Кульовий кран

1 Кульовий кран, який містить металеві корпус та патрубок, у каналах яких встановлена поворотна сферична пробка, яка притиснута ущільнювальними кільцями та з'єднана зі штоком, що має ручку для повороту пробки, який відрізняється тим, що у верхній частині корпуса виконані сальникова камера та отвір для упора, а пробка виконана тонкостінною і конфігурація й внутрішніх сферичних поверхонь переходить зі сфери по радіусу в уступи, які мають прямий кут по відношенню до осі пробки 2 Кран за п 1, який відрізняється тим, що у сальниковій камері встановлена штуцерна гайка, через яку проходить шток 3 Кран за п 1, який відрізняється тим, що упор встановлений вертикально до корпуса та ручка має обмеження при повороті в секторі 90° 5Г 00 Ю 5484 Недоліком відомого крана є відсутність герметичності при експлуатації та зменшений термін служби, тому що сферична форма на консольних виступах ущільнювальних кілець призводить до зносу запірного органа і до руйнування ущільнювальних кілець. Відомий кульовий кран за свідоцтвом Російської Федерації на корисну модель №32850, кл. F16K56, опубл. 27.09.2003р. містить металеві корпус і патрубок, у каналах яких встановлена поворотна сферична пробка, до якої, в свою чергу, притискаються ущільнювальні та захисні кільця корпуса. Через натискну втулку крана проходить шток, який з'єднаний з пробкою і має ручку для повороту. Ущільнювальні кільця виконані з матеріалу «Графлекс». Під ущільнювальними кільцями із «Графлексу» встановлені гумові кільця, які визначають роботу крана до температури +50°С. Дану конструкцію крана приймаємо за прототип. Недоліки прототипу наступні: - складність конструкції крана, тому що натискна втулка встановлена між корпусом і патрубком, що збільшує габарити крана, - недостатня герметичність крана через пошкодження матеріалу пробки, тому що в момент відкриття крана утворюється щілинний зазор, через який потік робочого середовища проходить з великою швидкістю, створюючи кавітацію, яка руйнує ущільнювальні кільця, при цьому відбувається розгерметизація крана і різко знижується його термін служби. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції чавунних кульових кранів від відомого рівня техніки за рахунок зміни конфігурації внутрішніх сферичних поверхонь пробки, що забезпечує герметичність і підвищує термін служби крана в 1,5-1,8 рази. Вирішення поставленої задачі забезпечує кульовий кран, який містить металеві корпус і патрубок, у каналах яких встановлена поворотна сферична пробка, яка притиснута ущільнювальними кільцями та з'єднана зі штоком, що має ручку для повороту, за рахунок того, що у верхній частині корпусу виконані сальникова камера та отвір для упора, а пробка виконана тонкостінною і конфігурація її внутрішніх сферичних поверхонь переходить зі сфери Б по радіусу R в уступи, які мають прямий кут а по відношенню до осі пробки. У сальниковій камері встановлена штуцерна гайка, через яку проходить шток. Для поліпшення управлінням краном упор встановлений вертикально до корпуса та ручка має обмеження при повороті в секторі 90°. Для жорсткості конструкції крана на зовнішніх поверхнях корпуса та патрубка виконані горизонтально розташовані ребра жорсткості, які мають висоту до 11мм та округлення по радіусу Ri, що дає можливість застосування тонкостінної конструкції корпуса і патрубка. Для з'єднання корпуса і патрубка разом, вони мають назустріч розташовані фланці з сполученими отворами, а магістральний фланець корпуса має отвори для з'єднання з трубопроводом (не показаний). Для зниження матеріалоємкісності пробка має товщину стінки 3-4мм та виконана з корозійностійкого матеріалу. Для жорсткості конструкції пробки на внутрішній поверхні пробки виконані ребра жорсткості. Для створення повного контакту з'єднання пробки і штока у верхній частині пробки виконаний прямокутний паз та у цій же частині пробки виконане місцеве потовщення В матеріалу на висоту входження штока у паз. Технічний результат, який досягається при використанні корисної моделі: - створений кульовий запірний сальниковий фланцевий кран, корпус і патрубок якого виконані литими чавунними та мають тонкі стінки і ребра жорсткості, а сферична пробка виконана тонкостінною з корозійно-стійкого матеріалу з внутрішніми ребрами жорсткості, тобто кран виконаний міцним та надійним у час експлуатації, - підвищений термін служби крана - ущільнювальні фторопластові кільця у корпусі практично не піддаються руйнуванню, тому що не здійснюється перепад тиску у момент відкриття крана, тобто на внутрішніх поверхнях пробки уступи з прямим кутом а знижують швидкість потоку робочого середовища, зрівнюючи тиск, що зменшує кавітацію у момент щілинного відкриття під час управління краном, - збільшений контакт з'єднання пробки зі штоком, тому що у верхній частині пробки виконаний прямокутний паз та місцеве потовщення В матеріалу, що забезпечує міцність з'єднання та виключається зминання за рахунок запасу міцності, тобто створена тонкостінна конструкція пробки у вигляді міцного короба, яка полегшує управління краном. Заявлений кульовий кран пояснюється нижчеподаним описом і кресленнями, де: Фіг. 1, Фіг.2 - модель чавунного кульового крана, наприклад, на прохід 80мм, Фіг.З, Фіг.4 - кульовий кран у поперечному перерізі, Фіг.5, Фіг.6 - сферична пробка з корозійно-стійкого матеріалу, Фіг.7 - вид А за Фіг.1, корпус з боку магістрального фланця, Фіг.8 - корпус з ручкою (рукояткою) з боку магістрального фланця, Фіг.9 - чавунний корпус крана з сальниковою камерою та отвором для упора, Фіг. 10 - винесення І за Фіг.9, Фіг.11 - винесення II за Фіг.9, Фіг. 12 - ребро жорсткості корпуса і патрубка. За корисною моделлю, кульовий кран містить литий чавунний корпус 1 та патрубок 2, у каналах З і 4 яких встановлена поворотна сферична пробка 5, яка притиснута у корпусі 1 ущільнювальними фторопластовими кільцями 6 і з'єднана зі штоком 7, у верхній частині якого встановлена ручка 8 (рукоятка) для повороту (див. Фіг.1, Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4). Канали 3 і 4 у корпусі 1 і патрубку 2 служать для входу та виходу потоку робочого середовища. На ручку 8 встановлена гайка 9. На зовнішніх поверхнях корпуса 1 і патрубка 2 виконані ребра жорсткості 10, які розташовані горизонтально і мають висоту до 11 мм та округлен 5484 ня по радіусу Ri (див. Фіг. 1, Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4, Фіг. 12). Корпус 1 і патрубок 2, які виконані з тонкими стінками і ребрами жорсткості 10 мають назустріч розташовані фланці 11 і 12 з сполученими отворами 13 для стягнення їх разом за допомогою болтів 14 з гайками 15 (див. Фіг. 1, Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4). Магістральний фланець 16 корпуса 1 має отвори 17 для з'єднання з трубопроводом (не показаний) (див. Фіг.З, Фіг.4, Фіг.7, Фіг.8). У верхній частині корпуса 1 крана виконані поруч сальникова камера 18 та отвір 19 для встановлення металевого упора 20 (див. Фіг.1, Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4, Фіг.9). Упор 20 встановлений вертикально до корпуса 1 і обмежує поворот ручки 8 у секторі 90° (див. Фіг.1, Фіг.2). У сальниковій камері 18 встановлений шток 7 та ущільнювальні кільця 21, які утримуються за допомогою штуцерної гайки 22, встановленої у сальниковій камері 18 (див. Фіг.З, Фіг.4, Фіг.9). Через штуцерну гайку 22 проходить шток 7 (див. Фіг.1, Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4). Кільця 21 виконані з ущільнювального матеріалу БР-1, який має пружні властивості, високу зносостійкість і теплостійкість [див. матеріали заявки №2003098642, дата подання 22.09.2003р. у "Укрпатент"]. Для забезпечення герметичності крана між корпусом 1 і патрубком 2 встановлюється фторопластове ущільнювальне кільце, яке має перетин у формі однобічного клина 23 з поверхнею під кутом 15°, розташоване у виконаному розточенні корпуса 1 [див. Фіг.З, Фіг.4, Фіг.9, Фіг. 11 і патент України №47230, кл. F16J15\12, F16J15M0, опубл. 15.04.2004р.]. Для створення лабіринтного ущільнення з ущільнювальними кільцями 6 під сферичну пробку 5, у корпусі 1 і патрубку 2 крана виконані гребінці 24 під кутом 30° [див. Фіг.З, Фіг.4, Фіг.9, Фіг. 10 і патент України №47900, кл. F16K56, F16K5\20, опубл. 17.05.2004р.]. Сферична пробка 5 виконана тонкостінною з корозійно-стійкого матеріалу, наприклад, латуні або нержавіючої сталі і має товщину стінки 3-4мм (див. Фіг.З, Фіг.4, Фіг.5, Фіг.6). Конфігурація внутрішніх сферичних поверхонь пробки 5 переходить зі сфери Б по радіусу R в уступи 25, які мають прямий кут а по відношенню до осі пробки (див. Фіг.5, Фіг.6). На внутрішній поверхні пробки 5 виконані ребра жорсткості 26, які створюють міцність пробки. У верхній частині пробки 5 виконаний прямокутний паз 27 для повного контактного з'єднання з штоком 7, при цьому пробка у цій же частині має місцеве потовщення В матеріалу на висоту входження штока 7 у паз 27. Для збереження крана в складських приміщеннях або для транспортування, канали 3 і 4 корпуса 1 і патрубка 2 закриваються заглушками 28, що виключає попадання бруду (див. Фіг.4). При роботі крана у початковий момент відкриття крана шляхом провертання сферичної пробки 5 проти годинникової стрілки утворюється щілинний зазор у корпусі 1, через який потік робочого середовища надходить у прохідний отвір 29 пробки 5 (див. Фіг.5, Фіг.6). Уступи 25 у пробці 5 вирівнюють силу тиску за рахунок зниження швидкості потоку робочого середовища, який гаситься, що зменшує кавітацію. Потік робочого середовища виходить з каналу 4 патрубка 2 з меншою швидкістю, а ущільнювальні фторопластові кільця 6 у корпусі 1 не піддаються руйнуванню і служать довше, тобто ресурс ущільнювальних кілець 6 підвищується на 30%. Заявлена корисна модель кульового крана має високі ергономічні показники та подовжений термін служби у порівнянні з існуючими конструкціями кульових кранів і у порівнянні з засувками з чавуну має однакові будівельні довжини, але термін служби їх перевищує у три рази та у повному обсязі замінює чавунні засувки за параметрами призначення. Кульові крани економічні в експлуатації, тому що не вимагають великих витрат на ремонт. 5484 27 JL Фіг. 5 24 Фіг. 11 15 і Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Фіг. 12 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 - 4 2 , 01601