением герметичности корпуса.

При изготовлении заявляемой конструкции могут быть использованы стандартные трубы, как для патрубков, так и для корпуса, а применение шаровой пробки из композиционного полимерного материала, уплотняющей помимо отверстий входного и выходного патрубков также и пространство (полость третьего патрубка), в котором установлен поворотный шток, позволяет снимать последний при любом положении шаровой пробки. Последнее преимущество дает возможность исключить несанкционированное переключение крана при снятом поворотном штоке, что особенно актуально в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ).

На чертеже изображен предлагаемый шаровой кран в разрезе.

Шаровой кран содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3 с седловыми поверхностями 4 и 5, шаровую пробку 6 из композиционного полимерного материала, взаимодействующую с последними, и поворотный шток 7, при этом корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра с торцевыми фланцами 8 и 9, на верхнем фланце 8 установлен третий патрубок 10 с седловой поверхностью 11, взаимодействующей с пробкой 6, и имеется отверстие 12 для штока 7, а на нижнем фланце 9 установлена опора 13 для упомянутой пробки 6.

Шаровой кран работает следующим образом.

При сборке шарового крана прирабатывают седловые поверхности 4, 5 и 11 патрубков 2, 3 и 10 к сферической поверхности шаровой пробки 6, устанавливают последнюю в корпус 1 и поджимают с четырех сторон патрубками 2 и 3, фланцем 8 с патрубком 10 и фланцем 9 с опорой 13, закрепляют патрубки 2 и 3 на образующей поверхности, а фланцы 8 и 9 на торцах цилиндрического корпуса 1, затем устанавливают поворотный шток 7 через отверстие 12 таким образом, чтобы он вошел в ответную часть (на чертеже не обозначена) пробки 6, и закрепляют его пластиной (на чертеже не обозначена) на фланце 8.

Для открытия крана, т.е. для пропуска рабочей среды, поворачивают шаровую пробку 6 при помощи штока 7 таким образом, чтобы проходное отверстие (на чертеже не обозначено) шаровой пробки 6 совпало с отверстиями патрубков 2 и 3, для перекрытия потока рабочей жидкости поворачивают пробку 6 на 90°, для регулирования расхода — на угол меньше 90°.

При необходимости предотвращения несанкционированного переключения крана снимают поворотный шток 7, предварительно сняв пластину (на чертеже не обозначена), и на место последней устанавливают заглушку (на чертеже не показана).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Разработана конструкция шарового крана стального, полнопроходного, патрубкого.

Применение — системы тепловодоснабжения с условным давлением Ру 2,5 МПа (25,5 кгс/см 2 ) и 4,0 МПа (40,8 кгс/см 2 ), а также устройства и системы промышленного назначения.

Установочное положение крана на трубопроводе — любое.

Рабочая среда — вода систем тепловодоснабжения по ГОСТ 2874-82.

Температура рабочей среды до +200°С.

Направление потока рабочей среды — любое.

Класс герметичности шарового затвора А по ГОСТ 9544-85.

Морозостойкость — до минус 40°С.

Шаровой кран содержит стальной цилиндрический корпус 1 диаметром 120, высотой 100 и толщиной стенки 6 мм, с торцевыми стальными фланцами 8 и 9 толщиной 6 мм стальные входной и выходной патрубки 2 и 3 диаметром 52 и толщиной стенки 6 мм установленные на образующей поверхности корпуса 1 и имеющие седловые поверхности 4 и 5. Третий стальной патрубок 10 диаметром 30 и толщиной стенки 6 мм, с седловой поверхностью 11, установленный на фланце 8. Шаровую пробку 6 диаметром 80 мм с проходным отверстием диаметром 40 мм, взаимодействующую с седловыми поверхностями 4, 5 и 11, при этом радиусы кривизны последних больше радиуса кривизны пробки 6. Пробка 6 выполнена из высокопрочного композиционного материала, содержащего 10-70 мас.% высокопрочного волокна длиной 0,01-100 мм и химстойкое полимерное связующее. Стальной поворотный шток 7 диаметром 20 мм, установленный на фланце 8, в полости патрубка 10 через отверстие 12. Опору 13 диаметром 10 мм, установленную на фланце 9.

Для изготовления корпуса 1 и патрубков 2,3 и 10 применены стандарные трубы по ГОСТ 9941-72 «Бесшовные холодно- и теплодеформированные трубы из коррозионно-стойкой стали».

Корпус 1, патрубки 2, 3 и 10, фланцы 8 и 9 и опора 13 соединяются при помощи сварки по ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

Работа с краном описана в разделе «Перечень фигур чертежей».

Заявляемый шаровой кран позволяет пропускать, регулировать расход и перекрывать поток рабочей среды, а также снимать поворотный шток 7 при любом положении шаровой пробки 6 для предотвращения несанкционированного переключения.

Шаровой кран, содержащий корпус в виде полого цилиндра с входным и выходным патрубками с седловыми поверхностями, шаровую пробку, взаимодействующую с последними, и поворотный шток, на верхнем фланце корпуса выполнено отверстие для штока, а на нижнем установлена опора для упомянутой пробки, отличающийся тем, что на верхнем фланце корпуса установлен третий патрубок с седловой поверхностью, взаимодействующей с шаровой пробкой, а поворотный шток установлен в полости третьего патрубка с возможностью снятия при сохранении герметичности крана.

bd.patent.su

Патент на конструкцию шарового крана ГШК №2310787

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к кранам шаровым, и предназначено для использования при высоких давлениях рабочей среды. В корпусе крана шарового размещены седла в виде уплотнительных колец с плоскими торцовыми поверхностями и поворотная шаровая пробка с центральным проходным каналом. Крышки корпуса с внутренней стороны имеют выступы.

Наружная конусная поверхность крышек контактирует с уплотнительным кольцом. Внутренняя конусная поверхность крышек контактирует в закрытом положении с шаровой пробкой. Уплотнительное кольцо установлено с предварительным натягом. Наименьший диаметр наружного конуса равен большему основанию внутреннего конуса. Изобретение направлено на возможность использования в нем при высоких давлениях рабочей среды эластичных и упругих материалов, например резин, для изготовления уплотнительных колец и свести к минимуму их износ.

Известны конструкции шаровых кранов с плавающим шаром (справочное пособие «Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти и газа» под редакцией Ю.М.Котелевского, Москва, Недра, 1976, стр.144, 217).

Недостатком всех приведенных в этом источнике шаровых кранов является то, что их конструкции полностью исключают возможность использования уплотнительных колец из эластичных и упругих материалов, например, резин, обеспечивающих на практике гарантированную герметичность от 0 до 10 МПа.

В основном для уплотнителей используют пластмассы или фторопласт различных модификаций. Но фторопластам свойственна хладотекучесть и недостаточная износоустойчивость. Как правило, кольца из этого материала обеспечивают герметичность на первых 30-50 переключений, а после начинают течь.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является кран шаровой с седлами в виде уплотнительных колец, выполненных с плоскими торцовыми поверхностями (а.с. №811032, М. кл. 3. F16К 5/06, 1977 г.).

Но и данная конструкция крана полностью исключает возможность использования уплотнительных колец из эластичных и упругих материалов при высоких давлениях рабочей среды. А непараллельность торцовых поверхностей, если и снижает их износ, то не намного.

Целью изобретения является возможность использования при высоких давлениях рабочей среды эластичных и упругих материалов, например, резин для изготовления уплотнительных колец и свести к минимуму их износ.

Указанная цель достигается тем, что крышки корпуса с внутренней стороны имеют выступы, наружная конусная поверхность которых контактирует с уплотнительным кольцом, а внутренняя конусная поверхность контактирует в закрытом положении с шаровой пробкой, при этом уплотнительное кольцо установлено с предварительным натягом, а наименьший диаметр наружного конуса выступа равен большему диаметру основания внутреннего конуса.

Анализ просмотренных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по шаровым кранам с плавающей пробкой по фондам областной научно-технической библиотеки г.Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство с таким типом уплотнения не известно из современного уровня техники, т.е. является новым.

Техническое решение обладает изобретательским уровнем. Оно не следует явным образом из опубликованных технических материалов.

Предлагаемое изобретение является промышленно-приемлемым и полезным, т.к. легко осуществимо, а использование резин для изготовления уплотнительных колец позволяет в несколько раз увеличить их износостойкость, что в конечном итоге ведет к обеспечению длительной надежности работы шарового крана.

Изобретение поясняется чертежами.

В корпусе 1 размещены шаровая пробка 2 с центральным проходным каналом 3 и уплотнительные кольца 4. Уплотнительные кольца 4 поджимаются к шаровой пробке 2 крышками 5, которые выполняют также роль присоединительных элементов к трубопроводам. С внутренней стороны крышки 5 имеют выступ 6, наружная коническая поверхность 7 которого контактирует с уплотнительным 4, а внутренняя коническая поверхность 8 контактирует под действием давления рабочей среды с шаровой пробкой 2 в закрытом положении.

Рассмотрим три основных момента в работе крана:

Давление рабочей среды равно Pp. Шаровая пробка 2 находится в среднем положении за счет предварительного натяга уплотнительных колец 4. Т.к. уплотнительное кольцо 4 уравновешено со стороны выхода крана от действия давления рабочей среды, то оно не выдавливается в монтажный зазор.

2. Кран надо закрыть.

По общетехническим требованиям к запорной арматуре кран закрывается поворотом шаровой пробки 2 по часовой стрелке на четверть оборота. При контакте кромки 9 проходного канала 3 с уплотнительным кольцом 4 происходит плавный отжим его, т.е. оно «не закусывается». Под действием давления рабочей среды шаровая пробка 2 смещается со среднего положения и обеспечивает практически нулевой зазор в стыке с внутренним конусом 8 выступа 6.

3. Кран надо открыть.

Кран открывается поворотом шаровой пробки 2 на четверть оборота против часовой стрелки. Как только кромка 9 осевого проходного канала 3 перейдет уплотнительное кольцо 4, то оно (кольцо) под действием давления рабочей среды начинает сползать с выступа 6 и выдавливаться в образующийся чечевицеобразный зазор между шаровой пробкой 2 и внутренним конусом 8 выступа 6. Но полного сползания и выдавливания уплотнительного кольца 4 не происходит. Это объясняется тем, что при деформации уплотнительного кольца в этом месте давление рабочей среды, действующее по периметру сечения, мгновенно выравнивается и за счет внутренних упругих сил материала кольцо моментально возвращается в исходное монтажное положение. «Закусывание» и выров кольца не происходят, т.к. набегающая кромка 10 осевого отверстия 3 в шаровой пробке 2 просто отжимает его на величину предварительного натяга.

Испытан опытный образец крана Ду 25 мм, Ру 10 МПа. Кран открывался и закрывался при давлении воздуха 10 МПа. Воздух сбрасывался в атмосферу. После 300 переключений кран разобран. Визуальный осмотр не выявил на уплотнительных кольцах следов износа или намечающихся разрушений.

www.exform.ru

Смотрите еще:

  • Ноутбук разрешение 1600 на 900 Ноутбуки с разрешением экрана до 1600x1200 - цены Максимальное разрешение экрана в ноутбуке определяет количество пикселей (цветных точек) по горизонтали и вертикали экрана. Чем больше таких точек, тем, при сохранении физических размеров экрана, более детальным и четким будет изображение. Ноутбуки с большим […]
  • Эльдорадо заявление на возврат Дефект подтверждён, но магазин Эльдорадо отказывается совершить возврат или замену Мною был куплен холодильник Beko DNE 54530 GB стоимостью 39990 руб. через интернет магазин Эльдорадо 25 мая 2016 года с расширенной гарантией и страхованием «Альфа-страхование» стоимостью 3990 руб. (Имеется отсканированный […]
  • Играть в csi место преступления Игра CSI Место преступления: Три измерения убийства Оригинальное название игры - CSI: 3 Dimensions of Murder Три измерения убийства - одна из немногих игр, позволяющих с головой окунуться в работу полицейского детектива и заняться расследованием запутанных дел. Вы сможете осмотреть место преступления, […]
  • Применение закона no 223-фз Письмо Минфина России от 16 июня 2017 г. N 24-01-09/37717 О применении положений Федерального закона от 18 июля 2011 г. N 223-ФЗ Минфин России рассмотрел обращение по вопросу о применении положений Федерального закона от 18.07.2011 N 223-ФЗ "О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических […]
  • Заявление ф1 Фелипе Масса покидает F1 Бразилец уйдет после сезона 2016-го Фелипе Масса объявил об уходе из "Формулы-1" — бразильский пилот, выступающий за команду Williams, покинет чемпионат после сезона 2016 года. Итс оффишиал. Да, последняя формульная гонка Массы состоится в Абу-Даби — между прочим, это будет 250-й по […]
  • Законы с 16 января Законы 16 января. Как кастрюли, каски и юмор спасли украинцев от диктатуры О чем законы? Пакет изменений в законодательство, принятый в Верховной Раде, ограничивал основные права человека: право на свободу выражения взглядов и на свободу собраний, право на свободу перемещения. Вводилась цензура в СМИ и […]
  • У вас нет разрешений на выполнение 16 разрядных приложений Как запустить старую игру на windows 10 Как запустить старые игры на Windows 10 различными способами: алгоритм действий Игры и программы для Windows XP без проблем запускаются в новой версии ОС. Но не все старые программы могут заработать с первого раза. В этом случае рекомендации, описанные ниже, помогут […]
  • Мужчины боятся развода Жизнь после развода: как расставание влияет на мужчин и женщин Женщины после развода больше довольны жизнью, чем мужчины. К такому выводу пришли британские ученые, опросив 10000 человек от 16 до 60 лет. Еще пару десятилетий назад картина была иной. Исследования показали, что женщины стали более независимы […]

Комментарии запрещены.