ШАРОВОЙ КРАН Российский патент 2006 года по МПК F16K5/06 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия или регулирования потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Известны шаровые краны, в которых герметичность узла седло-запорный орган обеспечивается воздействием на поверхность седла усилия, поджимающего седло к запорному органу, со стороны нажимного элемента, опирающегося на корпус. Необходимое усилие обеспечивается как за счет формы упомянутого элемента, так и упругими свойствами материала, из которого он изготовлен (RU, № 2138719, кл. F 16 К 5/06, 1999 г.; RU, № 2098706 кл. F 16 К 5/06, 1997 г.; PCT/WO 95/20734, кл. F 16 К 5/06, 1995 г.

Наиболее близким по числу совпадающих признаков является шаровой кран по DE № 1154988, кл.47 g 22/04, 1964 г., содержащий корпус, установленный в седлах шаровой запорный орган и нажимной элемент в виде объемной втулки, размещенный в проточке корпуса и взаимодействующий с поверхностью седла. Однако нажимной элемент такой формы может осуществлять свои функции только при выполнении его из упругодеформируемого материала. Это не всегда оправдано, особенно при работе шарового крана в агрессивных средах, когда требования к материалам особенно жесткие. Поэтому в дополнение к втулке из металла применена пружина, опирающаяся на ее поверхность, обращенную от седла. Пружина, изготовленная из ленточного материала, оказывается недостаточно прочной при высоких давлениях рабочей среды, а нагромождение деталей снижает надежность изделия в целом.

Настоящее изобретение решает задачу обеспечения герметичности шарового крана в узле седло-запорный орган в большом диапазоне давлений рабочей среды и в условиях агрессивных воздействий на изделие путем изменения формы нажимного элемента.

Задача решается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус, запорный орган, а также по меньшей мере один элемент в виде втулки с неравными по величине торцевыми поверхностями, установленный в корпусе с целью создания усилия, поджимающего седло к запорному органу, при этом упомянутое усилие создается ее наружной поверхностью, втулка обращена к седлу либо меньшей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром, образованным внутренней цилиндрической поверхностью седла и его торцевой поверхностью, обращенной от запорного органа, либо большей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром кольцевого выступа, выполненного на внутренней поверхности корпуса. Наружная поверхность втулки может быть выполнена конической либо вогнутой в сторону продольной оси корпуса. Втулка может быть выполнена разрезной вдоль продольной оси корпуса.

Сущность изобретения заключается в том, что в этом случае на поджим седла к запорному органу работает не только материал нажимного элемента в пределах упругой деформации, но и форма упомянутого элемента, что позволяет увеличить диапазон надежной работы изделия и использовать для изготовления нажимного элемента металлы, устойчивые к воздействию агрессивных сред. Шаровой кран может быть снабжен дополнительной втулкой, одна торцевая поверхность которой введена в контакт с седлом, а ребро, образованное ее внутренней и второй торцевой поверхностями, введено в контакт с наружной поверхностью первой втулки. Это дает большую свободу при разработке технологического процесса изготовления и сборки шарового крана. В зависимости от материала седла и условий эксплуатации крана может оказаться достаточно надежным контакт наружной поверхности втулки (далее - рабочей) и ребер, но возможно и выполнение на ребре фаски по форме контактирующей с ним поверхности. Это особенно удобно в случае, если наружная поверхность втулки имеет форму усеченного конуса. Больше свободы в выборе материала обеспечивает выполнение первой или второй или обеих втулок разрезными в направлении продольной оси корпуса. Заявляемое изобретение позволяет не только обеспечить надежное уплотнение в области седел в большом диапазоне давлений рабочей среды, но и облегчить управление шаровым краном при значительных нагрузках, обеспечивая плавность поворота запорного органа.

Изобретение поясняется описанием и приложенными к нему чертежами. На фиг.1 изображен продольный разрез шарового крана, на фиг.2 - продольный разрез шарового крана с дополнительной втулкой; на фиг.3 - втулка с вогнутой рабочей поверхностью; на фиг.4 - разрезная втулка.

Шаровой кран содержит корпус 1, шаровой запорный орган 2, установленный в седлах 3 и связанный со шпинделем 4. На внутренней поверхности корпуса выполнен кольцевой выступ 5, на торцевую поверхность (далее торец) которого опирается втулка 6 в виде усеченного конуса, меньшая из торцевых поверхностей которой обращена в сторону запорного органа. Рабочая поверхность 7 втулки взаимодействует с ребром (кромкой) 8, образованным внутренней цилиндрической поверхностью седла и его торцевой поверхностью, обращенной от запорного органа. Втулка 6 своей большей торцевой поверхностью оперта о торец кольцевого выступа корпуса 5. На ребре 8 может быть выполнена фаска 9. Втулка может быть установлена таким образом, что своей большей торцевой поверхностью она опирается на седло, а ее рабочая поверхность взаимодействует с ребром (кромкой) кольцевого выступа корпуса. Втулка 6 может быть выполнена с вогнутой рабочей поверхностью и расположена так же, как и коническая. Для большей упругости она может быть выполнена с разрезом 10 в направлении продольной оси корпуса. Шаровой кран может быть снабжен дополнительной втулкой 11, одна торцевая поверхность которой введена в контакт с седлом, а ребро, образованное ее внутренней цилиндрической и второй торцевой поверхностями, введено в контакт с рабочей поверхностью 7 втулки 6. Втулка 11 может быть расположена таким образом, что одна ее торцевая поверхность введена в контакт с торцом кольцевого выступа 5, а ребро, образованное ее внутренней цилиндрической и второй торцевой поверхностями, введено в контакт с рабочей поверхностью 7 втулки 6. Втулка 11, как и втулка 6, может быть выполнена разрезной в направлении продольной оси корпуса.

Шаровой кран работает следующим образом.

В положении «открыт» проходной канал запорного органа совпадает с проходным каналом корпуса и рабочая среда свободно проходит через кран. Поворотом запорного органа на угол 90° перекрывается путь рабочей среде, которая, воздействуя на втулку, прижимает седло к поверхности запорного органа. Герметичный контакт седла и запорного органа препятствует прохождению рабочей среды через кран и за пределы корпуса.

Изобретение может быть использовано для перекрытия и регулирования потоков жидкости или газа, транспортируемых по трубопроводу.

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. Шаровой кран содержит корпус и связанный со шпинделем и установленный в седлах шаровой запорный орган. Имеется элемент в виде втулки с неравными по величине торцевыми поверхностями. Втулка установлена в корпусе с возможностью создания усилия, поджимающего седло к запорному органу. Упомянутое усилие создается наружной поверхностью втулки. Втулка обращена к седлу либо меньшей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром, образованным внутренней поверхностью седла и его торцевой поверхностью, обращенной от запорного органа, либо втулка обращена к седлу большей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром выполненного на внутренней поверхности корпуса кольцевого выступа. Изобретение направлено на обеспечение герметичности шарового крана в узле седло-запорный орган в большом диапазоне давлений рабочей среды и в условиях агрессивных воздействий на шаровой кран путем изменения формы нажимного элемента. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шаровой кран, содержащий корпус, связанный со шпинделем и установленный в седлах шаровой запорный орган, а также элемент в виде втулки с неравными по величине торцевыми поверхностями, установленной в корпусе с возможностью создания усилия, поджимающего седло к запорному органу, при этом упомянутое усилие создается ее наружной поверхностью, отличающийся тем, что втулка обращена к седлу либо меньшей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром, образованным внутренней поверхностью седла и его торцевой поверхностью, обращенной от запорного органа, либо большей торцевой поверхностью и наружной поверхностью введена в контакт с ребром кольцевого выступа, выполненного на внутренней поверхности корпуса.2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность втулки выполнена конической.3. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность втулки выполнена вогнутой в сторону продольной оси корпуса.4. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что втулка выполнена разрезной.