КРАН ШАРОВОЙ С РАЗДВИЖНЫМИ СЕДЛАМИ Российский патент 2023 года по МПК F16K5/20 F16K31/53 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к кранам шаровым с раздвижными седлами, и предназначено для управления потоком рабочей среды в трубопроводах.

Наиболее близким к заявленному изобретению является шаровой кран (патент CN 1614271, заявка CN 20031108434, опубл. 11.05.2005), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в которых размещены плавающие седла, шаровую пробку, установленную между плавающими седлами, снабженными уплотнениями, и выполненную с возможностью перекрытия потока рабочей среды при повороте пробки шпинделем, снабженным приводной рукояткой. Данный шаровой кран выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.

Недостатками шарового крана прототипа являются невысокие эксплуатационные качества вследствие затрудненного управления из-за постоянной повышенной нагрузки на рукоятку крана и невысокая долговечность из-за непрерывного трения между пробкой и уплотнениями седел.

Техническим результатом изобретения является создание крана шарового с раздвижными седлами, обладающего повышенной надежностью и сроком эксплуатации, вследствие увеличения количества циклов открывания-закрывания крана с обеспечением герметичности по затвору крана, за счет исключения истирающего воздействия шаровой пробки на седла посредством перемещения седел в сторону от шаровой пробки во время ее вращения при закрывании или открывании крана.

Поставленный технический результат достигнут путем создания шарового крана с раздвижными седлами, содержащего корпус с входным и выходным патрубками, в которых размещены раздвижные седла, шаровую пробку, установленную на опоре между раздвижными седлами, снабженными уплотнениями, и выполненную с возможностью перекрытия потока рабочей среды при повороте шаровой пробки через передаточное звено шпинделем, отличающегося тем, что также содержит муфты, которые кинематически соединены со шпинделем и с седлами в механизм раздвигания седел, при этом шпиндель имеет первый зубчатый элемент, одна торцевая поверхность муфты имеет второй зубчатый элемент, другая противоположная торцевая поверхность муфты имеет первые посадочные места, выполненные с возможностью размещения пружин, а боковая поверхность муфты имеет углубления, выполненные с возможностью размещения пальцев; одна торцевая поверхность седла имеет вторые посадочные места, выполненные с возможностью размещения пружин, а боковая поверхность седла имеет профилированные пазы, выполненные с возможностью размещения пальцев; первый зубчатый элемент находится в зацеплении со вторым зубчатым элементом, с образованием зубчатой передачи, выполненной с возможностью передачи вращения шпинделя во вращение муфты; седло вставлено внутрь муфты, при этом пружины размещены в первых и вторых посадочных местах с возможностью поджатия и обеспечения постоянного сцепления первого и второго зубчатых элементов, а пальцы размещены внутри углублений и профилированных пазов с возможностью передачи вращения муфты в перемещение седла относительно пробки на наклонном участке профилированного паза.

В предпочтительном варианте осуществления шарового крана в нижней части шпинделя выполнен радиально вытянутый паз, в который ответной частью вставлен штифт шаровой пробки, а опора имеет криволинейную поверхность, выполненную с возможностью обеспечения люфта в заданном диапазоне поворота шпинделя, при этом в начальной части траектории поворота шпинделя штифт шаровой пробки свободно проходит по пазу, при этом не передает вращение шпинделя на пробку, а после упирания штифта в конец паза, усилие вращения шпинделя начинает передаваться на шаровую пробку, при этом происходит поворот шаровой пробки.

В предпочтительном варианте осуществления шарового крана шпиндель снабжен приводной рукояткой или механическим приводом.

Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.

Фиг. 1. Шаровой кран с раздвижными седлами (общий вид), выполненный согласно изобретению.

Фиг. 2. Шпиндель шарового крана с раздвижными седлами, выполненного согласно изобретению: a) вид сбоку; b) вид снизу.

Фиг. 3. Седло шарового крана с раздвижными седлами, выполненного согласно изобретению: a) вид сбоку; b) вид в разрезе сбоку.

Фиг. 4. Муфта механизма раздвигания седел шарового крана с раздвижными седлами, выполненного согласно изобретению: a) вид сверху; b) вид сбоку.

Фиг. 5. Опора шаровой пробки шарового крана с раздвижными седлами, выполненного согласно изобретению: a) вид сверху; b) вид сбоку.

Фиг. 6. Механизм раздвигания седел, выполненный согласно изобретению.

Фиг. 7. Механизм задержки поворота шаровой пробки, выполненный согласно изобретению.

Элементы:

1 - корпус;

2 - патрубок;

3 - шаровая пробка;

4 - раздвижное седло;

5 - шпиндель;

6 - опора;

7 - муфта;

8 - приводная рукоятка;

9 - паз;

10 - штифт.

Рассмотрим вариант выполнения заявленного крана шарового с раздвижными седлами (Фиг. 1 - 5). Шаровой кран с раздвижными седлами содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, в которых размещены раздвижные седла 4, шаровую пробку 3, установленную на опоре 6 между раздвижными седлами 4, снабженными уплотнениями. Шпиндель 5 снабжен приводной рукояткой 8.

Корпус 1 имеет два патрубка 2.

Шпиндель 5 имеет первый зубчатый элемент, предназначенный для передачи усилий на муфты 7 и обеспечения раздвигания седел.

Каждое седло 4 имеет профилированные пазы по всей окружности наружной поверхности, которые взаимодействуют с помощью вставных пальцев с муфтами 7.

Одна торцевая поверхность муфты 7 имеет с элементы зубчатой передачи, находящиеся в постоянном контакте с шпинделем 5, через которые передается усилие на вращение муфты 7. Другая противоположная торцевая поверхность муфты 7 имеет посадочные места под пружины, которые обеспечивают поджатие для постоянного сцепления зубьев муфты 7 и шпинделя 5.

На боковой цилиндрической поверхности муфты 7 выполнены углубления для установки вставных пальцев для отжимания седел 4.

Заявленный кран шаровой с раздвижными седлами функционирует следующим образом.

При приложении усилия к шпинделю 5 происходит его поворот, при этом вращательное усилие со шпинделя 5 передается через зубчатую передачу на муфты 7.

При вращении муфт 7 вставные пальцы продвигаются по профилированным каналам седел 4, и на наклонном участке профиля каналов начинают раздвигать седла 4 в стороны от центра шарового крана, тем самым выводя пробку 3 из зацепления с седлами 4.

При дальнейшем вращении шпинделя 5 происходит поворот шаровой пробки 3 до полного открытия проточной части крана.

Для исключения трения шаровой пробки 3 о седла 4 в начальный момент времени их перемещения относительно друг друга в конструкции заявленного крана предусмотрен механизм задержки поворота шаровой пробки 3. В нижней части шпинделя 5 выполнен радиально вытянутый паз 9, в который ответной частью вставлен штифт 10 шаровой пробки, а опора пробки имеет криволинейную поверхность, обеспечивающую люфт в заданном диапазоне поворота шпинделя 5. В начальной части траектории поворота шпинделя 5 штифт шаровой пробки 3 свободно проходит по пазу, при этом не передает вращение шпинделя 5 на пробку 3, а после упирания штифта 10 в конец паза 9, усилие вращения шпинделя 5 начинает передаваться на шаровую пробку 3, при этом происходит поворот шаровой пробки 3.

Хотя описанный выше вариант выполнения заявленного изобретения был изложен с целью иллюстрации заявленного изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла заявленного изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. Техническим результатом изобретения является создание крана шарового с раздвижными седлами, обладающего повышенной надежностью и сроком эксплуатации, вследствие увеличения количества циклов открывания-закрывания крана с обеспечением герметичности по затвору крана, за счет исключения истирающего воздействия шаровой пробки на седла посредством перемещения седел в сторону от шаровой пробки во время ее вращения при закрывании или открывании крана. Указанное перемещение седел происходит посредством зубчатой передачи, передающей вращение шпинделя через муфты раздвижным седлам. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Шаровой кран с раздвижными седлами, содержащий корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, в которых размещены раздвижные седла 4, шаровую пробку 3, установленную на опоре 6 между раздвижными седлами 4, снабженными уплотнениями, и выполненную с возможностью перекрытия потока рабочей среды при повороте шаровой пробки 3 через передаточное звено шпинделем 5, отличающийся тем, что также содержит муфты 7, которые кинематически соединены со шпинделем 5 и с седлами 4 в механизм раздвигания седел, при этом шпиндель 5 имеет первый зубчатый элемент, одна торцевая поверхность муфты 7 имеет второй зубчатый элемент, другая противоположная торцевая поверхность муфты 7 имеет первые посадочные места, выполненные с возможностью размещения пружин, а боковая поверхность муфты 7 имеет углубления, выполненные с возможностью размещения пальцев, одна торцевая поверхность седла 4 имеет вторые посадочные места, выполненные с возможностью размещения пружин, а боковая поверхность седла 4 имеет профилированные пазы, выполненные с возможностью размещения пальцев, первый зубчатый элемент находится в зацеплении со вторым зубчатым элементом, с образованием зубчатой передачи, выполненной с возможностью передачи вращения шпинделя 5 во вращение муфты 7, седло 4 вставлено внутрь муфты 7, при этом пружины размещены в первых и вторых посадочных местах с возможностью поджатия и обеспечения постоянного сцепления первого и второго зубчатых элементов, а пальцы размещены внутри углублений и профилированных пазов с возможностью передачи вращения муфты 7 в перемещение седла 4 относительно пробки 3 на наклонном участке профилированного паза.

2. Шаровой кран по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части шпинделя 5 выполнен радиально вытянутый паз 9, в который ответной частью вставлен штифт 10 шаровой пробки 3, а опора 6 имеет криволинейную поверхность, выполненную с возможностью обеспечения люфта в заданном диапазоне поворота шпинделя 5, при этом в начальной части траектории поворота шпинделя 5 штифт 10 шаровой пробки 3 свободно проходит по пазу 9, при этом не передает вращение шпинделя 5 на пробку 3, а после упирания штифта 10 в конец паза 9, усилие вращения шпинделя 5 начинает передаваться на шаровую пробку 3, при этом происходит поворот шаровой пробки 3.

3. Шаровой кран по п. 1, отличающийся тем, что шпиндель 5 снабжен приводной рукояткой или механическим приводом.