ШАРОВОЙ КРАН Российский патент 2003 года по МПК F16K5/06 F16K5/20 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубопроводной арматуре, и может быть использовано для управления потоками рабочей среды в различных отраслях промышленности.

Известен шаровой кран (авт. свид. 739298, М.кл. F 16 К 5/06), содержащий корпус, в котором установлены шток, сферический клапан с осью и пятой, фланец, причем на торцах штока и фланца имеются выступы и впадины, а в штоке выполнено эксцентрично оси вращения гнездо. При этом ось сферического клапана выполнена полой и в ней установлен введенный в шаровой кран подпружиненный фиксатор с возможностью взаимодействия с выступами штока и фланца.

Недостатком данного крана является свободная установка верхней опоры (оси) сферического клапана в гнезде и значительное удаление опоры оси от сферического клапана из-за необходимости размещения фиксатора.

Наиболее близким к предлагаемому является шаровой кран (патент RU 2158866 С2, кл. F 16 К 5/06, 5/20, 10.11.2002), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположены шпиндель, поворотный запорный орган с проходным каналом и нижняя и верхняя опоры которого выполнены сферическими. Верхняя сферическая опора установлена в эксцентриковой втулке-обойме, а в верхней части запорного органа имеется паз в форме сегмента, с которым взаимодействует неподвижный упор, установленный на оси, перпендикулярной оси патрубков корпуса. Кроме того, имеется подпружиненный фиксатор, размещенный в направляющем пазу запорного органа и имеющий с одной стороны скос для взаимодействия с эксцентриковой втулкой-обоймой, и седло с уплотнением.

Недостатком известного крана (патент RU 2158866 С2, кл. F 16 К 5/06, 5/20) является наличие в конструкции фиксатора со скосом и взаимодействующей с ним эксцентриковой втулки-обоймы так, что это приводит к появлению дополнительных пар трения (скос фиксатора - эксцентриковая втулка-обойма; торец фиксатора - внутренняя поверхность втулки-обоймы и др.), что снижает надежность работы крана и уменьшает срок службы.

Другим недостатком этого крана является расположение неподвижного упора на оси, перпендикулярной оси патрубков корпуса, и выполнение паза на запорном органе в виде сегмента.

После поворота запорного органа по часовой стрелке на 90^o он должен перемещаться дальше в направлении седла для герметизации. Однако неподвижный упор и паз заставляют двигаться запорный орган в направлении седла, одновременно вращаясь вокруг упора против часовой стрелки. Это значительно усложняет условия герметизации и, тем самым, снижает надежность работы и уменьшает срок службы.

Задачей изобретения является повышение надежности работы и увеличение срока службы.

Технический результат заключается в том, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположен шпиндель, седло с уплотнителями, неподвижный и подвижный упоры, поворотный запорный орган, имеющий проходной канал и верхнюю и нижнюю сферические опоры, причем верхняя опора установлена эксцентрично оси вращения, и паз, паз выполнен в виде прямоугольного сектора и оба упора, подвижный и неподвижный, установлены в нем.

Кроме того, в шаровом кране неподвижный упор и паз расположены на параллельной оси патрубков корпуса.

На фиг. 1 изображен общий вид шарового крана в положении "Открыто"; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - то же, сечение в положении "Закрыто".

Кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышку 4, запорный орган 5 с возможностью поворота, выполненный со сквозным каналом для прохода среды и размещенный опорами в сферических подшипниках, нижнюю опору 6 - непосредственно в корпусе 1 и верхнюю опору 7, установленную эксцентрично в шпинделе 8. В верхней части запорного органа 5 имеется паз 9, выполненный в виде прямоугольного сектора, с которым взаимодействует неподвижный упор 10, установленный на оси, параллельной оси патрубков корпуса 1, и подвижный упор 11, жестко связанный со шпинделем 8. Шпиндель 8 через упор 11 контактирует с пазом 9 запорного органа 5 под действием пружины кручения 12, установленной с предварительной нагрузкой моментом, превышающим момент, возникающий от сил инерции подвижных частей и захватываемой среды при вращении запорного органа 5. В корпусе 1 со стороны выходного патрубка 3 установлено седло 13 с уплотнениями.

Шаровой кран работает следующим образом.

В положении "Открыто" неподвижный упор 10 контактирует с одним торцом паза 9, а подвижный упор 11 прижат пружиной 12 к другому торцу паза 9. При повороте шпинделя 8 по часовой стрелке запорный орган 5 вращается до тех пор, пока неподвижный упор 10 не коснется противоположного торца паза 9, т. е. повернется на 90^o. При дальнейшем вращении шпинделя 8 торец паза 9 движется вдоль неподвижного упора 10 в направлении седла 13. При этом пружина 12 закручивается, а подвижный упор 11 перемещается до контакта с противоположным торцом паза 9, запорный кран 5 прижимается к седлу 13, обеспечивая герметичность крана.

При повороте шпинделя 8 против часовой стрелки запорный орган 5 в начале отжимается от седла 13, а затем подвижный упор 11 входит в контакт с торцом паза 9 и поворачивает запорный орган 5 на 90^o в положение "Открыто", в исходное положение.

Технический результат заключается в том, что из конструкции предлагаемого крана исключены фиксатор со скосом и эксцентриковая втулка-обойма и, следовательно, отсутствуют и все связанные с ними пары трения, что повышает надежность работы крана и увеличивает срок службы.

Установка неподвижного упора по оси патрубков корпуса и выполнение паза на запорном органе в виде прямоугольного сектора позволяют запорному органу после поворота на 90^o беспрепятственно перемещаться в направлении седла, что существенно упрощает условия герметизации, повышает надежность работы крана и увеличивает срок службы.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубопроводной арматуре, и предназначено для управления потоками рабочей среды в различных отраслях промышленности. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе расположены шпиндель, седло с уплотнителями, неподвижный и подвижный упоры, поворотный запорный орган, имеющий проходной канал, верхнюю и нижнюю сферические опоры, верхняя опора установлена эксцентрично оси вращения, и паз. Последний выполнен в виде прямоугольного сектора и оба упора, неподвижный и подвижный, установлены в нем. Изобретение направлено на повышение надежности в работе и увеличение срока службы шарового крана. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположены шпиндель, седло с уплотнителями, неподвижный и подвижный упоры, поворотный запорный орган, имеющий проходной канал, верхнюю и нижнюю сферические опоры, причем верхняя опора установлена эксцентрично оси вращения, и паз, отличающийся тем, что, паз выполнен в виде прямоугольного сектора и оба упора, неподвижный и подвижный, установлены в нем. 2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что неподвижный упор и паз расположен на оси, параллельной оси патрубков корпуса.