КРАН Российский патент 1997 года по МПК F16K5/06 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к трубопроводной арматуре и служит для перекрытия потока жидкости или газа в трубе.

Известен шаровой кран фирмы "GROVE OMEGA", содержащий корпус с крышкой: внутри которого расположен связанный со шпинделем затвор с односторонним уплотнением и шарниром в нижней опоре. Бугельный узел крана выполнен с использованием упорных шариков. Для управления затвором на шпинделе неподвижно закреплена втулка с криволинейным пазом.

Недостаток известного технического решения состоит в том, что упорный шарикоподшипник не является самоцентрирующим и не воспринимает радиальных нагрузок, от которых возможно трение (затирание и заедание) подвижных и неподвижных деталей, а закрепление втулки с пазом на шпинделе ведет к удлинению конструкций верхней крышки крана и возникновению трения наружной поверхности втулки с пазом по внутренней поверхности крышки крана, причем в процессе эксплуатации на трубопроводе нет возможности разобрать и при необходимости отремонтировать детали бугельного узла, втулку с криволинейным пазом и т.д.

Известен кран фирмы "ORBYT", содержащий корпус с крышкой, внутри которого расположен связанный со шпинделем затвор с односторонним уплотнением и шарниром в опоре. Для управления затвором на цилиндрической части шпинделя выполнен криволинейный паз.

Недостаток этого крана состоит в том, что изготовление криволинейного паза на шпинделе нетехнологично, так как износ паза требует ремонта или замены шпинделя.

Задача устранение вышеуказанных недостатков, а именно упрощение конструкции и повышение технологичности.

Альтернативное решение задачи изобретения заключается в том, что на стойке, регулировочной гайке и приводной втулке выполнены дорожки качения "а", "б", "б". Приводная втулка установлена с возможностью взаимодействия со стойкой и регулировочной гайкой посредством шариков, расположенных в указанных дорожках качения, причем между шариками расположены кольца, внутренний объем которых заполнен смазкой, на шпинделе радиально установлен палец, а в его нижней части выполнен центрирующий опорный поясок "г" с возможностью фиксации шпинделя, втулка узла поворота затвора закреплена неподвижно на стойке, в криволинейном пазу которой с возможностью взаимодействия размещен упомянутый палец.

На фиг. 1 изображен кран, на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - место В на фиг. 2, на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 5 вид Г на фиг. 1 на деталь 14.

Кран состоит из корпуса 1, горизонтальных входного 2 и выходного 3 патрубков, крышки 4, на которой установлена стойка 5, в верхней части которой расположен узел привода шпинделя 6, а в нижней части узел поворота затвора.

Узел привода шпинделя состоит из приводной втулки 7, ввернутой в нее втулки резьбовой и зафиксированной винтами 9, регулировочной гайки 10, шариков 11, между которыми установлены кольца 12, выполняющие роль сепаратора, а смазка, заполняющая их внутренний объем, обеспечивает индивидуальную смазку каждого шарика в процессе работы узла. В стойке 5 выполнена дорожка качения "а", в регулировочной гайке 10 "б", на приводной втулке 7 две дорожки качения "в". Регулировочная гайка 10 ввертывается в стойку 5, так чтобы вращение втулки приводной на шариках 11 было свободным, после чего регулировочная гайка 10 фиксируется винтом 13.

Узел поворота затвора состоит из зафиксированной в стойке 5 втулки 14, на цилиндрической части которой выполнен криволинейный паз, часть которого выполнена по образующей, а другая под углом к ней. В средней части шпинделя 6 закреплен палец 15, свободный конец которого входит в паз втулки 14. Стойка 5 установлена на крышке 4, в нижней части которой имеется цилиндрическое отверстие, в котором расположен центрирующий поясок "г" шпинделя 6, используемый также для ограничения хода шпинделя 6 в верхнее положение.

Верхняя резьбовая часть шпинделя 6 находится в зацеплении с резьбой втулки резьбовой 8, а нижняя часть в виде изогнутого плоского стержня входит в отверстие между пальцами 16, 17, установленными в верхней части затвора 18. Сам затвор установлен цапфой на сферическом подшипнике 19, наружное кольцо которого расположено в нижней выточке корпуса 1. В расточке выходного патрубка 3 установлено седло 20 с уплотнительной поверхностью. Герметичность деталей крана обеспечивается уплотнительными кольцами 21, 22 и манжетой 23 (возможен пакет).

Работа крана осуществляется следующим образом.

На фиг. 1 затвор 18 показан в промежуточном положении, когда палец 15 находится на переходе вертикального участка на наклонной втулки 14. В открытом положении крана ось проходного отверстия затвора 18 совпадает с продольными осями входного 2 и выходного 3 патрубков корпуса 1 крана. При сообщении вращательного движения приводной втулке 7 вручную или механически (на фиг. 1 не показано) шпиндель совершает одновременно перемещение вниз и поворот вокруг своей оси, так как палец 15 контактирует с наклонным участком паза втулки 14. При этом нижний конец шпинделя 6, опускаясь между пальцами 16 и 17 поворачивает затвор 18 Высота наклонного участка паза втулки 14 соответствует повороту затвора на 90^o. Далее палец начинает перемещаться вдоль вертикального участка паза втулки, вращение затвора 18 относительно своей оси вертикальной прекращается, при этом наклонная нижняя часть шпинделя 6, продолжая перемещаться вниз, начинает воздействовать на палец 16, вследствие чего затвор начинает отклоняться с центром поворота в шарнирном подшипнике 19 до тех пор, пока сферическая поверхность затвора сомкнется с поверхностью седла 20. Кран закрыт.

Для открытия крана приводной втулке 7 сообщается вращательное движение в обратную сторону. Шпиндель 6 перемещается вверх, наклонная часть нижнего конца шпинделя 6 воздействует на палец 17 и отводит затвор 18, поворачивая на 90^o в обратную сторону, сообщая проходы патрубков крана. Кран открыт.

В процессе работы крана силовые нагрузки, воздействующие на втулку 14, воспринимаются деталями 5, 10 через верхний и нижний ряды насыпных шариков 11, с помощью которых обеспечивается гарантированный зазор между подвижной наружной поверхностью втулки 7 и неподвижными поверхностями стойки 5 и гайки 10. Смазка, расположенная во внутренней полости колец 12, способствует индивидуальной смазке шариков.

Источники информации:
1. Проспект фирмы "GROVE OMEGA", Италия.

2. Р.Д.Бейзельман "Подшипники качения", Машиностроение, М. 1967, с. 54, рис. 1.44.

3. Проспект фирмы "ORBYT", Англия.

Использование: в области трубопроводной арматуры. Сущность изобретения: кран содержит корпус 1 с горизонтальными входным и выходным (2, 3) патрубками В корпусе 1 расположен связанный со шпинделем 6 затвор 18 с односторонним уплотнением и шарниром в нижней опоре, крышка 4 и стойка 5 с регулировочной гайкой 10, на которой расположены узел привода шпинделя 6 в виде приводной втулки 7 и узел поворота затвора 18 в виде втулки 14 с криволинейным пазом. На стойке 5, регулировочной гайке 10 и приводной втулке 7 выполнены дорожки качения "а", "б", "в". Приводная втулка 7 установлена с возможностью взаимодействия со стойкой 5 и регулировочной гайкой 10 посредством шариков 11, расположенных в указанных дорожках качения, причем между шариками 11 расположены кольца 12, внутренний объем которых заполнен смазкой. На шпинделе 6 радиально установлен палец 15, а в его нижней части выполнен центрирующий опорный поясок "г" с возможностью фиксации шпинделя 6. Втулка 14 узла поворота затвора 18 закреплена неподвижно на стойке 5, в криволинейном пазу которой с возможностью взаимодействия размещен упомянутый палец 15. 5 ил.

Кран, содержащий корпус с горизонтальными входным и выходным патрубками, в котором расположен связанный со шпинделем затвор с односторонним уплотнением и шарниром в нижней опоре, крышку и стойку с регулировочной гайкой, на которой расположены узел привода шпинделя в виде приводной втулки и узел поворота затвора в виде втулки с криволинейным пазом, отличающийся тем, что на стойке, регулировочной гайке и приводной втулке выполнены дорожки качения, приводная втулка установлена с возможностью взаимодействия со стойкой и регулировочной гайкой посредством шариков, расположенных на указанных дорожках качения, причем между шариками расположены кольца, внутренний объем которых заполнен смазкой, на шпинделе радиально установлен палец, а в его нижней части выполнен центрирующий опорный поясок с возможностью фиксации шпинделя, втулка узла поворота затвора закреплена неподвижно на стойке, в криволинейном пазу которой с возможностью взаимодействия размещен упомянутый палец.