Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Кран кульовий, який містить корпус з патрубками, в яких розташовано два нерухомих сідла з ущільнювальними поверхнями, кульовий запірний орган, вісь прохідного отвору якого перпендикулярна осі обертання, два сідла з ущільнювальними поверхнями, розташованих в проточках на кульовому запірному органі таким чином, що при положенні запірного органу "закрито" вони знаходяться на одній осі з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, який відрізняється тим, що він додатково містить упор, зв'язаний з корпусом або деталями, з ним сполученими, втулку, встановлену в прохідному отворі кульового запірного органу з можливістю взаємодії з упором та, внаслідок цього, повороту навколо осі прохідного отвору і взаємодії з сідлами, встановленими в проточках на кульовому запірному органі, виконаними з можливістю, в свою чергу, у відповідь на поворот втулки, переміщення в різні боки уздовж осі проточок та контакту з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, при положенні запірного органу "закрито".

2. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що кульовий запірний орган встановлено між верхньою та нижньої плитою, розташованими в корпусі між патрубками та сполученими з ними, крім того у верхній плиті, на поверхні, яка стикається з верхнім торцем кульового запірного органу, виконаний кільцевий паз, та в торці кільцевого паза встановлено упор, який зв'язаний з плитою силовою різьбою.

3. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка з упором взаємодіє за допомогою важеля, зафіксованого в виконаному на поверхні втулки пазу, та який проходить крізь паз, який виконаний в кульовому запірному органі в одній площині з пазом у втулці і простягається від верхнього торця кульового запірного органу до поверхні прохідного отвору, при цьому важіль виступає над торцем, з можливістю, при повороті разом з кульовим запірним органом, рухатися до моменту взаємодії з упором, та повертатись разом з втулкою при взаємодії з упором.

4. Кран кульовий за п. 3, який відрізняється тим, що упор встановлено з можливістю регулювання моменту взаємодії з важелем при переміщенні запірного органу в положення "закрито", упор містить хвостовик, виконаний квадратного профілю, яким він входить в отвір відповідного профілю в обоймі, встановленій на одній з ним осі, в крізному отворі, виконаному в патрубку крана, з можливістю обертання упора ззовні крана.

5. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка виконана у вигляді порожнистого тіла обертання з внутрішнім діаметром, рівним діаметру проходу в патрубках, з зовнішнім діаметром, який забезпечує поворот в збільшеному прохідному отворі в кульовому запірному органі, і довжиною, рівною або більшою, ніж зовнішній діаметр сідел, розташованих в проточках на кульовому запірному органі.

6. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка при повороті має можливість взаємодіяти з сідлами, розташованими в проточках на кульовому запірному органі, через прорізи, виконані в ньому з обох боків, від торця проточки до поверхні прохідного отвору, за допомогою пальців зі сферичними головками, установлених в радіальних отворах, виконаних на поверхні втулки проти прорізів і виготовлених таким чином, що відстань від осі втулки до вершини сфери пальця більше, ніж відстань від осі втулки до торця проточки.

7. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка виконана у вигляді розрізного порожнистого тіла обертання з можливістю заведення її в розточування, виконане в прохідному отворі кульового запірного органу, по частинах, в одній із яких зафіксовано важіль, з можливістю її повороту в розточуванні, втулка зафіксована від розпадання за допомогою труби, вставленої і зафіксованої в прохідному отворі кульового запірного органу, внутрішній діаметр труби рівний діаметру проходу в патрубках.

8. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка при повороті має можливість взаємодіяти з сідлами, розташованими в проточках на кульовому запірному органі за допомогою підпружинених пальців, зв'язаних з сідлами і установлених в отворах, виконаних в торцях проточок, рівномірно розташованих по колу і які простягаються від торця проточки до поверхні розточування в прохідному отворі кульового запірного органу, на поверхні втулки проти отворів виконано пази, які виконані під кутом до поверхні пальців таким чином, що при положенні крана "закрито" в них входять пальці, а при повороті втулки пальці рухаються вздовж своєї осі.

9. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальну поверхню сідла, розташованого в розточках на кульовому запірному органі, виконано з тим же радіусом, що і поверхню кулі запірного органу, і воно має такі розміри, що коли сідло своїм торцем упирається в торець проточки, то його ущільнювальна поверхня стає продовженням поверхні кулі запірного органу.

Текст

1. Кран кульовий, який містить корпус з патрубками, в яких розташовано два нерухомих сідла з ущільнювальними поверхнями, кульовий запірний орган, вісь прохідного отвору якого перпендикулярна осі обертання, два сідла з ущільнювальними поверхнями, розташованих в проточках на кульовому запірному органі таким чином, що при положенні запірного органу "закрито" вони знаходяться на одній осі з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, який відрізняється тим, що він додатково містить упор, зв'язаний з корпусом або деталями, з ним сполученими, втулку, встановлену в прохідному отворі кульового запірного органу з можливістю взаємодії з упором та, внаслідок цього, повороту навколо осі прохідного отвору і взаємодії з сідлами, встановленими в проточках на кульовому запірному органі, виконаними з можливістю, в свою чергу, у відповідь на поворот втулки, переміщення в різні боки уздовж осі проточок та контакту з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, при положенні запірного органу "закрито". 2. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що кульовий запірний орган встановлено між верхньою та нижньої плитою, розташованими в корпусі між патрубками та сполученими з ними, крім того у верхній плиті, на поверхні, яка стикається з верхнім торцем кульового запірного органу, виконаний кільцевий паз, та в торці кільцевого паза встановлено упор, який зв'язаний з плитою силовою різьбою. 3. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що втулка з упором взаємодіє за допомогою важеля, зафіксованого в виконаному на поверхні втулки пазу, та який проходить крізь паз, який виконаний в кульовому запірному органі в одній площині з пазом у втулці і простягається від верхнього торця кульового запірного органу до поверхні прохідного отвору, при цьому важіль виступає над тор 2 (19) 1 3 91587 4 нених пальців, зв'язаних з сідлами і установлених в отворах, виконаних в торцях проточок, рівномірно розташованих по колу і які простягаються від торця проточки до поверхні розточування в прохідному отворі кульового запірного органу, на поверхні втулки проти отворів виконано пази, які виконані під кутом до поверхні пальців таким чином, що при положенні крана "закрито" в них входять пальці, а при повороті втулки пальці рухаються вздовж своєї осі. 9. Кран кульовий за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальну поверхню сідла, розташованого в розточках на кульовому запірному органі, виконано з тим же радіусом, що і поверхню кулі запірного органу, і воно має такі розміри, що коли сідло своїм торцем упирається в торець проточки, то його ущільнювальна поверхня стає продовженням поверхні кулі запірного органу. Винахід відноситься до трубопровідної арматури, до кульових кранів для магістральних і технологічних трубопроводів і може бути використаний для керування потоками робочого середовища в різних галузях промисловості. Відомий клапан (патент RU 2319879 С1 F16K1/22, F16K5/06 Бюл. №8, 20.03.2008.), який містить корпус з вхідним і вихідним отворами, два сідла з конічними ущільнювальними поверхнями, розташовані у вхідного і вихідного отвору, два запірні елементи виконані в вигляді сегментів з ущільнювальними поверхнями, розташовані в корпусі з ексцентриситетом і з'єднані один з одним з забезпеченням одночасного обертання. Відомий клапан має наступні недоліки: складність виготовлення ущільнювальних поверхонь запірних елементів і сідел з необхідною точністю і їх взаємного розташування в корпусі для герметизації проходу; - необхідність в прикладанні значного крутного моменту на шпинделі клапана для герметизації проходу; - при положенні клапану „відкрито" унеможливлення проходу очисного і діагностичного устаткування внаслідок можливості зміщення його під своєю вагою в корпусі відносно вхідного або вихідного отвору і упирання в ущільнювальну поверхню сідла; - ущільнювальні поверхні сідел не захищенні від руйнування механічними домішками при положенні клапану „відкрито"; - є вірогідність заклинювання клапану при закриванні в разі потрапляння сторонніх предметів між сідлом і запірним елементом; - наявність двох шпинделів потребує додаткових ущільнювальних кілець, що знижує надійність герметичності клапану відносно навколишнього середовища. Відомий також кран кульовий (патент RU 2273782 С1 F16K5/20 Бюл. №10, 10.04.2006,), який містить корпус з вхідним і вихідним патрубками, сідло з ущільнювачем і запірний орган, нижня опора якого сферична, а верхня в вигляді розташованих в отворах запірного органу двох паралельних штирів і шпинделя. Шпиндель має на кінці два участки з плоскими поверхнями для взаємодії зі штирями. Відомий кран кульовий має наступні недоліки: - герметичність забезпечується при подачі робочого середовища тільки в одному напрямку; - необхідність в прикладанні значного крутного моменту на шпинделі крана для герметизації проходу; - кран має великі габарити по висоті; - при відкритті або закритті крана постійний контакт ущільнювального кільця зі сторони вхідного патрубка з поверхнею пробки приводить до необхідності її точної обробки і наявності зносостійкого покриття на всій її поверхні. Найближчим до заявляємого є відомий кран кульовий (патент WO 91/14891 F16K5/20, опублікований 03.10.91.), який містить корпус з двома патрубками з проходними отворами, два нерухомих сідла з ущільнювальними поверхнями, розташованих в обох патрубках корпусу, кульовий запірний орган з проходним отвором, вісь якого перпендикулярна осі вертання кульового запірного органу і в положенні крана „відкрито" співпадає з віссю проходу в патрубках, два сідла з ущільнювальними поверхнями розташованих в росточках на кульовому запірному органі таким чином, що при положенні запірного органу „закрито" сідла розташовані в патрубках корпусу знаходяться на одні осі з сідлами розташованими в кульовому запірному органі. Відомий кран кульовий має наступні недоліки: - складність виготовлення ущільнювальної поверхні сідла, яка має зміщення центру відносно осі сідла, а також складність в досягненні такої взаємної орієнтації сідел в вхідному і вихідному патрубках корпусу та в кульовому запірному органі навколо осі, щоб їхні ущільнювальні поверхні співпали в положенні запірного органу „закрито", що важливо для герметизації проходу; - в ході експлуатації при зносі ущільнювальної поверхні сідла неможливо відновити працездатність крана без його розбирання; - для надійної герметизації проходу конструкція крана потребує в прикладанні значного постійнодіючого крутного моменту на шпинделі крана з метою створення на ущільнювальних поверхнях сідел постійного контактного тиску, що неможливо досягти, застосовуючи звичайні пневматичні та пневмогідравлічні приводи кульових кранів. В основу винаходу поставлене завдання вдосконалення крана кульового, у якому введення нових конструктивних елементів та зв'язків забезпечувало б без збільшення габаритів за габарити звичайних кранів кульових, що випускаються промисловістю, зниження крутного моменту на шпин 5 делі крана, підвищення терміну служби, зменшення трудовитрат при виготовленні і за рахунок цього здешевлення конструкції, спрощення обслуговування і підвищення надійності при експлуатації. Поставлене завдання вирішується тим, що кран кульовий, як і найближчий аналог, має корпус з патрубками, в яких розташовано два нерухомих сідла з ущільнювальними поверхнями, кульовий запірний орган, вісь прохідного отвору якого перпендикулярна осі обертання, два сідла з ущільнювальними поверхнями, розташованих в проточках на кульовому запірному органі таким чином, що при положенні запірного органу „закрито" вони знаходяться на одній осі з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, але на відміну від відомих конструкцій: - він додатково містить упор, зв'язаний з корпусом або деталями з ним сполученими, втулку, встановлену в прохідному отворі кульового запірного органу з можливістю взаємодії з упором та повороту, внаслідок цього, навколо осі прохідного отвору і взаємодії з сідлами, встановленими в проточках на кульовому запірному органі, виконаних з можливістю, в свою чергу, у відповідь на поворот втулки, переміщення в різні боки уздовж проточок та контакту з сідлами, розташованими в патрубках корпусу, при положенні запірного органу „закрито". - кульовий запірний орган встановлено між верхньою та нижньою плитами, ми розташованими в корпусі між внутрішніми фланцями патрубків та зв'язаних з ними. - втулка з упором взаємодіє за допомогою важеля, який зафіксований в пазу, виконаному на поверхні втулки, проходе крізь паз, виконаний в кульовому запірного органі в тій же площині, що і паз у втулці перпендикулярній осі прохідного отвору та зміщеній відносно осі обертання, та простягається від верхнього його торця до поверхні прохідного отвору виступає над торцем та входить в кільцевий паз виконаний у верхній плиті, на поверхні, яка стикається з верхнім торцем кульового запірного органу з можливістю, при повороті кульового запірного органу, рухатися разом з ним вздовж кільцевого паза, до моменту взаємодії з упором, та повертатись разом з втулкою при взаємодії з упором, глибина пазу відповідає величині на яку виступає важіль над торцем кульового запірного органу по ходу його переміщення, та більша в місці взаємодії важеля з упором. - упор встановлено на силовій різьбі в торці кільцевого пазу в верхній плиті, з можливістю регулювання, при повороті кульового запірного органу в положення „закрито", моменту його взаємодії з важелем, упор містить хвостовик виконаний квадратного профілю, яким він входить в отвір відповідного профілю в обоймі, встановленій на одній осі з упором в отворі, виконаному в патрубку крана, проходить крізь нього з можливістю обертання її з зовні крана. - втулка виконана, в вигляді порожнистого тіла обертання з внутрішнім діаметром рівним діаметру проходу в патрубках, зовнішнім діаметром, який забезпечує поворот в збільшеному прохідному отворі в кульовому запірному органі і довжиною 91587 6 рівній або більшій чим діаметр сідел розташованих в проточках на кульовому запірному органі. - втулка при повороті має можливість взаємодіяти з сідлами, розташованими в проточках на кульовому запірному органі, через прорізи, виконані в ньому з обох боків, від торця проточки до поверхні прохідного отвору, за допомогою пальців зі сферичними головками, установлених в радіальних отворах, виконаних на поверхні втулки проти прорізів і виготовленими таким чином, що відстань від осі втулки до вершини сфери пальця більше, чим відстань від осі втулки до торця проточки. - по другому варіанту, втулка виконана, в вигляді розрізного порожнистого тіла обертання з можливістю заведення її в розточування, виконане в прохідному отворі кульового запірного органу, по частинам, в одній із яких зафіксовано важіль, з можливістю повороту в розточуванні, втулка зафіксована від розпадання за допомогою труби, вставленої і зафіксованій в прохідному отворі кульового запірного органу, внутрішній діаметр якої рівний діаметру проходу в патрубках. - по другому варіанту, втулка при повороті має можливість взаємодіяти з сідлами, розташованими в проточках на кульовому запірному органі за допомогою, підпружинених пальців зі сферичними головками, з'єднаних з сідлами і установлених в отворах, виконаних в торцях проточок та рівномірно розташованих по колу і які простягаються від торця проточки до поверхні розточування в прохідному отворі кульового запірного органу, на поверхні втулки проти отворів виконано пази в які, при положенні крана „відкрито" входять сферичні головки пальців. - ущільнювальну поверхню сідла, розташованого в розточках на кульовому запірному органі, виконано з тим же радіусом, що і поверхню кулі запірного органу і воно має такі розміри, що коли сідло своїм торцем упирається в торець проточки, то його ущільнювальна поверхня стає продовженням поверхні кулі запірного органу. Зниження крутного моменту на шпинделі крана відбувається внаслідок того, що втулка, встановлена в прохідному отворі кульового запірного органу, взаємодіє з упором та повертається, внаслідок цього, навколо осі прохідного отвору і взаємодіє з сідлами, встановленими в проточках на кульовому запірному органі, які, в свою чергу, у відповідь на поворот втулки, переміщуються в різні боки уздовж проточок та контактують з сідлами, розташованими в патрубках корпусу тільки в кінці закривання крана, на початку відкривання крана та в положенні запірного органу „закрито". Весь подальший рух кульового запірного органу від „закрито" до „відкрито" і навпаки відбувається без контакту між ущільнювальними поверхнями сідел. Завдяки цьому досягається зменшення зносу ущільнювальних поверхонь сідел і як наслідок підвищення терміну служби крана кульового. Зниження крутного моменту відбувається також внаслідок того, що діаметр лінії контакту між ущільнювальними поверхнями рухомого та нерухомого сідел в положенні крана „закрито", по другому варіанту виконання крана кульового, дорівнює діаметру 7 проточок під сідла на кульовому запірному органі в яких, для герметизації розміщені ущільнювачі, внаслідок чого сідла „розвантажені" від дії тиску робочого середовища і для їх переміщення потрібна тільки сила для подолання сил тертя в ущільнювачі. Здешевлення конструкції відбувається в зменшенні крутного моменту на шпинделі крана і, як наслідок, в можливості використання для керування краном менш потужного, а значить, і більш дешевого приводу. Зменшення трудовитрат при виготовленні і, за рахунок цього, здешевлення конструкції відбувається в наслідок того, що поверхня кульового запірного органу не контактує з ущільнювальною поверхнею сідел, розташованих в вхідному і вихідному патрубках корпусу, а значить не потребує покриття її хромом або нікелем, точної механічної обробки, шліфування, полірування, таких видів механічної обробки потребує незначна ущільнювальна поверхня сідел, встановлених в проточках на кульовому запірному органі. Спрощення обслуговування і підвищення надійності при експлуатації досягається тим, що в ході експлуатації при зносі ущільнювальної поверхні сідла можливо, за допомогою регулювального упору, розташованого в плиті відновити працездатність крана без його розбирання, скорегувавши знос на ущільнювальних поверхнях шляхом, переміщення упору і, в наслідку цього, більшого переміщення сідел, встановлених в проточках на кульовому запірному органі, після їх взаємодії з кільцем при його повертанні, або збільшивши контактний тиск на ущільнювальних поверхнях сідел при положенні крана „закрито". На Фіг.1 представлений кран кульовий в подовжньому розрізі при положенні кульового запірного органу „закрито". На Фіг.2 представлено у збільшеному зображенні вузол повернення сідла у вихідне положення. На Фіг.3 представлений кран кульовий в розрізі при положенні кульового запірного органу „закрито" на виді зверху. На Фіг.4 представлений у збільшеному зображенні вузол взаємодії сідла з втулкою. На Фіг.5 представлений розріз крана кульового вздовж важеля. На Фіг.6 представлений кульовий запірний орган в зборі з послідовністю рухів рухомих частин. На Фіг.7 представлений другий варіант виконання кульового запірного органу в зборі. На Фіг.8 представлений у збільшеному зображенні другий варіант виконання вузла повернення сідла у вихідне положення поєднаного з вузлом взаємодії сідла з втулкою. Кран кульовий (Фіг.1) складається з корпусу 1, приєднаних до нього двох патрубків 2, 3 з фланцями та прохідним отвором, фланця 4 приєднаного до корпусу 1 та призначеного для кріплення приводу до крана, шпинделя 5, розташованого в отворі фланця 4, плит верхньої 6 та нижньої 7, розташованих в корпусі 1 між внутрішніми фланцями патрубків 2, 3 та зв'язаних з ними, кульового запірного органу 8 з збільшеним прохідним отвором, розміщеного між верхньої 6 та нижньої 7 плитою з можливістю обертання в них. Шпиндель 5 та 91587 8 кульовий запірний орган 8 розташовані на одній осі обертання та стикаються своїми торцями і між ними, в виконаних на їх торцях отворах, вставлені штифти 9. Вісь прохідного отвору кульового запірного органу 8 перпендикулярна осі його обертання і розташована так, що в положенні крана „відкрито" співпадає з віссю проходу в патрубках 2, 3. В збільшеному прохідному отворі кульового запірного органу 8 розміщено втулку 10 (Фіг.3) з можливістю повертання в отворі. У внутрішніх фланцях патрубків 2, 3 в розточуваннях довкола прохідного отвору розміщені нерухомі сідла (Фіг.4), які мають ущільнювач 11, наприклад полімерний, з ущільнювальною поверхнею виконаною по радіусу, який притиснений до поверхні розточування фланцем 12 за допомогою гвинтів 13. В кульовому запірному органі 8 від верхнього торця до поверхні прохідного отвору на відстані від осі обертання в площині перпендикулярній осі прохідного отвору виконано крізний паз, з ним співпадає паз виконаний на поверхні втулки 10, в якому встановлено одним кінцем і зафіксовано важіль 14 (Фіг.5), який проходе крізь паз в кульовому запірного органі 8 та виступає над його торцем. Крім важеля 14 в пазу кульового запірного органу 8 розміщено пластину 15, один кінець якої, виступає над його торцем на ту ж відстань, що і важіль 14, а другий сполучається з зовнішньою поверхнею втулки 10. На повернутих один до одного торцях важеля 14 та пластини 15 виконані співпадаючі пази, в яких заведено пружину 16. Під дією пружини 16 важіль 14 та пластина 15 відсунуті один від другого і займають в пазу на кульовому запірному органі 8 крайні положення. Важіль 14 має товщину близьку до ширини пазу в кульовому запірного органі 8 та ширину, яка дає йому можливість повороту разом з втулкою 10 в прохідному отворі на кут « ». В верхній плиті 6 на поверхні, яка стикається з верхнім торцем кульового запірного органу 8, виконано кільцевий паз по ходу переміщення виступаючого кінця важеля 14 та пластини 15, при їх обертанні разом з кульовим запірним органом 8 між крайніми положеннями крана. Відстань від осі обертання до внутрішньої поверхні кільцевого пазу в верхній плиті 6 менше ніж відстань від осі обертання до поверхні важеля 14, а глибина кільцевого пазу відповідає величині, на яку виступає важіль 14 та пластини 15 над торцем кульового запірного органу 8, при такому їх положенні, коли під дією пружини 16 вони відсунуті один від другого і займають в пазу на кульовому запірному органі 8 крайні положення. Цим самим забезпечено фіксування важеля 14 та пластини 15 від пересування вздовж пазу і отже, гарантується фіксування важеля 14 в пазу на поверхні втулки 10. В кінці кільцевого пазу в верхній плиті 6, де в положенні кульового запірного органу 8 „закрито" знаходиться важіль 14, в верхню плиту 6 проти торця важеля 14 на силовому різьбленні встановлений регулювальний упор 17, який своїм торцем упирається в торець важеля 14 і має можливість при регулюванні повертати важіль 14 разом з втулкою 10 в прохідному отворі на кут « », при цьому пружина 16 має можливість стискуватися. Для того, щоб важіль 14 в положенні кульового запірного органу 8 „закрито" мав можли 9 вість повертатися разом з втулкою 10, глибина кільцевого пазу в верхній плиті 6 у цьому місці збільшена. Протилежний від важеля 14 кінець регулювального упору 17 має хвостовик квадратного профілю, яким його вставлено у відповідний квадратний отвір в обіймі 18. Обійма 18 знаходиться на одній осі обертання з регулювальним упором 17, проходить в отворі крізь внутрішній фланець патрубка 2 з можливістю обертання ззовні крана і ущільнена гумовими кільцями 19. Глибина квадратного отвору в обоймі 18 виконана таким чином, що дає можливість для осьового переміщення хвостовика регулювального упору 17 при регулюванні. В кульовому запірному органі 8 в розточуваннях, виконаних з обох його боків на загальній осі в площині, яка проходить крізь вісь обертання та перпендикулярна осі прохідного отвору, розташовані два сідла 20 таким чином, що при положенні кульового запірного органу 8 „закрито", їхня вісь співпадає з віссю проходу в патрубках 2, 3. Сідла 20 виконані з можливістю рухатися в протилежних напрямках уздовж осі проточок при взаємодії з втулкою 10 при її повертанні і по закінченню руху, при закритті крана, можливістю взаємодіяти з ущільнювачами 11 нерухомих сідел, розташованих в внутрішніх фланцях патрубків 2, 3. При цьому лінія контакту між ущільнювальними поверхнями сідел знаходиться на діаметрі рівному, або меншому за діаметр проточок під сідла 20 на кульовому запірному органі 8, в яких для герметизації розміщені гумові кільця 21 (Фіг.4). Сідла 20 мають ущільнювальні поверхні, виготовлені сферичними з радіусом сфери рівним радіусу сфери кульового запірного органу 8 і з такими розмірами, при яких у сідел 20, упертих своїми торцями в торці розточувань, виконаних на кульовому запірному органі 8, ущільнювальні поверхні утворюють одну поверхню з поверхнею його сфери. Сідла 20 мають можливість взаємодії з втулкою 10 за допомогою, по першому варіанту виконання, пальців 22 зі сферичними головками, установлених в радіальних отворах втулки 10 проти торців сідел 20 та розміщених в одній площині так, що коли важіль 14, зафіксований в пазу на втулці 10 не взаємодіє з регулювальним упором 17, ця площина розташована під кутом « » відносно площини перпендикулярній осі обертання кульового запірного органу 17. Для можливості повороту пальців 22 разом з втулкою 10 з обох боків сферичного кульового запірного органу 8, між торцем розточувань під сідла 20 і поверхнею прохідного отвору зроблені прорізи. Пальці 22 зі сферичними головками виготовлені таким чином, що відстань від осі втулки 10 до вершини сфери пальця 22 більше, чим відстань від осі втулки 10 до торця проточки на кульовому запірному органі 8 під сідло 20. Для повернення сідел 20 у вихідне положення після завершення взаємодії з втулкою 10, по першому варіанту виконання, в виготовлених на ущільнювальній поверхні сідел 20 (Фіг.2) двох ступінчастих отворах і розташованих на одній осі з ними отворах в торцях розточувань під сідла 20 встановлені гвинти 23, на які через розточування в торцях кульового запірного органу 8 надіті пружини 24 і зафіксовані гайками 25. По другому варіанту вико 91587 10 нання кульового запірного органу 8 (Фіг.7) крана, втулка 10 виготовлена розрізною і такою, що складається з чотирьох частин з можливістю заведення її в проточування, яке виконане в прохідному отворі кульового запірного органу 8. Довжина розрізної втулки 10 відповідає довжині проточування, зовнішній діаметр відповідає діаметру проточування, а внутрішній діаметр відповідає зовнішньому діаметру труби 26, вставленої в прохідному отворі та зафіксованій з кінців за допомогою зварювання з поверхнею кульового запірного органу 8. Труба 26 фіксує розрізну втулку 10 від розпадання, та утримує мащення від вимивання робочим середовищем. Сідла 20 мають можливість взаємодії з розрізною втулкою 10 за допомогою, наприклад, чотирьох пальців 27, установлених в отворах, виконаних в торцях проточувань на кульовому запірному органі 8 під сідла 20 і рівномірно розміщених по колу. Отвори виконані крізними і проходять від поверхні торців проточувань до поверхні розточування в прохідному отворі кульового запірного органу 8. На поверхні розрізної втулки 10, відповідно цим отворам, виконані пази в які, до моменту повороту втулки 10 в результаті її взаємодії з регулювальним упором 17, входять пальці 27. Пальці 27 виконано ступінчастими так, щоб в торець між діаметрами упиралися одягнені на них пружини 28, які піджимають кінці пальців 27 до поверхні пазів на розрізній втулці 10. Другий кінець пружин 28 упирається у втулки 29, які на різбленні встановлені в отворах, виконаних в торцях проточок. При положенні розрізної втулки 10, при якому вона не взаємодіє з регулювальним упором 17, протилежні від втулки кінці пальців 27 знаходяться на одному рівні з торцем проточок під сідла 20. Співісно з отворами на кульовому запірному органі 8 в сідлі виконано крізні отвори меншого діаметру, через які сідло 20 за допомогою гвинтів 30 приєднано до пальців 27. Під головки гвинтів 27 зі сторони ущільнювальної поверхні в сідлах 20 виконані цекування такої глибини, щоб головка гвинта 30 не виступала над ущільнювальною поверхнею. Кран кульовий працює таким чином. При положенні кульового крана „відкрито" вісь втулки 10, розміщеної в прохідному отворі кульового запірного органу 8 співпадає з віссю патрубків 2, З, утворюючи прохід в крані кульовому одного діаметру, що дає можливість для повного проходу робочого середовища, проведення профілактичних та діагностичних робіт з пропусканням очисного і діагностичного устаткування. В цьому положенні кульового крана, під дією, по першому варіанту виконання кульового запірного органу 8, двох пружин 24, надітих на гвинти 23 і зафіксованих гайками 25, або по другому варіанту виконання, чотирьох пружин 28 одітих на пальці 27 та зафіксованих втулками 29, сідла 20 прижаті своїми торцями до торців проточувань, виконаних з обох боків кульового запірного органу 8, при цьому ущільнювальна поверхня сідел 20 є продовженням сферичної поверхні кульового запірного органу 8. В крані кульовому забезпечений мінімально необхідний зазор „Δ" між ущільнювальними поверхнями ущільнювачів 11 сідел, розташованих в патрубках 2, 3, і сферичною поверхнею кульового 11 запірного органу 8, наявність якого гарантує відсутність зносу ущільнювальних поверхонь сідел при повороті кульового запірного органу 8. Наявність мінімального зазору, крім того виключає можливість, при експлуатації та проведенні профілактичних та діагностичних робіт, потрапляння в порожнину корпуса 1 сторонніх предметів. При необхідності перевести кульовий кран в положення "закрито" до шпинделя 5 прикладається необхідний крутний момент, який через штифти 9 передається до кульового запірного органу 8, повертаючи його на кут 90 градусів в плитах 6, 7, разом з втулкою 10, важелем 14, пластиною 15, пружиною 16, сідлами 20 та пружинами 24, гвинтами 23, гайками 25 по першому варіанту, або пружинами 28, пальцями 27, втулками 29, трубою 26 по другому варіанту виконання. При повороті кульового запірного органу 8, виступаючий над його торцем кінець важеля 14 та пластини 15 переміщуються вздовж кільцевого пазу в верхній плиті 6, глибина якого відповідає величині на яку виступають важіль 14 та пластина 15 над торцем кульового запірного органу 8. При цьому важіль 14 та пластина 15 під дією пружини 16 відсунуті один від одного і займають в пазу на кульовому запірному органі 8 крайні положення. Вказана глибина пазу не дає можливості важелю 14 та пластині 15 пересуватися вздовж пазу в кульовому запірному органі 8, також цим гарантується фіксування важеля 14 своїм кінцем в пазу на поверхні втулки 10 та виключається можливість повороту важеля 14 разом з втулкою 10 в проміжному положенні кульового запірного органу. При завершенні закриття крана кульового, коли кульовий запірний орган 8 не доходить до положення «закрито» на кут « », виступаючий торець важеля 14 упирається в встановлений в верхній плиті 6 регулювальний упор 17. Величина кута « », при якому важіль взаємодіє з упором 17, може змінюватись, при його регулюванні за допомогою обертання обійми 18, в діапазоні від максимального значення, коли регулювальний упор 17 максимально викручено з плити 6 в виконаний на ній паз, до нуля градусів, коли регулювальний упор 17 повністю вкручено в плиту 6. Під дією крутного моменту приводу кульовий запірний орган 8 продовжує повертатися на кут « », а важіль 14, не маючи можливості далі рухатися, примушує втулку 10, яка далі повертається з кульовим запірним органом 8, повертатися в його прохідному отворі на цей же кут «α». Β місці де в плиту 6 встановлено упор 17, глибина кільцевого пазу збільшена, що дає можливість для повороту важеля 14 разом з втулкою 10, при цьому пружина 16 стискується. По першому варіанту виконання, втулка 10 при повороті взаємодіє з сідлами 20 за допомогою пальців 22 зі сферичними головками, установлених в радіальних отворах 91587 12 втулки 10 проти торців сідел 20. В результаті цього сідла 20, розташовані на проточках в кульовому запірному органі 8 рухаються в протилежних напрямках уздовж осі проточок і по закінченню руху, при закритому положенні крана кульового, взаємодіють з ущільнювачами 11 нерухомих сідел, розташованих в внутрішніх фланцях патрубків 2,3 корпусу 1 по лінії контакту між ущільнювальними поверхнями сідел з діаметром, меншим за діаметр проточок під сідла 20 на кульовому запірному органі 8, в яких для герметизації розміщені гумові кільця 21. При цьому, завдяки повороту втулки 10, забезпечується попереднє ущільнення кульового запірного органу 8 крана, а подальше - відбувається завдяки самоущільненню сідел 20 від дії тиску робочого середовища на площу між діаметром лінії контакту між ущільнювальними поверхнями сідел та діаметром проточок під сідла 20, в яких розташовано гумові кільця 21. По другому варіанту виконання кульового запірного органу 8, розрізна втулка 10 змащена мастилом і захищена від робочого середовища трубою 26, при взаємодії важеля 14 з упором 17, вона повертається в кульовому запірному органі 8 з низьким коефіцієнтом тертя і взаємодіє з сідлами 20 за допомогою чотирьох пальців 27. Пальці 27, які до цього знаходились в пазах, виконаних на поверхні розрізної втулки 10, виходять з пазів, переміщуються вздовж отворів в кульовому запірному органі 8, а так як другий кінець пальців упертий в торець сідел 20, то сідла 20 переміщуються в протилежних напрямках уздовж осі проточок на яких вони встановлені і по закінченню руху, при закритому положенні крана кульового, взаємодіють з ущільнювачами 11 нерухомих сідел, розташованих в внутрішніх фланцях патрубків 2, 3 корпусу 1 по лінії контакту між ущільнювальними поверхнями сідел з діаметром рівним діаметру проточок під сідла 20 на кульовому запірному органі 8. При цьому сідла 20 „розвантажені" від дії тиску робочого середовища, і для їх переміщення потрібна тільки сила для подолання сил тертя в гумових кільцях 21, розташованих в проточках під сідла 20. Достатню для цього силу створюють пальці 27 під дією втулки 10, що повертається. В разі необхідності можна відновити герметичність крана в кульовому запірному органі 8, наприклад, при зносі ущільнювача 11 за допомогою регулювального упору 17 збільшується кут « » при якому важіль 14 упирається в упор 17 і отже збільшується кут повороту втулки 10, сідла 20 при цьому переміщуються уздовж своєї осі в протилежні один від одного сторони на більшу відстань і по закінченню руху взаємодіють з зношеними ущільнювачами 11. Відкриття крана кульового відбувається в зворотній послідовності. 13 91587 14 15 91587 16 17 91587 18 19 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 91587 Підписне 20 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Ball valve

Автори англійською

Moroz Iryna Oleksandrivna

Назва патенту російською

Кран шаровой

Автори російською

Мороз Ирина Александровна

МПК / Мітки

МПК: F16K 5/00

Мітки: кран, кульовий

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-91587-kran-kulovijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Кран кульовий</a>

Подібні патенти