Кульовий кран

1. Кульовий кран, що містить корпус з впускною і випускною ділянками для проходу середо C2 1 3 таження поверхонь тертя під час повороту запірного органа. А.С. СРСР № 389341, М. Кл. 146K 5/06, 1971 р., опубл. Бюл. № 29, 1973 p., [4] A.С. СРСР № 609014, М. Кл. F16K 5/00, 1975 р., опубл. Бюл. № 20, 1978 p., |5] A.С. СРСР № 739298, M. Кл. F16K 5/06, 1976 р., опубл. Бюл. № 21, 1980 р., [6] А.С. СРСР № 830066, М. Кл. F16K 5/06, 1978 р., опубл. Бюл. № 18, 1981 р., [7] A.С. СРСР № 918620, М. Кл. F16 K 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] A.С. СРСР № 1479775, М. Кл. F16K 5/06, 1987 р., Опубл. Бюл. № 18, 1989 р., [10] A.С. СРСР № 1516703, М. Кл. F16K 5/06, 1986 р., опубл. Бюл. № 39, 1989 р., [11] A.С. СРСР № 1523815, М. Кл. F16K 5/06, 1987 р., опубл. Бюл. № 43,1989 р. [12] A.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 кульова 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. Бюл. № 21, 1972 p. [14] A.С. СРСР № 872886, М. 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, вибраний кульовий кран з А.С. СРСР № 389341, М.Кл. F16K 5/06, 1973 р. [4] Цей кульовий кран, вибраний за прототип, містить корпус, кульовий запірний орган, кільцевий ущільнювальний елемент, встановлений у втулці, стиснутій пружиною, кулачок зі штифтом, розташованим в пазу. Кулачок закріплений на приводному валу. При початку повороту приводного вала від положення «Зачинено» обертається кулачок зі штифтом і віджимає втулку з ущільнювальним елементом, після цього, вибравши зазор в пазу між штифтом і кульовим запірним органом, штифт повертає запірний орган для відкриття. При зворотному обертанні приводного вала, кулачок відходить від втулки, пружина через втулку підтискає кільцевий ущільнюючий елемент до кульового запірного органа, при цьому приводний вал зупиняється. Недоліками цього крана є 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 органа в проміжних положеннях між позиціями «Зачинено» та «Відкрито». У цьому проміжному положенні, що застосовується для регулювання потоку сере 97522 4 довища, що проходить, кульовий запірний орган легко може увійти в режим автоколивань, що призведе до появи небажаних звуків і до руйнування. До недоліків найближчого аналога слід також віднести неможливість регулювання сили притиснення кульового запірного органа до сідла, що необхідно в разі зносу поверхонь тертя. Задача винаходу - розширення робочих температур, збільшення довговічності і надійності, реалізація можливості плавного регулювання сили притиснення кульового запірного органа до сідла. Зазначена задача вирішується тим, що в кульовому крані, що містить корпус у вигляді порожнистого циліндра з вхідним і вихідним патрубками, один з яких має сідлову поверхню і може бути частиною корпусу, кульову 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 шліцьових, не менше трьох, радіальних пазах, похило встановлені пластини, причому один диск, дотичний з запірним кульовим органом, має можливість обертання навколо центральної осі, перпендикулярній його площині, а другий диск нерухомий. Для передачі зусилля на рухомий диск, додатково до поворотного штока, коаксіально з ним, встановлено керуючу втулку, яка має зачеплення з диском і ручку керування, розташовану на ручці повороту штока. Керування диском може також проводитися через додатковий отвір у корпусі іншим штоком керування. Суть винаходу. Задача, на вирішення якої спрямовано винахід, полягає в тому, щоб отримати просту і технологічну конструкцію кульового крана для пропускання, перекриття та регулювання потоку середовища, здатного працювати при високих температурах, а також має можливість змінювати силу притиснення поверхні кульового запірного органа до герметизуючого сідла в будь-якому положенні. Для виготовлення заявленої конструкції потрібні мінімальні зміни в стандартному кульовому крані, які полягають у видаленні сідел з пружинами, виготовленні центрального отвору в одному з фланців з гранню, сполученою з поверхнею кульового запірного органа, встановлення дискового підтискного пристрою та додаткової керуючої втулки. Можливість плавно змінювати силу притиску поверхонь тертя ущільнювачів дозволяє застосовувати на цих поверхнях тверді зносостійкі покриття, наприклад твердосплавні або керамічні, а також здійснювати чистку і притирання цих поверхонь без розбирання крана. Перелік фігур на кресленні. На кресленні зображено пропонований кульовий кран у розрізі. Кульовий кран містить корпус 1 з вхідним фланцем 4, що має сідлову поверхню 3 і вихідним фланцем 2, кульову пробку 5 з вибіркою 6 для встановлення поворотного штока 7, підтискний пристрій, що складається з рухомого диска 8 і нерухомого диска 9, між якими, у шліцьових пазах 10 встановлені пластини 11. Нерухомий диск 9 спирається на знімне кільце 12. Коаксіально пово 5 97522 ротному 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, встановлюють в корпус поворотний шток і керуючу втулку разом з ущільненнями (торцевими або сальниковими), потім, через центральний отвір вихідного фланця, в упор, без навантаження встановлюють кульову 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 кульовий запірний орган зійде зі свого крайнього положення без навантаження. Для фіксації кульової пробки в будь-якому положенні потрібно притиснути з необхідним зусиллям ручку керуючої втулки і зафіксувати її в цьому положенні (на кресленні елемент фіксації не показаний). Притиск ручки керування передає зусилля на поворот керуючої втулки, зусилля повороту передається на рухомий диск і, через шліцові пази, на пластини, встановлені без зазорів, в розпір. Вектор прикладеної сили повороту розкладається на горизонтальну і вертикальну складові. Вертикальна складова сили віджимає рухомий диск від нерухомого і притискає його до кульової пробки. Рухомий диск в запропонованому винаході практично не обертається навколо своєї осі, а тільки, долаючи пружність матеріалу, передає зусилля на притиск кульової пробки до сідла. У даному варіанті практично відсутні сили тертя-ковзання між рухомим диском і кульовою пробкою. 6 Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу. Розроблено конструкцію та виготовлені дослідні зразки кульового крана сталевого, повнопрохідного, фланцевого. Застосування - системи тепловодопостачання, спеціальне застосування до температур 400 °С. Установне положення крана на трубопроводі будь-яке, відповідно до потоку робочого середовища від вхідного фланця до вихідного. Клас герметичності кульового затвору за ДСТ 9544-85. Морозостійкість - до мінус 40 °С. Кран кульовий містить сталевий циліндричний корпус 1, діаметром 98 мм, висотою 60 мм. і товщиною стінки 7 мм. Зі стандартними торцевими фланцями, товщиною 16 мм, кульову пробку діаметром 80 мм, підтискний пристрій, що складається з рухомого сталевого диска товщиною 5 мм, з п'ятьма радіальними, еквідистантними 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 2 мм. Вертикальний переріз пластин являє 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 теплодеформированные 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". Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601