Кульковий кран

1. Кульковий кран, що містить корпус з впускною і випускною ділянками для проходу середовища, що сполучуються між собою через порожнину, що розділяє їх, привідний вал з ручкою, кульковий запірний орган з наскрізним повздовжнім отвором і з можливістю повороту у вертикальній площині на кут 90°, який відрізняється тим, що для розширення робочих температур, збільшення довговічності і надійності, а також розширення функціональних можливостей, замикаюче сідло виконано у вигляді нерухомої частини корпу 3 А.С. СРСР №918620, М. Кл. F16K К 5/06, 1980 р., опубл. Бюл. №13, 1982 р., [8] А.С. СРСР №1196588, М. Кл. F16K 5/06, 1984 р., опубл. Бюл. №45, 1985 р.,[9] А.С. СРСР №1479775, М. Кл. F16K 5/06, 1987р., Опубл. Бюл. № 18, 1989 р., [10] А.С. СРСР №1516703, М. Кл. F16K 5/06, 1986 р., опубл. Бюл. №39, 1989 р., [11] А.С. СРСР №1523815, М. Кл. F16K 5/06, 1987 р., опубл. Бюл. № .43,1989 р. [12] А.С. СРСР №1629667, М. Кл. F16K 5/06, 1989 р., опубл. Бюл. № .7, 1991 р. [13] Перевагою цієї групи кранів є те, що завдяки осьовому переміщенню робочих органів є можливість зменшити сили тертя робочих поверхонь, що збільшує термін служби і ергономіку, проте разом з цим зростає їх складність. До цієї групи також можна віднести крани, у яких кулькова пробка виконана з двох півсфер, що мають можливість осьового переміщення і ущільнення або послаблення навантаження між елементами герметизації. А.С. СРСР №344201, М.Кл. F16K 5/06, 1970 р., опубл. Бюлл. № 21, 1972 р. [14] A.C. CPCP №872886, M. Кл. 3 F16K 5/20, 1978, опубл. Бюл. № 38, 1981 р. [15] Недоліком таких технічних рішень є їх велика складність і низька надійність. Найбільш близьким за суттєвими ознаками до того, що заявляється, обраний кульковий кран з A.C. CPCP №389341, М.Кл. F16K 5/06, 1973р. [4] Цей кульковий кран, вибраний в якості прототипу, містить корпус, кульковий запірний орган, кільцевий ущільнювальний елемент встановлений у втулці стиснутій пружиною, кулачок зі штифтом, розташованому в пазу. Кулачок закріплений на приводному валу. При початку повороту приводного валу від положення «Зачинено» обертається кулачок зі штифтом і віджимає втулку з ущільнювальним елементом, після цього, вибравши зазор в пазу між штифтом і кульковим запірним органом, штифт повертає запірний орган для відкриття. При зворотному обертанні приводного валу, кулачок відходить від втулки, пружина через втулку підтискає кільцевий ущільнюючий елемент до кулькового запірного органу, при цьому приводний вал зупиняється. Недоліками крана-прототипу е обмежений діапазон температур застосування, тому що усередині крана встановлена пружина і при високих температурах її характеристики можуть змінитися, що призведе до розгерметизації крана. Іншим недоліком є неможливість надійної установки запірного органу в проміжних положеннях між позиціями «Зачинено» та «Відкрито». У цьому, проміжному положенні, що застосовується для регулювання потоку середовища, що проходить, кульковий запірний орган легко може увійти в режим автоколивань, що призведе до появи небажаних звуків І до руйнування. До недоліків прототипу слід також віднести неможливість регулювання сили притиснення кулькового запірного органу до сідла, що необхідно в разі зносу поверхонь, що труться. Мета корисної моделі - розширення робочих температур, збільшення довговічності і надійності 47403 4 чого, реалізація можливості плавного регулювання сили притиснення кулькового запірного органу до сідла. Зазначена мета досягається тим, що в кульковому крані, що містить корпус у вигляді порожнього циліндра з вхідним і вихідним патрубками, один з яких має сідлову поверхню і може бути частиною корпусу, кулькову пробку з прохідним отвором, сполучену для герметизації з поверхнею сідла і поворотний шток, встановлено підтискний пристрій, виконаний у вигляді двох притиснутих один до одного дисків, між якими, в шліцевих, не менше трьох, радіальних пазах, похило встановлені розсувні пластини, причому один диск, дотичний з запірним кульковим органом, має можливість обертання навколо центральної осі, перпендикулярній його площині, а другий диск нерухомий. Для передачі зусилля на рухомий диск, додатково до поворотного штока, коаксіальне з ним, встановлено керуюча втулка, яка має зачеплення з диском і ручку управління, розташовану на ручці повороту штока. Управління диском може також проводитися через додатковий отвір у корпусі іншим штоком управління. Суть корисної моделі. Задача, на вирішення якої спрямовано корисну модель полягає в тому, щоб отримати просту і технологічну конструкції кулькового крана для пропускання, перекриття та регулювання потоку середовища, здатного працювати на високих температурах, а також має можливість змінювати силу притиснення поверхні кулькового запірного органу до герметизуючого сідла в будь-якому положенні. Для виготовлення заявленої конструкції потрібні мінімальні зміни в стандартному кульковому крані, які полягають у видаленні сідел з пружинами, виготовленні центрального отвору в одному з фланців з гранню, сполученою з поверхнею кулькового запірного органу, встановлення дискового підтискного пристрою та додаткової керуючої втулки. Можливість плавно змінювати силу притиску тертьових поверхонь ущільнювачів дозволяє застосовувати на цих поверхнях тверді зносостійкі покриття, наприклад, твердосплавні або керамічні, що не мають гарних трибологічних якостей, а також здійснювати чистку і притирання цих поверхонь без розбирання крана. Перелік фігур на кресленні. На кресленні (фіг. 1) зображено пропонований кульковий кран у розрізі. Кульковий кран містить корпус 1 з вхідним фланцем 4, що має сідлову поверхню 3 і вихідним фланцем 2, кулькову пробку 5 з вибіркою 6 для установки поворотного штока 7, підтискний пристрій, що складається з рухомого диска 8 і нерухомого диска 9, між якими, у шліцевих пазах 10 встановлені розсувні пластини 11. Нерухомий диск 9 спирається на знімне кільце 12. Коаксіальне поворотному штоку 7 в корпус встановлена керуюча втулка 13, що входить своїм виступом 14 у зачеплення з пазом у рухомому диску. Керуюча втулка має ручку 15, ущільнення сальникові 16 (показано одне ущільнення). Кульовий кран працює таким чином. Перед складанням крана притирають поверхню кулі з сідловою поверхнею вхідного фланця, встанов 5 47403 люють в корпус поворотний шток і керуючу втулку разом з ущільненнями (торцевими або сальниковими) потім, через центральний отвір вихідного фланця, в упор, без навантаження встановлюють кулькову пробку і підтискний пристрій, причому рухливий диск входить у зачеплення з керуючою втулкою. Останнім встановлюється опорне кільце. Для відкриття крана потрібно повернути ручку крана, при цьому кульковий запірний орган зійде зі свого крайнього положення без навантаження. Для фіксації кулькової пробки в будь-якому положенні потрібно притиснути з необхідним зусиллям ручку керуючої втулки і зафіксувати її в цьому положенні (па кресленні елемент фіксації не показаний). Притиск ручки управління передає зусилля на поворот керуючої втулки, зусилля повороту передається на рухомий диск і, через шліцові пази, на похилі пластини, встановлені без зазорів, в упор. Вектор прикладеної сили повороту розкладається на горизонтальну і вертикальну складові. Вертикальна складова сили віджимає рухомий диск від нерухомого і притискає його до кулькової пробці. Рухомий диск в запропонованій корисній моделі практично не обертається навколо своєї осі, а тільки, долаючи пружність матеріалу, передає зусилля на притиск кулькової пробки до сідла. У даному варіанті практично відсутні сили тертя-ковзання між рухомим диском і кульковою пробкою. Відомості, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Розроблено конструкцію та виготовлені дослідні зразки кулькового крана сталевого, повнопрохідного, фланцевого. Застосування - системи тепловодопостачання, Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 спеціальне застосування до температур 400 °С. Настановне положення крана на трубопроводі будь-яке, відповідно до потоку робочого середовища від вхідного фланця до вихідного. Клас герметичності кулькового затвору за ДСТ 9544-85. Морозостійкість - до мінус 40 °С. Кран кульковий містить сталевий циліндричний корпус 1, діаметром 98 мм, висотою 60 мм. I товщиною стінки 7 мм. Зі стандартними торцевими фланцями, товщиною 16 мм, кулькову пробку діаметром 80 мм, підтискний пристрій, що складається з рухомого сталевого диска товщиною 5 мм, з п'ятьма радіальними, еквідістантними шліцами глибиною 2,5 мм, шириною 3 мм і нерухомого диска з такими ж точно І також розташованими радіальними шліцами. Між шліцами встановлено п'ять сталевих пластин, товщиною 2мм. Вертикальний перетин пластин представляє собою паралелограм з висотою 5 мм і стороною, яка дорівнює товщині пластини 2 мм. Для виготовлення корпусу 1 застосовані стандартні труби за ДСТ 9941-72 «ГОСТ 9941-81 Трубы бесшовные холодно- и теплодеформироваиные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия». Корпус і фланці з'єднуються за допомогою зварювання за ДСТ 14771 -76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры». Робота конструкції крана описана в розділі «Перелік фігур на кресленні». Заявляється кульковий кран, що містить корпус у вигляді порожнього циліндра з вхідним і вихідним патрубками. Підписне 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