ШАРОВОЙ КРАН Российский патент 2009 года по МПК F16K5/06 F16K31/02 

Изобретение относится к электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и может быть использовано для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Известны различные конструкции запорных, регулирующих и запорно-регулирующих кранов, отличающихся по типу затвора (шарового, цилиндрического, конусного) и типу привода - электрического, электромагнитного, поршнево-пневматического, гидравлического, пневмогидравлического, ручного (Д.Ф.Гуревич, О.Н.Шпаков. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. - Л.: Машиностроение, 1987, с.68).

Известен и является наиболее близким к предложенному шаровой регулирующий кран, содержащий корпус с размещенным в нем шаровым запорным элементом и присоединенным к нему шпинделем и электропривод с приводным валом, предназначенный для автоматического управления расходом жидкостей в трубопроводах (кран шаровой регулирующий с электроприводом, серия 11нж902П (КШР-Э) производства ОАО НИПОМ; http://www.nipom.ru/armatura/11ng902.html).

К недостаткам этого крана следует отнести невозможность мгновенного (в течение не более 1 секунды) автоматического закрытия крана при прекращении подачи электроэнергии, что может привести к аварийной ситуации при работе с агрессивными и взрывоопасными средами.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в усовершенствовании конструкции крана для предотвращения аварийных ситуаций.

Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является обеспечение автоматического мгновенного закрытия крана в случае прекращения подачи электроэнергии к приводу крана.

Для достижения указанного результата предложен шаровой кран, содержащий корпус с размещенным в нем шаровым запорным элементом и присоединенным к нему шпинделем и электропривод с приводным валом, отличающийся тем, что он содержит промежуточный вал, соединенный со шпинделем и с приводным валом, причем конец промежуточного вала, соединяемый с приводным валом, содержит два уступа прямоугольного сечения, причем концевой уступ имеет меньшие размеры, чем средний, а конец приводного вала содержит уступ прямоугольного сечения, размеры которого соответствуют размерам концевого уступа промежуточного вала; кран содержит также размещенный между корпусом и электроприводом стакан с крышкой, содержащей отверстие в центре для прохода приводного вала, причем стакан соединен с фланцем корпуса; внутри стакана размещены плавающий фланец, насаженный на средний уступ промежуточного вала и способный перемещаться вдоль оси стакана, пружина, одним концом прикрепленная к фланцу корпуса, а другим концом к плавающему фланцу, соосная с промежуточным валом и примыкающая к плавающему фланцу муфта сцепления со сквозным отверстием, сечение которого со стороны плавающего фланца имеет форму окружности, диаметр которой превышает размер среднего уступа промежуточного вала, а с другой стороны имеет прямоугольную форму, соответствующую по размерам концевому уступу промежуточного вала и уступу приводного вала, пластина, расположенная между плавающим фланцем и крышкой стакана перпендикулярно плавающему фланцу, шарнирно прикрепленная к крышке стакана и имеющая шарнир в средней своей части, позволяющий ей складываться под действием прикрепленного к пластине электромеханического триггера.

На прилагаемом чертеже схематически изображено конкретное исполнение шарового крана, установленного на горизонтальном участке трубопровода. Кран состоит из корпуса 1 с размещенным в нем шаровым запорным элементом 2 и присоединенным к запорному элементу шпинделем 3, который соединен с промежуточным валом 4, стакана 5 с верхней крышкой 6 и размещенными внутри стакана 5 плавающим фланцем 7 и пружиной кручения 8, одним концом прикрепленной к фланцу корпуса 9, а другим концом к плавающему фланцу 7. Верхний конец промежуточного вала 4 имеет два последовательных уступа квадратного сечения, причем сечение концевого уступа меньше сечения среднего уступа. Плавающий фланец 7 насажен на средний уступ промежуточного вала 4. В верхней части стакана 5 между плавающим фланцем 7 и крышкой 6 размещена муфта сцепления 10 со сквозным отверстием, сечение которого в нижней части имеет форму окружности, диаметр которой превышает размер среднего уступа промежуточного вала, а верхняя часть имеет квадратное сечение, соответствующее размерам концевого уступа промежуточного вала и уступа приводного вала 11 электропривода 12. Благодаря отверстию квадратного сечения муфта сцепления 10 соединяет промежуточный вал 4 с приводным валом 11 электропривода 12. В верхней части стакана 5 между плавающим фланцем 7 и крышкой 6 размещена также шарнирная пластина 13 и прикрепленный к ней электромеханический триггер 14. Шарнирная пластина 13 выполняет функцию распорки между крышкой стакана 6 и плавающим фланцем 7, который прижимает и при помощи муфты сцепления 10 удерживает в закрученном состоянии пружину 8. К плавающему фланцу 7 прикреплена штанга 15, проходящая через отверстие, расположенное в крышке 6.

Работа шарового крана осуществляется следующим образом. При нормальных условиях открытие и закрытие крана осуществляется с помощью электропривода 12, управляемого любыми известными для этой цели средствами. При аварийном исчезновении напряжения в цепях защиты энергоустановки и управления электроприводом крана происходит срабатывание электромеханического триггера 14, который оказывает механическое воздействие на шарнирную пластину 13 и заставляет ее складываться. Складывание шарнирной пластины 13 позволяет плавающему фланцу 7 вместе с муфтой сцепления 10 под действием пружины 8 переместиться в вертикальном направлении в сторону крышки 6, вследствие чего происходит разъединение сцепления между промежуточным валом 4 и приводным валом электропривода 11. Под действием раскручивания пружины 8 фланец 7 поворачивается на 90° и соответственно поворачивает промежуточный вал 4 и соединенный с ним шпиндель 3 до положения закрытия шарового запорного элемента 2 шарового крана. После восстановления энергоснабжения шаровой кран приводят в исходное рабочее состояние вручную путем нажима штанги 15 на плавающий фланец 7 до состояния распрямления шарнирной пластины 13. Затем включением электропривода осуществляют открытие крана с одновременным закручиванием пружины 8.

Предложенная конструкция может быть реализована и при других расположениях трубопровода и крана. В этом случае возможно использование известных средств, например дополнительной пружины, для обеспечения надежного прижатия муфты сцепления к поверхности плавающего фланца. Возврат крана в рабочее состояние после аварийного срабатывания конструкции может быть осуществлен любыми другими известными средствами, например толкателем, приводимым в действие с помощью электрического, электромагнитного или пневматического привода.

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут), например, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем. Шаровой кран содержит корпус с размещенным в нем шаровым запорным элементом, шпиндель и электропривод с приводным валом. Шаровой кран содержит промежуточный вал. Этот вал соединен со шпинделем и с приводным валом. На конце промежуточного вала, соединяемого с приводным валом, выполнены два уступа прямоугольного сечения. Концевой уступ имеет меньшие размеры, чем средний. На конце приводного вала выполнен уступ прямоугольного сечения. Размеры этого сечения соответствуют размерам концевого уступа промежуточного вала. Кран также содержит размещенный между корпусом и электроприводом стакан с крышкой. В центре крышки выполнено отверстие для прохода приводного вала. Стакан соединен с фланцем корпуса. Внутри стакана расположены плавающий фланец, пружина, муфта сцепления со сквозным отверстием и пластина. Плавающий фланец насажен на средний уступ промежуточного вала с возможностью перемещения внутри стакана. Одним концом пружина прикреплена к фланцу корпуса. Другим концом пружина прикреплена к плавающему фланцу. Муфта сцепления соосно расположена с промежуточным валом и примыкает к плавающему фланцу. Сечение сквозного отверстия муфты сцепления со стороны плавающего фланца имеет форму окружности, а с другой стороны имеет прямоугольную форму. Диаметр окружности отверстия превышает размер среднего уступа промежуточного вала. Прямоугольная форма отверстия соответствует по размерам концевому уступу промежуточного вала и уступу приводного вала. Пластина расположена между плавающим фланцем и крышкой стакана перпендикулярно плавающему фланцу, шарнирно прикреплена к крышке стакана с возможностью сложения под действием прикрепленного к пластине электромеханического триггера. Изобретение направлено на обеспечение автоматического мгновенного закрытия шарового крана в случае прекращения подачи электроэнергии к приводу крана. 1 ил.

Шаровой кран, содержащий корпус с размещенным в нем шаровым запорным элементом и присоединенным к нему шпинделем и электропривод с приводным валом, отличающийся тем, что он содержит промежуточный вал, соединенный со шпинделем и с приводным валом, причем конец промежуточного вала, соединяемый с приводным валом, содержит два уступа прямоугольного сечения, концевой уступ имеет меньшие размеры, чем средний, а конец приводного вала содержит уступ прямоугольного сечения, размеры которого соответствуют размерам концевого уступа промежуточного вала, кран содержит также размещенный между корпусом и электроприводом стакан с крышкой, содержащей отверстие в центре для прохода приводного вала, причем стакан соединен с фланцем корпуса, внутри стакана размещены плавающий фланец, насаженный на средний уступ промежуточного вала и способный перемещаться внутри стакана, пружина, одним концом прикрепленная к фланцу корпуса, а другим концом к плавающему фланцу, соосная с промежуточным валом и примыкающая к плавающему фланцу муфта сцепления со сквозным отверстием, сечение которого со стороны плавающего фланца имеет форму окружности, диаметр которой превышает размер среднего уступа промежуточного вала, а с другой стороны имеет прямоугольную форму, соответствующую по размерам концевому уступу промежуточного вала и уступу приводного вала, пластина, расположенная между плавающим фланцем и крышкой стакана перпендикулярно плавающему фланцу, шарнирно прикрепленная к крышке стакана и имеющая шарнир в средней своей части, позволяющий ей складываться под действием прикрепленного к пластине электромеханического триггера.