Шаровой край для криогенных продуктов Советский патент 1986 года по МПК F16K5/20 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в криогенной технике.

Цель изобретения - уменьшение усилия привода при управлении краном за счет устранения трения между седлом шаровой пробкой.

На фиг.1 изображен предлагаемый шаровой кран в открытом положении, общий вид; на фиг.2 - вид по А на фиг.1; на фиг.З - кран в закрытом положении (запорный орган повернут, но не прижат), общий вид; на фиг.4- вид Б на фиг.З; на фиг.З - кран в полностью закрытом положении, общий вид.

Шаровой кран для криогенных продуктов включает в себя корпус 1 с седлом -2 и уплотнителем 3, фланец 4, на котором установлена неподвижная втулка 5, входящая в зацепление с подвижной втулкой 6, имеющей плавающие опоры 7, в гнездах которых на осях 8 в подшипниках 9 установлен запорный орган 10 в виде поворотной шаровой пробки. Подвижная втулка 6 с плавающими опорами 7 отжата отжимной пружиной 11 так, что между уплотнителем 3 седла и запорным органом 10 обеспечен зазор 12. Этот зазор устанавливается, например, за счет набора прокладок 13. На осях 8 запорного органа выполнены эксцентри- ки 14, которые соединены серьгами 5 с нажимной втулкой 16, соединенной в свою очередь с фланцем 17 посредством трубы 18. В нажимной втулке 16 и фланце 17 установлены две скользящие опоры 19, которые перемещаются при работе клапана по неподвижному трубопроводу 20 с фланцем 21, являющимся ограничителем хода клапана. Между торцом этого фланца и запорным органом предусмотрен зазор 22 (фиг. и ЗД.

Втулка 16 снабжена с одной стороны выступами 23, на торцах которых имеются упоры 24, взаимодействующие при закрытии клапана с упорами 25 цапф 26 запорного органа (фиг.4), а с другой стороны упорами 27, взаимодействующими с упорами 28 фланца 21 при открытии клапана (фиг.1,3 и 5). Приводные сильфоны: наружный 29 и внутренней 30, размещенные вдоль трубопровода 20, образуют герметичные полости: управляющую В и продукционную г , Между корпусом и ходовой втул

32888

кой дополнительно установлена пружина 31, которая обеспечивает отжатие от седла (совместно с отжимной пружиной И) и поворот запорного органа

5 при открытии клапана. Подача управляющей среды осуществляется через трубу 32.

Устройство работает следующим образом.

0 в исходном положении кран нормально открыт, (фиг,1). Запорный орган 10 отжат от седла 2 отжимной пружиной П, образуя зазор 12.

Д;1льнейшему осевому перемещению

запорного органа 10 препятствует внутренний бурт неподвижной втулки 5, в которой уперта наружным буртом подвижная втулка 6. Открытому положению запорного органа соответству-

20 ет строго определенное положение эксцентриков 14 и серег 15 (фиг.2). При таком положении запорного органа рабочий продукт безпрепятственно транспортируется как бы по единой

23 трубе с минимальным гидравлическим

сопротивлением. I

Для перекрытия потока рабочей среды (криогенного продукта) в полость и подается управляющая среда по трубе 32. Усилие от давления управляющей среды, действуя на наружную площадь сильфона 29 и внутреннюю площадь сильфона 30, преодолевая усилие от давления рабочего продукта, дейст- 35 вующего на внутреннюю площадь сильфона 29 и наружную площадь сильфона 30, а также преодолевая усилия пружин 31, перемещает нажимную втулку 16 и другие подвижные элементы влево вдоль трубопровода 20. По мере осевого перемещения подвижных элементов на участке пути S серьги 15, зацепленные за оси эксцентриков 14, поворачивают запорный орган 10 на угол

30

40

с (90 ) и занимают положение, изображенное на фиг.З и 4. В процессе поворота на угол 0, запЬрньй орган 10 не трется об уплотнитель 3, т.е. зазор 12 сохраняется на всем участке пути

S. В этот момент (в момент окончания прохождения пути S и окончания поворота запорного органа на угол oL) упоры 24 входят в контакт с цапфами 26 запорного органа и перемещают его в

5- направлении седла до упора «в уплотнитель 3. На этом участке пути (равном линейному размеру зазора 12) происходит только поступательное движение.

Дальнейшему повороту запорного органа препятствуют противоположно направленные силы: от действия управляющего давления на приводные сильфоны 29 и 30 с одной стороны и отжимной пружины 1I - с другой, которые передаются на цапфы 26.

Закрытое положение клапана показано на фиг.5. Величина управляющего давления рассчитывается исходя из усилий, необходимых для достижения заданных удельных давлений на уплотнителе 3 и обеспечивающих герметичность затвора при криогенных температурах. Управляющее давление в данной конструкции клапана должно быть вьше давления рабочего продукта.

Для открытия клапана необходимо сбросить давление из управляющей полости В . Сначала усилиями от пруткин 11 и 31 и давлениями рабочей среды, .действующей на шаровую поверхность

Ви

рабочего органа 10, отжимают рабочий орган и все подвижные элементы от седла на величину зазора 12. Затем под действием усилий от пружины 31 и давления рабочей среды в полости Г запорный орган поворачивается на угол ц,. При этом на участке пути, равном линейному размеру зазора 12, рабочий орган не вращается. Этому препятствует взаимодействие упоров 24 выступа 23 нажимной втулки 16 с упорами 25 цапф 26 запорного органа. На участке же пути S линейного перемещения подвижных элементов запорный орган 10, как бы зависая в свободном пространстве в плавающих опорах 7, осуществляет поворот относительно осей В до тех пор, пока втулка 16 не упрется во фланец 21 неподвижного трубопровода 20, при этом клапан приходит в исходное положение (фиг. 1 и 2).

26 .70

4

15

Фиг.2

12

Вид б 24.25

ФиъЛ

Фиг. 5

Редактор Н.Яцола

Составитель Г.Иванов

Техред И.Поповигч Корректор А.Тяско

Заказ 2753/37 Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственниго комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4