Пробковий кран

Винахід відноситься до арматуробудування та може бути використаний для перекриття потоку робочого середовища у трубопровідних системах. Відомий пробковий кран за авторським свідоцтвом СРСР №1596161, кл.F16К5/02, опубл. 30.09.1990р. містить встановлену у корпусі конусну пробку, яка виконана у вигляді втулки з дном і кришкою. Зовнішні поверхні дна і кришки роз'ємне сполучені з внутрішньою поверхнею втулки. У вертикальному напрямку дно і кришка втулки (фіксуються за допомогою розтискних кілець. У пробці виконане вікно трапецеїдальної форми. У верхній частині штока, який з'єднаний з пробкою виконана сальникова набивка. Недоліком відомого пробкового крана є нерівномірний по висоті знос ущільнювальних поверхонь пробки і корпусу, що призводить до зниження герметичності запірного органа. Відомий пробковий кран за свідоцтвом Російської Федерації на корисну модель №23657, кл. F16К54, опубл. 27.06.2002р. містить корпус з сідловидною конічною поверхнею та отворами для підведення і відводу потоку рідини, конічну пробку з прохідним каналом. З боку більшої основи пробка має бурт, а ущільнення виконане у вигляді тонкостінної конічної оболонки, яка розміщена на пробці та обпирається на її бурт. Пробка постачена другим буртом, який розташований з боку її меншої основи, а конічна поверхня пробки, що звернена до оболонки виконана рифленої. Недоліком відомого крана є велика вага конструкції , що викликає більші сили тертя у момент керування краном та знижує термін його служби. Відомий пробковий кран за патентом Російської Федерації №2169302, кл. F16К54, опубл. 20.06.2001р. містить корпус, поворотну пробку з буртом, еластичне ущільнення у вигляді втулки, яка встановлена у проточці та натискну гайку, яка зв'язана з корпусом по різьбленню і введена в контакт з торцевої поверхнею однієї із антифрикційних прокладок, а інша антифрикційна прокладка розміщена між еластичним ущільненням і торцем бурту. Іншою торцевою поверхнею антифрикційна прокладка взаємодіє з торцем бурту. Недоліком відомого пробкового крана є знос прокладок через більший момент від сил тертя в ущільнювальній парі. Відомий пробковий кран (див. Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Довідник конструктора трубопровідної арматури, Л., Машинобудування, 1987р. стор.71, мал.2.3а) містить корпус з конусною пробкою, поворот якої здійснюється на 90°. У пробці передбачений отвір для проходу робочого середовища. Кран має шток, а пробка виконана за одне ціле із штоком, на кінці якого виконаний квадрат під гайковий ключ, при цьому шток має сальник. Під сальником розташована металева шайба, яка служить піднабивальним кільцем, що створює більші сили тертя. У крані пробка регулюється сальникової втулкою, а як набивка сальника використовується просочений азбест. Дану конструкцію пробкового крана приймаємо за прототип. Недоліками прототипу є: - при керуванні краном створюється більший кручений момент, при цьому поверхня пробки зношується і часта підтяжка сальника з більшим зусиллям знижує герметичність крана, - у процесі експлуатації змащення крана видавлюється в прохідний отвір пробки і вимивається робочим середовищем, - с недостатньою герметичністю крана набивку сальника постійно необхідно підтискувати і підтягувати , що погіршує її властивості і зменшує термін служби крана. В основу винаходу поставлена задача розробки пробкового крана, який забезпечує герметичність і зниження крученого моменту за рахунок застосування втулки із спеціальної гуми з пружними жорсткими властивостями, а торцевої підшипник ковзання збільшує працездатність крана в умовах експлуатації за рахунок зниження коефіцієнта тертя, при цьому за допомогою гумової втулки зменшуються зусилля керування краном, що збільшує термін його служби. Рішення поставленої задачі забезпечує пробковий кран, який містить корпус з поворотною пробкою, яка з'єднана із штоком, що має сальник, під яким розташована металева шайба, яка служить піднабивальним кільцем, за рахунок того, що сальник являє собою втулку з внутрішньою гофрованою поверхнею, яка звернена до штоку, а між втулкою та штоком утворені кільцеві камери для змащення, причому під шайбою встановлений торцевій підшипник ковзання. Для зменшення зусилля керування краном і зниження крученого моменту, втулка виконана із спеціальної гуми з пружними жорсткими властивостями та має внутрішні кільцеві гофри. Для втримання змащення, кільцеві камери розташовані між кільцевими гофрами втулки. Для зниження коефіцієнта тертя, торцевій підшипник ковзання виконаний у вигляді кільця, яке виготовлене із фторопласту або його композитів. Технічний результат, що досягається при використанні винаходу : - підвищена надійність крана за рахунок зниження зусилля керування краном, тобто зменшені зусилля при обертальному русі штока з пробкою, - знижений коефіцієнт тертя, тому що виключається тертя «метала по металу» за рахунок установки під металеву шайбу торцевого підшипника ковзання із фторопласту, - утримання змащення, яке заповнює кільцеві камери, що утворені між внутрішніми кільцевими гофрами гумової втулки, яка встановлена до штоку пробки, - підвищені експлуатаційні властивості крана за рахунок наявності гумової втулки, яка має пружні жорсткі властивості і здійснює баланс зусилль, при яких конусні поверхні корпуса та пробки прилягають друг до друга, при цьому пробка створює герметичність крана і завжди знаходиться у підтиснутому стані, - збільшений термін служби крана так як гумова втулка постійна стиснута і для підтискування пробки потрібно визначене зусилля. Пробковий кран, що заявляється пояснюється нижчеподаним описом і кресленнями, де: Фіг.1, фіг.2 - загальний вид пробкового крана, Фіг.3 - гумова втулка, Фіг.4 - винесення І по фіг.3. За винаходом, пробковий кран, переважно, кран конусний прохідний сальниковий муфтовий, містить чавунний корпус 1 з поворотною конусною пробкою 2, яка виконана з штоком 3, що має сальник, який, у свою чергу, виконаний у вигляді втулки 4 з внутрішньою гофрованою поверхнею А, яка звернена до штоку 3 ( див. фіг.1, фі г.3). Втулка 4 виконана суцільноформовою із спеціальної гуми з пружними жорсткими властивостями. Під гумовою втулкою 4 розташована металева (сталева) шайба 5, яка служить піднабивальним кільцем (див. фіг.1). Під шайбою 5 встановлений торцевій підшипник ковзання 6, який розташований на торцевої поверхні пробки 2. Торцевій підшипник ковзання 6 виконаний у вигляді кільця, яке виготовлене із фторопласту або його композитів (див. фіг.1). Між внутрішніми кільцевими гофрами 7 гумової втулки 4 утворені кільцеві камери 8, які заповнюються змащенням АМС 3 ( див. фіг.3, фіг.4). Для роботи крана діють на квадрат 9 у вер хній частині штока 3 (див. фіг.1, фіг.2). Металева втулка сальника 10 має кільце 11, яке встановлюється на гумову втулку 4, причому втулка сальника 10 виконана з кільцевою виїмкою 12, у якій може збиратися рідина. Анкерні болти 13 і 14 встановлені у вушках корпуса 1 та в отворах (не показані) втулки сальника 10, при цьому гайки 15 і 16 при їхньому затягуванні розташовані на поверхні втулки 10 (див. фіг.2). Голівки 17 і 18 болтів 13 і 14 виходять з корпусу 1 та виконані радіусними (тобто округленими). Корпус 1 крана має шестигранні муфти 19 і 20, які є єдиним цілим з корпусом, при цьому за допомогою муфт кран надійно з'єднується з трубопроводом (не показаний) (див. фіг.1). У муфтах 19 і 20 крана виконаний приєднувальний розмір d до трубопроводу, що дорівнює дюймовому різьбленню G1/2-G3/4 труби (не показана). Робота крана : У крані на торці існує риска 21, яка вказує розташування прохідного отвору в пробці 2. При повороті пробки на 90° відбувається повне перекриття чи відкриття крана. Поворот пробки 2 здійснюється гайковим ключем (не показаний), який поміщають на квадрат 9 штока 3 (див. фіг.1, фі г.2). При роботі крана за рахунок стиску гумової втулки 4, створюється пружна сила, яка через металеву шайбу 5 і торцевій підшипник ковзання 6 підтягує пробку 2 по конусній поверхні корпуса 1, тим самим забезпечуючи герметичність крана. Дана пружна сила стискання є постійної, тому що гумова втулка 4 знаходиться в замкнутій оболонці між хвостовиком пробки 2, горловиною корпуса 1, натискною втулкою сальника 10 і металевою шайбою 5. З досягненням стискання до визначених зусилль забезпечується герметичність крана через втулку сальника 10 за рахунок анкерних болтів 13 і 14. Торцевій підшипник ковзання 6 із фторопласту виключає тертя «метала по металу» у момент підтискування пробки 2. Внутрішня гофрована поверхня А гумовій втулки 4 зменшує зіткнення з штоком 3, а у кільцевих камерах 8 утримується змащення АМС 3. Допускається застосування іншого змащення по властивостям, які не уступають визначеної. Пробковий кран, що заявляється, дозволяє : - знизити зусилля та навантаження під час провертання пробки стосовно корпусу, що підвищує термін служби крана, - і заощадити змащення.