Кульовий кран

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре, и может быть использовано в тр убопроводах газа или жидкости с дистанционным управлением потоком рабочей среды. Известен шаровой кран (1), в котором шаровая пробка взаимодействует с уплотнительными седлами, на которых выполнены уплотнительные кольца, контактирующие с кольцевым выступом жесткого нажимного кольца. Данный шаровой кран улучшает герметичность, однако в процессе работы по мере механического износа, остаточной, деформации нажимного кольца требуются дополнительные мероприятия по восстановлению герметичности. Кроме того, приведенная конструкция не обеспечивает разгрузку приводного устройства. Известен также шаровой кран (2), содержащий подвижные подпружиненные седла, взаимодействующие с уплотнительными кольцами. К недостаткам следует отнести то, что конструкция обеспечивает возможность восстановления герметичности крана путем извлечения и замены уплотнительных колец, что является во многих случаях недопустимым, т к. приводит к остановке непрерывного технологического цикла и т.д. Усилие, необходимое для перевода затвора крана из одного положения в другое, находится в прямой зависимости от его контактных напряжений, зависящих от трения, давления рабочей среды и других факторов, определяющих энергоемкость, массу и габариты приводного устройства. Наиболее близким к предлагаемому является шаровой кран (3), содержащий корпус, поворотный сферический запорный орган, соединенное с корпусом седло, канал со средствами подвода и отвода управляющей среды, причем уплотнительная кольцевая поверхность одного из запорных элементов выполнена в виде упруго де формируемой стенки. К недостаткам известного шарового крана следует отнести сложность конструкции в целом и его отдельных конструктивных элементов, в частности корпуса. Задача изобретения состоит в упрощении конструкции, улучшении герметизации за счет равномерного распределения усилия герметизации и введения разгрузки запорного органа. Поставленная задача решена тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, поворотный запорный орган с уплотнением и приводным валом и установленный в магистрали управляющей среды клапан сброса, седло которого выполнено на корпусе, а проходное отверстие соединено с каналом отвода согласно изобретению, в корпусе напротив клапана сброса одним концом жестко закреплена втулка, а клапан сброса выполнен с электромагнитным приводом, при этом поворотный запорный орган выполнен разрезным из двух полых одинаковых частей сферы, взаимодействующи х с приводным валом посредством жестко закрепленной на нем шпильки и свободным концом втулки и образующи х камеру переменной емкости, соединенную через нагнетательное отверстие в одной части сферы с входным патрубком, а через, соответственно, отверстие втулки, проходное отверстие клапана сброса и канал отвода - с выходным патрубком, причем обе части сферы установлены с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении. Кроме того, в шаровом кране проходное отверстие клапана сброса выполнено соосным с отверстием втулки. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен продольный разрез шарового крана в положении "Закрыто"; на фиг. 2 - то же, в момент разгрузки запорного органа перед его поворотом на 90 0, обеспечивающим полное открытие шарового крана. Шаровой кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, поворотный запорный орган 4 сферического типа с уплотнительным элементом 5, причем запорный орган 4 выполнен разрезным вдоль оси, перпендикулярной плоскости чертежа, и состоит из двух полусфер 6 и 7, образующи х камеру 8 переменной емкости, взаимодействующи х с приводным валом 9 посредством шпильки 10 и направляющей втулки 11, закрепленной в корпусе 1. На полусфере 6, установленной со стороны входного патрубка 2, выполнено нагнетательное отверстие 12, сообщающее вход крана с камерой 8, которая в свою очередь сообщается с выходным патрубком 3 посредством канала 13, перекрываемого электромагнитным клапаном 14, содержащим подпружиненный золотник 15, взаимодействующий с седлом 16 и каналом 17, проходящим через втулку 11 и корпус 1, на котором со стороны электромагнита 14 выполнено седло 16. На верхней крышке 18 установлен электромеханический привод 19, взаимодействующий с запорным органом 4 посредством приводного вала 9 и шпильки 10, причем полусферы 6 и 7 установлены с зазором "б", обеспечивающим их перемещение в осевом направлении на ход, определяемый величиной деформации уплотнителя 5, а также величиной, необходимой для снятия контактных усилий между полусферами 6 и 7 с корпусом 1 и крышкой 18. Работа шарового крана. На фиг. 1 кран показан в положении "Закрыто". Рабочая среда со стороны входного патрубка 2 через нагнетательное отверстие 12 поступает в камеру переменной емкости 8. образованную сферическим запорным органом 4, состоящим из двух полусфер 6 и 7. Проходной канал 17 втулки 11 перекрыт подпружиненным золотником 15, что способствует установлению в камере 8 переменной емкости давления, равного входному. Вследствие того, что площадь вн утренних поверхностей полусфер 6 и 7 больше, чем площадь проходного сечения нагнетательного отверстия 12 крана, с внутренней стороны полусфер 6 и 7 (в камере 8 переменной емкости) образуются силы, направленные на прижатие полусфер 6 и 7 к корпусу 1 и крышке 18, т.е. кран самоуплотняется - и чем больше давление рабочей среды, тем сильнее будет прижатие полусфер, обеспечивающее заданную герметичность в затворе. Для открытия крана на электромагнит 14 подается управляющее напряжение от источника питания (на чертеже не показан). Под действием сил, развиваемых электромагнитом, подпружиненный золотник 15 перемещается от седла 16, расположенного на корпусе 1, и открывает канал 13, сообщая его через канал 17, втулки 11 и корпус 1 с камерой переменной емкости 8. Вследствие того, что сечение канала 13, канала 17 выбирается больше сечения нагнетательного отверстия 12, давление в камере уменьшается до нуля, а под действием напора рабочей среды полусферы 6 и 7 смещаются в центр крана на величину "б", освобождая при этом запорный кран от контактных усилий, т.е. разгружая его от действия рабочей среды и сил трения. После этого включается электромеханический привод 19, установленный на крышке 18, и осуществляется проворот запорного органа 4 на угол, равный 900, при котором происходит совмещение оси патрубков и отверстия в запорном органе, образуемом двумя полусферами 6 и 7. После этого электромагнит 14 и привод 19 отключаются от источников питания. Закрытие крана производится в обратном порядке. Благодаря наличию электромагнитного привода клапана сброса, а также выполнению запорного органа из двух полых частей сферы, взаимодействующи х с приводным валом, обеспечивается герметизация шарового крана за счет равномерного распределения усилий герметизации.