ШАРОВОЙ КРАН ИЗ ПЛАСТМАССЫ Российский патент 2003 года по МПК F16K27/10 F16K27/06 

Изобретение относится к шаровому крану из пластмассы, имеющему:
- корпус с впускным и выпускным отверстиями,
- шарик клапана, установленный в корпусе с возможностью поворота при промежуточном включении двух уплотнительных колец,
- два наконечника, подсоединенные к впускному и выпускному отверстиям корпуса,
- по меньшей мере одну опору, в которой находится одно из уплотнительных колец и которую один из наконечников прижимает в направлении шарика клапана.

В таких шаровых кранах наконечники, предназначенные для приваривания арматуры к соединительным трубопроводам, соединяются с корпусом с помощью накидной гайки. Известна и применяется на практике конструкция, в которой корпус образует гнездо для одного из уплотнительных колец, так что только в другой половине клапана должна быть предусмотрена опора для имеющегося там уплотнительного кольца. В свою очередь, опора нуждается в дополнительных уплотнениях, т.е. уплотнения должны быть предусмотрены как между ней и корпусом, так и между ней и соответствующим наконечником. Известная конструкция, таким образом, состоит из множества деталей, которые при монтаже нужно соединять между собой, что затрудняет к тому же их хранение на складе. Кроме того, из-за такого количества уплотнений и разъемных соединений существует определенная степень подверженности к повреждениям.

Описанные выше конструкции известны из патента US 4047275 и из патента ЕР 0272991 А1.

В основе изобретения лежит задача создания шарового крана указанного типа, который при более высокой общей надежности был бы прост в конструктивном отношении и изготовлении.

Решение данной задачи согласно изобретению заключается в следующем. Заявленный шаровый кран отличается тем, что корпус и опора имеют с наружной стороны плоскопараллельные торцы, к которым методом вибрационной сварки приваривают соответствующий наконечник, получая при этом цельноплоскостное соединение.

До сих пор было невозможно приваривать пластмассовые наконечники к пластмассовому корпусу, так как из-за высокой тепловой нагрузки следовало учитывать деформацию и перекос. Пластикация пластмассы имела бы крайне негативные последствия, особенно в области опоры. Так как уплотнительное кольцо при первичном натяжении прилегает к шарику клапана, оно могло бы сместить опору, и, таким образом, ослабло бы его первичное натяжение, т.е. эффект уплотнения мог понизиться или совсем пропасть.

В процессе вибрационной сварки, применяемой согласно изобретению, тепловая энергия вырабатывается исключительно и единственно на поверхности соприкосновения. Только здесь наблюдается необходимая пластикация, и практически при отсутствии глубины провара. Итак, деформаций, смещений или перекосов не может быть.

При этом процесс можно выполнить очень быстро, а коэффициент снижения прочности составляет 0,9. Это значит, что достигается почти первоначальная прочность материала. Это объясняется тем, что получается цельноплоскостное соединение. Даже при больших значениях толщины стенки не требуется каких-либо подготовительных операций, принятых обычно при сварке.

Наконечник соединяют как с корпусом, так и с опорой, не изменяя при этом положение опоры. Желательное первоначальное натяжение уплотнительного кольца, таким образом, сохраняется. Одновременно опора фиксируется неподвижно в заданной позиции. Цельноплоскостное соединение опоры с наконечником делает ненужной установку дополнительных уплотнений между опорой и наконечником, а также между опорой и корпусом. Итак, сокращается количество деталей и возможных источников повреждений. В целом затраты на изготовление и установку чрезвычайно скромны.

Можно заваривать все без исключения пластмассы, а также совершенно разные пластмассы сваривать между собой.

Предпочтительно опора прилегает с внутренней стороны к уступу корпуса, так что ее можно очень просто установить. Прежде всего здесь воспринимаются значительные усилия, с которыми имеют дело в процессе вибрационной сварки.

В другом важном варианте выполнения изобретения в сквозное отверстие опоры предлагается вставить зажимное кольцо, зажимающее уплотнительное кольцо, и зафиксировать его с помощью наконечника. Таким образом, опору можно очень просто установить, причем уплотнительное кольцо надежно удерживается зажимным кольцом, а наконечник, жестко соединенный с опорой, препятствует изменению положения зажимного кольца.

Особенно простое выполнение достигается тем, что поперечное сечение уплотнительного кольца имеет форму угла, причем одна из его сторон с торца прилегает к шарику клапана, а радиально с внутренней стороны - к зажимному кольцу. Благодаря такой выгодной конструкции создается простое, надежное и устойчивое уплотнение.

Наиболее выгодные условия достигаются благодаря тому, что та половина шарового крана, которая относится к другому наконечнику (3), имеет признаки, описанные в отличительных частях одного или нескольких пунктов формулы. Достигнутые преимущества распространяются, таким образом, на обе половины клапана.

Более подробно изобретение раскрывается ниже на примере предпочтительного варианта выполнения, а также с помощью прилагаемого чертежа.

На чертеже дано осевое сечение шарового крана.

Представленный шаровой кран имеет корпус 1, в котором установлен с возможностью поворота шарик клапана 2. Со стороны впуска и выпуска корпус имеет наконечники 3, которые предназначены для сваривания арматуры с соединительным трубопроводом.

Далее корпус имеет две опоры 4, в каждой из которых размещено по уплотнительному кольцу 5. Поперечное сечение уплотнительных колец 5 имеет форму угла, причем их осевые стороны прилегают с торца к шарику клапана 2, а радиально с внутренней стороны закрепляются зажимными кольцами 6. Зажимные кольца 6 вставлены снаружи в опору 4 и зафиксированы в таком положении с помощью наконечников 3. Для установки и опирания опор 4 служат уступы корпуса 7.

После того, как опоры 4 вместе со своими уплотнительными кольцами 5 и зажимными кольцами 6 установлены в корпусе 1, наконечники 3 соединяют в процессе вибрационной сварки и с корпусом 1, и с соответствующими им опорами 4. Таким образом, получается цельноплоскостное соединения без каких-либо изменений размеров или формы. В частности, сохраняется натяжение уплотнительного кольца 5, так как положение опор 4 не меняется из-за непозволительной пластикации пластмассы. Благодаря тому, что наконечники 3 напрямую соединены с соответствующими им опорами 4, отпадает необходимость в установке дополнительных уплотнений между опорами, корпусом и наконечниками.

Шаровой кран имеет небольшое количество деталей, которые можно изготовить и установить простым способом. На вибрационную сварку уходит лишь 10% времени, необходимого для выполнения горячей сварки. При этом в результате вибрационной сварки получается соединение, прочность которого на 90% соответствует первичной прочности материала.

В рамках изобретения в описанной конструкции вполне возможны изменения. Так, уплотнительные кольца могут иметь другую форму, и при известных условиях отпадает необходимость в зажимающих их зажимных кольцах. Однако представленная конструкция оказалась наиболее выгодной.

Кроме того, эту конструкцию можно использовать только в одной половине шарового крана. В другой же половине опора может формироваться из надставки к корпусу, в которую и помещают уплотнительное кольцо.

Изобретение относится к области запорной арматуры и предназначено для соединения шарового крана из пластмассы с наконечниками подсоединительных трубопроводов. Шаровой кран из пластмассы имеет корпус с впускным и выпускным отверстиями, шарик клапана, установленный в корпусе с возможностью поворота между двумя уплотнительными кольцами, два наконечника, подсоединенные к впускному и выпускному отверстиям корпуса, и, по меньшей мере, одну опору, в которой находится одно из уплотнительных колец и которую один из наконечников прижимает в направлении шарика клапана. Корпус и опора имеют с наружной стороны плоскопараллельные торцы. К торцам методом вибрационной сварки приваривают соответствующий наконечник, получая при этом цельноплоскостное соединение. Опора прилегает с внутренней стороны к уступу корпуса. Изобретение позволяет упростить конструкцию и изготовление шарового крана при обеспечении более высокой надежности. 3 з.п. ф-лы и 1 ил.

1. Шаровой кран из пластмассы, имеющий корпус (1) с впускным и выпускным отверстиями, шарик клапана (2), установленный в корпусе (1) с возможностью поворота между двумя уплотнительными кольцами (5), два наконечника (3), подсоединенные к впускному и выпускному отверстиям корпуса, и, по меньшей мере, одну опору (4), в которой находится одно из уплотнительных колец (5) и которую один из наконечников (3) прижимает в направлении шарика клапана (2), отличающийся тем, что корпус (1) и опора (4) имеют с наружной стороны плоскопараллельные торцы, к которым методом вибрационной сварки приваривают соответствующий наконечник (3), получая при этом цельноплоскостное соединение, причем опора (4) прилегает с внутренней стороны к уступу корпуса (7). 2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что в сквозное отверстие опоры (4) вставляют зажимное кольцо (6), которое зажимает уплотнительное кольцо (5), и фиксируют его с помощью наконечника (3). 3. Шаровой кран по п.2, отличающийся тем, что поперечное сечение уплотнительного кольца (5) имеет форму угла, причем одна из его сторон с торца прилегает к шарику клапана (2), а радиально с внутренней стороны - к зажимному кольцу (6). 4. Шаровой кран по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что и та половина шарового крана, которая относится к другому наконечнику (3), имеет признаки, описанные в отличительных частях одного или нескольких пунктов формулы.