Пробковый кран Советский патент 1983 года по МПК F16K5/16 

2. Пробковый кран по п. 1, о т л и чающийся тем, что кольцевые канавки, расположенные на наружной поверхности втулки, размещены в середине промежутка между кольцевыми : канавками на внутренней поверхности втулки.

1060852

3.Пробковый кран по п. 2, о т л и ч аI ю щ и и с я тем, что на внутренней по верхности втулки в промежутках между кольцевыми канавками выполнены ячейки.

4.Пробковый кран по пп. 1-3, отличающийся тем, что в кольцевых канавках вьшолнбны поперечные перемычки.

ПГОБКОВЫЙ КРАН, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку к учлотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в последнем, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и долговечности, на внутренней и наружной поверхностях втулки выполнены кольцевые канав kit с острьпъш кромками, расположенные ко:.аксиальио проходаьпм отверстиям. (О С сл 1C

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть применено в нефтедобьшающей, нефтеперерабатьшающей и химической промьшшенности. Одним из наиболее прос тых, быстродействующих н надежных видов запорной арматуры является пробковый - кран. Известны стальные пробковые краны, в которых герметизация и антикоррозиционная защита осуществляется при помощи покрытия трущихся поверхностей пробки и корпуса слоями эластичного материала, скрепленными с поверхностями корпуса и пробки на отдель ных участках.. Свободные участки слоев образуют замкнутые полости, связанные каналами, выполненными ь теле корпуса и пробки, с внешним источником избыточного давления газа. Хорощая коррозионная защита рабочих поверхностей и их взаимозаменяемость - отличительная особенность кранов зтого типа 1. . Однако при рабочих давлениях до 20 атм может происходить разгерметизация крана из-за отслаивания зластичного материала по пробке. Ншболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является пробковый кран, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в после нем 2. Уплотнительная втулка выполнена из эластичного тифлона, 7ГО обеспечивает полную неравномерность при предельных перепадах температуры и давления (от полного вакуума до высокого давления) не только в положении Открыто, но И в положении Закрыто, исключает внутренний контакт пробки с корпусом и возможйость коррозии, уменьшает трение рабочих поверхностей, не требует дорогой смазки и обслуживания, способствует вза.имозаменяемости сопряжений. Однако при рабочих давлениях порядка 100-120 атм в пологхешш крана Закрыто ;пробка односторонне деформирует тифлоновую втулку, что приводит к смещению пробки относительно корпуса и появлению с напорной стороны зазора между втулкой и пробкой. Это снижает надежность работы крана нз-за необходимости дополнительного поджатия пробки и связанного с этим увеличением износа трущихся поверхностей, повышения требуемых усилий проворота пробки и возникновения опасности заклинивания. В свою очередь, повыцтенный износ снижает долговечность крана и исключает возможность его установки-в высоконапорных ответственных трубопроводных системах. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности крана. Поставленная цель достигается тем, что в .пробковом кране, содержащем корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установленную между пробкой н корпусом и закрепленную в последнем, на внутренней и н ужной поверхностях втулки выполнены кольцевые канавки с острыми крояосами, расположенные коаксиально проходным отверстиям. Кольцевые канавки, расположенные на наружной поверхности втулки, размещены в середане промежутка между кольцевыми канавками на внутренней поверхности втулки. На внутренней поверхности втулки в промежутках между кольцевыми канавками вьтолнены ячейки. В кольцевых канавках выполнены поперечные перемычки. На фиг. 1 изображен пробковый кран; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 .конструкция разрезной втулки с канавками по наружной и внутренней поверхностям; на фиг. 4 - узел I та фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фнг. 4; на фиг. 6 - вариант выполнения узла I (без ячеек). Пробковый кран содержит корпус 1с проходными отверстиями 2 (с напорной стороны) и 3, пробку 4 с проходным отверстием 5, установленную между пробкой 4 и корпусом 1 и закрепленную в последней с помощью буртов 6 полимерную уплотнительную втулку 7. Втулка состоит из даух одинаковых частей 8 И 9, по внутренним поверхностям которых выполнены коаксиальные проходнйму отверстию кольцевые канавки 10 с острыми кромками 11, а по наружной поверхности - коаксиальные канавки 12 с острыми кромками 13, нахр дяшиеся в средине промежутков между канавками 10. Кран имеет поворотное устройство 14 пробки 4, подбиХснре устройство 15 с уплотиитёльным элементом 16. На внутренней поверхнЬсти частей 8 и 9 втулки 7 имеются ячейки 17, а когиксиальные концентрические канавки 10 имеют перемычки 18, Острые кромки И и 13 имеют угол оЕ- , находящейся в пределах от 10 до 75. Пробковый кран работает следующим образом. При положении крана Открыто проходнью отверстия 2 и 3 совмещаются с отверстием5 пробки 4 и рабочая среда беспрепятственно п|ю текает через кран. Воздействие давления рабочей жидкости на сопря аелЯ)1е поверхности лшнимальное, так как в зтом случае рабочее давление жидкости разлагается на динамическое и статическое, поэтому поджима, обеспечиваемого устройством 15 пробки 4 к внутренней поверхности втулки 7, достаточно для герметизации сопряженных поверхносте й. /..,-. При повороте пробки 4, обеспечиваемом уст ройством 14, рабочая среда, оставщаяся в проходном канале 5, заполняет ячейки 17 внут{)ен ней поверх аости разрезной втулки 7 и способ ствует лучщему провороту пробки 4. В riortoжекии Закрыто рабочее давление жидкости воздействует на пробку со стороны отверстия 2 и деформирует (сжимает) стенку втулки с пролшоположной стороны. Поэтому со стороны проходного отверстия 2 образуется зазор между пробкой 4 и втулкой 7, который способствовал бы разгерметизации сопряжения не будь кольцевых канавок 10. В процессе поворота пробка в положение Закрыто канавки nooieдовательно заполняются рабочей средой. П за полнении канавок малого диаметра давление б них будет равно давлению в проходном отверстии 2 (для части 8 втулки) и давлению в отверстии 3 (для части 9 втулки), пока отверсти 5 соединено с указанными отверстиями. При дальнейшем повороте пробки рабочая средачастично вьшосится канавками 10 и ячёйкаАШ 17 из отверстия 5, поэтому давление, в нем постепенно падает. Таким образом, в положении 10 2 канавки 10, охватьгеающие отвер Закрытостия 2 и з будут заполнены рабочей средой, находящейся под давлением, при этом давлеяме и них будет уменьщаться по мере увеличения диаметра канавок (удаления от проходных отверстий). Следс)вательно, канавки 10 образуют лабиринтное уплотнение с плавным ум гньшением давления что обеспечивает наибольщую герметизирующую способность. Если величина сГ отжима пробки вправо под действием рабочего давле шя превысит величину компенсирующего отгиба Кромок 11 канавок 10 части 8, то через образовавщийся зазор, рабочая среда из отверстия 2 попадает в первую канавку 10, давление в нем повьщ1ается и вторая по ходу кромка кгшавкй поджимается к пробке 4, исключая дальнейЩее продвижение . При увеличении рабочего давления аналогично будет происходить герметизация по канавкам 10 больших диаметров. Благодаря тому, что каждая канавка охватывает проходное отверстие 2, происходит локализация зоны потери герметичности (эта зона Ограничена канавкой). Для эффективной работы острых кромок 11 угол oL должен находился .в пределах . ПовреАдение или износ втулки, дефекты рабочей поверхности корпуса 1 могут привести k попадашт рабочей жидкости между втулкой 7 и корпусом 1. В этом случае деформируются острые кромки 13 канавок 12 и обеспечивают герметизацию по корпусу 1. Полная герметизация сопряжений пробкового крана позволяет уменьщить требования к уплотнительным элементам 16, тем самым появляется возможность упрощения конструкции предлагаемого крана. Плавное уменьшение давления в кольцевых канавках, по мере увеличения их диаметра уменьшает вероятность разгерметизации уплотнительной системы и повышает надежность работы крана. Односторонняя деформация втулки в кране при высоком давлении компенсируется деформацией в обратном направлении острых кромок (вьшолняющих роль уплотнительных манжет) канавок рабочим давлением, что приводит к уплотнению пробки в положении крана как Закрыто, так и Открыто.. Кольцевые канавки, выполненные по наружной поверхности втулки, герметизируют ее по корпусу:в случаях износа втулки, дефектов обработки корпуса и повреждения втулки, возможного из-за попадания между сопряженными поверхностями твердых включений из транспортируемой среды. Дня уменьшения сил трения, возникающих при повороте пробки, втулка по внутренней поверхности выполнена ячеистой. Рабочая среда, попав в замкнутый объем (ячейку), вьшолняет роль смазки, а ячейки являются сборником твердых включений и микрочастиц, получаемых от трения сопряженных поверхностей. Ячейки можно заполнить смазкой. Выполнение канавок коаксиально проходным отверстиям по наружной и внутренней поверхности у целой втулки трудоемко и не всегда возможно (втулки малых ттторазмеров), поэтому предлагается вьшолнять втулку разрезной (из двух частей), которые легко могут быть изготовлены и легко заменены при сборке и разборке крана. Технико-экономическая эффективность изобретения позволяет расширить диапазон применения пробковых кранов, повысить их надежность, упростить конструкцию э улучшить эксплуатационные характеристики Фиг.2