Кульовий кран

Шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный запорный орган с приводным валом и рукояткой, шток, связанный с клапаном сброса, полость которого соединена каналом отвода с выходным патрубком, и уплотнительные кольца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на приводном валу жестко закреплены направляющие и в нем выполнена осевая расточка, переходящая в сквозное осевое отверстие и сообщенная радиальным отверстием с наружной поверхностью приводного вала, при этом шток установлен в сквозном осевом отверстии с возможностью взаимодействия верхним концом с рукояткой, а нижним - с клапаном сброса, а поворотный запорный орган выполнен из двух полых одинаковых частей сферы с уппотнілтельными элементами на внешней поверхности, установленных в направляющих приводного вала с возможностью ограниченного перемещения в радиальном направлении и з части сферы со стороны входного патрубка выполнено сквозное отверстие, п/ющадь проходного сечения котоDcrc меньше соответственно площади проходного сечения радиального отверстия, осевой расточки и канала отвода, причем входной патрубок через упомянутое сквозное отверстие соединен с полостью поворотного запорного органа, которая через радиальное отверстие соединена с осевой расточкой приводного вала, в торце которого выполнено седло, перекрытое клапаном сброса. Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности, к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоками рабочей среды в системах их транспортирования. Известен шаровой кран для высокотемпературных сред, содержащий поворотный сферический запорный орган с каналом для прохода рабочей среды и седло, герметично соединенное с корпусом посредством упругого элемента, причем в корпусе и в запорном органе выполнены подающие Охлаждающую жидкость каналы, а в седлах выполнена кольцевая проточка, стенка которой образует при контакте седла и сферического запорного органа камеру сбора утечек, соединенную каналом подвода охлаждающего газа [1]. Ґ ел О О 4570 Приведенная известная конструкция защищает нерабочую полость от проникновения рабочей среды, в данном случае высокотемпературного газа, утилизирует небольшие протечки. К недостаткам указанного крана следует отнести то, что корпус, элементы уплотнения (кольца, сальники, прокладки)корпуса и шпинделя находятся под воздействием высокого давления газа, что также ведет к устранению их износа. Конструкция крана отличается сложностью, требуются дополнительные источники управляющей среды и при этом не обеспечивается полная разгрузка запорного органа при его повороте. Известен шаровой кран, содержащий корпус, соединенный с ним посредством мембран седла с уплотнительными поверхностями, поворотный сферический запорный орган, причем уплотнительная поверхность выполнена в виде упругодеформируемой стенки, ограничивающую герметичную полость, связанную каналами со средствами подвода и отвода охлаждающей и управляющей сред [2]. К недостаткам крана следует отнести сложность его конструкции, необходимость введения дополнительного источника технологической среды, а также устройств для его управления. Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный запорный орган с приводным валом и рукояткой, шток, связанный с клапаном сброса, полость которого соединена каналом отвода с выходным патрубком, и уплотнительные кольца [3]. К недостаткам прототипа следует отнести наличие в конструкции двух плунжеров с выдержкой ме;жду ним гарантированного зазора, причем последний соединен патрубком с входной полостью, при этом уплотнительные эластичные кольца претерпевают постоянный износ от постоянно присутствующих контактных напряжений, обеспечивающих герметизацию шаровой пробки, т.о. наличие двух разнесенных в осевом направлении плунжеров, установленных с гарантированным зазором между собой, увеличивает весогабаритные показатели и усложняют конструкцию, а наличие постоянных контактных напряжений между уплотнительными кольцами и шаровой пробкой. обеспечивает увеличение износа и требует увеличенного крутящего момента на приводном валу. Задача изобретения состоит в упрощении конструкции и улучшении технических 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 характеристик путем устранения контактных напряжений на уплотнителях и снижения энергоемкости приводного механизма. Поставленная задача решена тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, поворотный запорный орган с приводным валом и рукояткой, шток, связанный с клапаном сброса, полость которого соединена каналом отвода с выходным патрубком, на приводном валу жестко закреплены направляющие и в нем выполнена осевая расточка, переходящая в сквозное осевое отверстие и сообщенная радиальным отверстием с наружной поверхностью приводного вала, при этом шток установлен в сквозном осевом отверстии с возможностью взаимодействия верхним концом с рукояткой, а нижним - с клапаном сброса, а поворотный запорный орган выполнен из двух полых одинаковых частей сферы с уплотнительными элементами на внешней поверхности, установленных в направляющих приводного вала с возможностью ограниченного перемещения в радиальном направлении и в части сферы со стороны входного патрубка выполнено сквозное отверстие, площадь проходного сечения которого меньше соответственно площади проходного сечения радиального отверстия, осевой расточки и канала отвода, причем входной патрубок через упомянутое сквозное отверстие соединен с полостью поворотного запорного органа, которая через радиальное отверстие соединена с осевой расточкой приводного вала, в торце которого выполнено седло, перекрытое клапаном сброса. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция шарового крана в положении "закрыто", на фиг.2 - то же, в момент разгрузки, при открытом клапане сброса. Шаровой кран состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и крышками 4 и 5, запорного органа, выполненного из двух одинаковых частей 6 и 7 сферы, приводного вала 8 с жестко закрепленными на нем направляющими 9, 10, 11 и 12. штока 13, установленного в осевой проточке 14 вала, взаимодействующего верхним концом с рукояткой 15, а нижним - с подпружиненным пружиной 16 затвором 17 клапана, собранного в крышке 5. На направляющих 9, 10,11, 12, соответственно, подвижно в радиальном направлении относительно вала 8, установлены части б и 7 сферы, причем в части 6. со стороны входного патрубка 2, выполнено сквозное отверстие 18. В нижнем конце штока 13 выполнено седло 19 клапана, с которым взаи 4570 модействует затвор 17, осевая расточка 20. ящий из затвора 17, поджат пружиной 16 к заканчивающаяся сквозным радиальным седлу 19 и перекрывает канал отвода 23. отверстием 21, сообщающая образованную сообщающий выходной патрубок 3 с полочастями 6 и 7 сферы полость 22 с осевой стью 22. образованную частями 6 и 7 сферы расточкой 20. 5 посредством радиальных отверстий и осевой расточки 20. В полости 22 устанавливаПолость клапана соединена с выходным ется давление, равное входному, которое отверстием патрубка 3 каналом отвода 23. поджимает части б и 7 сферы с уплотнительДля обеспечения работоспособности и ными элементами 34 и 35 к корпусу 1 и крышгерметизации относительно внешней среды между приводным валом 8 и крышкой 4, при- 10 ке 4, образующих в совокупности шаровой затвор с усилием, определяемым разностью водным валом 8 и штоком 13, корпусом 1 и внутренней площади частей сферы и плокрышками 4 и 5, направляющими 10, 12 и щадью условного прохода крана. Кран зачастями сферы 6 и 7 установлены герметизикрыт. Условием открытия крана является рующие элементы соответственно 24,25,26, 27, 28, 29. 15 сброс давления из полости 22. Между направляющими 9. 10, 11, 12, и Для этого, как показано на фиг.2, с почастями б и 7 сферы выполнены равные лимощью рукоятки 15 перемещают шток 13, митированные зазоры 30, 31, 32, 33. установленный в осевой проточке 14 вала 8, и контактирующий с ним затвор 17 канала Сечение отверстия 18 выполнено меньшим в сравнении с сечениями отверстия 21, 20 сброса, поджатый пружиной 16. т е. сообщая полость 22 через радиальные отверстия 21, проточки 20, канала отвода 23. проточки 20 с каналом отвода 23 к выходным Работа шарового крана. пат рубкам 3. При этом сечения отверстий 21, На фиг.1 шаровой кран показан в полопроточки 20, канала отвода 23 выбираются жении "закрыто" больше, чем сечения сквозного отверстия Для обеспечения герметизации сфери- 25 18, выполненного на части 6 сферы, что и ческого затвора за частях 6 и 7 сферы устаобеспечивает полный сброс давпенш из поновлены уплотнительные элементы 34 и 35. лости 22. Под воздействием напора рабочей На фиг.2 - то же, при открытом клапане среды составные части б и 7 сферы перемеразгрузки. Рабочая среда через входной патрубок 30 щают к центру крана вдоль направляющих 9,10, 11, 12 на величину выбранных зазоров, 2 и сквозное отверстие 18, выполненное в производя при этом снятие контактных начасти 6 сферы, поступает в полость 22, обрапряжений между сферическим затвором и зованную частями б и 7 сферы, установленкорпусом 1 с крышкой 4. Сферический заных на направляющих 9-12 вала 8 и " подвижных в радиальном направлении на 35 твор крана в показанном положении является разгруженным и для открытия крана величину зазоров 30, 31, 32, 33, определяенеобходимо выполнить поворот затвора на мых деформацией уплотнительных элеменугол, равный 90°, с помощью рукоятки 15, тов 34 и 35, а также снятием контактных после чего ее отпустить. Закрытие крана напряжений между частями сферы 6 и 7 корпусом 1 и крышкой 4. Клапан сброса, состо- 40 производится в обратном порядке. 4570 ЗО /2 /О 17 Фиг 2. Упорядник А.Назаренко Замовлення 588 Техред М.Моргентал Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101