Трехходовой кран для газозаправочных станций Советский патент 1993 года по МПК F16K11/85 

Изобретение относится к отрасли снабжения потребителей сжатым природным газом, в частности к запорно-распределительной арматуре авто газонаполнительных кромп рессорных станций.

Целью изобретения является повышение надежности и технологичности и уменьшение веса и габаритов.

На фиг.1 изображен общий вид устройства со стороны рукоятки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3,4 и 5 - разрез Б-Б на фиг,2 (соответственно при трех положенных запорно-распределительного элемента: исходном нерабочем, рабочем и нерабочем при сообщении выпускных каналов).

Устройство содержит корпус 1, крышку 2 с уплотнениями 3,4 и 5 и запорно-распре- делительный элемент, включающий поворотный шток 6, полукольцо 7, выступ 8, винт

9, пружину 10, буксу 11, рукоятку 12, шарик 13, прижим 14 и гайку 15.

Корпус 1 служит для размещения в нем всех других деталей крана. Корпус имеет цилиндрическую полость 16, в которой размещен запорно-распрёделительный элемент в виде полукольца 7 (фиг.2). Своей периферийной цилиндрической поверхностью полукольцо 7, выполненное, например из антифрикционного материала графи- лон, примыкает к цилиндрической поверхности полости 16 под действием пружины 10, размещенной в поперечном отверстии поворотного штока 6 и опирающейся другим концом на торец винта 9, служащего одновременно для крепления выступа 8 к штоку. Выступ 8 имеет форму части кольца и контактирует своими концами с обоими концами полукольца 7, как это показано на фиг.3,4 и 5.

СО

о ю

о о

IW

Шток 6 (фиг.2) установлен соосно полости 16 с помощью буксы 11 и крышки 2, в которых выполнены соответствующие отверстия под опорные шейки штоков. В осевом направлении подвижность полукольца 7 ограничена с одной стороны, буксой 11, опирающейся на дно полости 16, а с другой

- буртом в средней части штока, контактирующим, в свою очередь, через посредство антифрикционного уплотнения 4 с торцем крышки 2, установленной в корпусе 1 на резьбе. Уплотнения 3 и 5 служат для герметизации полости 16.

Таким образом, полукольцо 7 имеет только одну степень свободы, а именно воз- можность вращения вокруг штока 6 совместно с ним. Вращение штока 6 осуществляется вручную с помощью рукоятки 12, насаженной на хвостовик 20 квадратного сечения и закрепленной на нем с помощью гайки 15 через посредство упругого прижима (пластинчатой пружины 14), который прижимает к корпусу 1 шарик 13, размещенный в сквозном отверстии 21 рукоятки. Благодаря выполнению на корпусе гнезд 22 под шарик 13 и наличию упорных поверхностей А и Б бурта 23 (фиг.1), обеспечивается фиксация рукоятки, а соответственно и полукольца 7, в трех положениях.

Три положения запорно-распредели- тельного элемента являются минимально необходимым для того, чтобы обеспечить заправку баллонов газом и снятия давления в заправочном шланге перед его отсоедине- нием от баллона.

Для такого функционирования полость

16 сообщена с каналами 17,18 и 19, которые

соответственно сообщены с напорной маги стралью газонаполнительной компрессор-

ной станции, заправляемой емкостью

(баллоном) и с атмосферой, а не периферийной цилиндрической поверхности полукольца 7 выполнена замкнутая канавка 24 (фиг.3,4 и 5) с возможностью одновременно- го сообщения ее с выпускными каналами 18 и 19 в одном из нерабочих положений полукольца 7 (то есть когда канал 17 не сообщен с каналом 18), при этом пространство В, являющееся частью полости 16 и имею- щее форму полукольца (см.фиг.З А5), в любом из трех фиксируемых положений сообщено с каналом 17 для подвода рабочего тела. Выполнение этих условий обеспечи- вается соответствующим подбором абсолютных размеров и величин, таких как угол между осями каналов, длина канавки, угол дуги полукольца и др.

Предлагаемый трехходовой кран работает следующим образом.

Исходное нерабочее положение запор- но-распределительного элемента соответствует положению рукоятки 12 в позиции 1 (фиг. 1,2 и 3). При этом оба выпускных канала 18 и 19 со стороны полости 16 перекрыты полукольцом 7, а пространство В между концами последнего находится под давлением, равным давлению газа в емкости газозаправочной станции или в нагнетательной магистрали компрессора, так как это пространство постоянно сообщено с каналом 17. При необходимости заправки баллона автомобиля газом свободный конец заправочного .шланга соединяет с баллоном. Другой конец шланга постоянно соединен со штуцером канала 18. Переводят рукоятку 12 из позиции 1 в позицию 2 (на фиг.1 изображено пунктирной линией, на фиг.4 - положение полукольца 7 соответствует этой позиции). При этом происходит перетекание газа из емкости станции в баллон до получения необходимого давления в нем. что контролируется по приборам. По достижении необходимого давления в баллоне рукоятку 12 переводят в позицию 3 (на фиг.1 изображено пунктирной линией, на фиг.5 - положение полукольца 7 соответствует этой позиции). При этом часть рабочего тела (газа), оставшегося в шланге под давлением нагнетания перетекают,по каналу 18 обратно и через полость замкнутой канавки 24, выполненной на периферийной цилиндрической поверхности полукольца 7, попадает в канал 19 и соответственно - в атмосферу (на свечу), Протяженность указанной канавки 24 выполнена таковой, чтобы при этом нерабочем положении полукольце в позиции 3 обеспечить сообщение выпускных каналов 18 и 19. В результате этого давление в шланге падает до атмосферного и резко снижается усилие, необходимое для отсоединения шланга от баллона. Затем рукоятку 12 переводят в исходную позицию Г. Перестановка полукольца в необходимую-позицию осуществляется за счет контакта выступа 8 с обоими концами полукольца.

Благодаря антифрикционным свойствам полукольца 7 перестановочное усилие имеет небольшую величину, несмотря на то, что со стороны полости оно постоянно находится под рабочим давлением газа.

В сравнении с прототипом, имеющим запорно-распределительный элемент сферической формы, предлагаемый кран обладает повышенной надежностью, так как по мере износа полукольца или поверхности, к которой он прилегает, зазор в месте контакта не только не увеличивается, но даже уменьшается за счет притирки в процессе

работы, что способствует снижению утечек газа. Кроме того, утечки уменьшаются в начальный момент нагружения полости 16 за счет действия пружины 10, а также за счет постоянного поджатия полукольца к седлу (цилиндрической поверхности полости) в процессе эксплуатации, У прототипа этих благоприятных факторов не имеется, а зазор между уплотняемыми поверхностями при работе увеличивается, что в значитель- ной степени снижает надежность и уменьшает срок службы. Цилиндрическая форма запорного элемента, а именно рабочей по: верхности полукольца 7 является более технологичной. Это относится и к ответной детали - корпусу 1, Использование этой формы ведет также к снижению габаритов и веса конструкции крана в целом.

Конкретный положительный эффект за счет упомянутых качеств предлагаемого трехходового крана для газозаправочных станций выражается в снижении трудоемкости изготовления, экономии и материалов, снижении эксплуатационных расходов, Связанных с ремонтом и заменой запорно- распределительной арматуры на станции,

экономии рабочего тела (сжатого природного газа), безопасности труда оператора и в повышении экологичности.

Формула изобретения Трехходовой кран для газозаправочных станций, содержащий корпус с радиальными впускным и двумя выпускными каналами, соединенными соответственно с заправляемой емкостью и атмосферой, и установленный на штоке в цилиндрической полости корпуса подпружиненный запорно-распреде- лительный элемент, снабженный устройством фиксации позиций, отличающийся тем, что запорно-распределительный элемент выполнен в виде полукольца Из антифрикционного материала, на периферийной цилиндрической поверхности которого образована замкнутая канавка с возможностью одновременного сообщения ее с выпускными каналами в одном из нерабочих положений полукольца, при этом шток снабжен выступом взаимодействующим с обоими концами полукольца, а пространство между его концами в любом из его фиксируемых положений сообщено с впускным каналом.

Использование: при снабжении потребителей сжатым природным газом. Сущность изобретения: радиальные впускной и два выпускных канала корпуса соединены соответственно с заправляемой емкостью и атмосферой. На штоке в цилиндрической полости корпуса установлен подпружиненный запорно-распрёделительный элемент, снабженный устройством фиксации позиций. Элемент выполнен в виде полукольца из антифрикционного материала, на периферийной цилиндрической поверхности которого образована замкнутая канавка с возможностью одновременного сообщения ее с выпускными каналами в одном из нерабочих положений полукольца. Шток снабжен выступом, взаимодействующим с обоими концами полукольца. Пространство между концами в любом фиксируемом положении полукольца сообщено с впускным каналом. 5 ил. (Л С

Фиг. 2