Багатоходовий кран

Реферат: Багатоходовий кран має основний корпус, в якому з можливістю обертання встановлюють устаткований наскрізними каналами запірний елемент з метою створення сполучення між різними з'єднувальними елементами, передбаченими в основному корпусі. Запірний елемент встановлюють в ущільнювальному корпусі з наскрізними отворами. UA 99350 C2 (12) UA 99350 C2 UA 99350 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується багатоходового крана з основним корпусом, в якому устаткований наскрізними каналами запірний елемент встановлений з можливістю обертання таким чином, щоб забезпечити сполучення між передбаченими в основному корпусі з'єднувальними елементами. Відомі різні варіанти виконання подібних багатоходових кранів. Зокрема при підземних гірничих роботах подібні багатоходові крани, які можуть бути виконані, наприклад, як поплавкові крани, застосовуються для того, щоб дозволяти рух гідравлічних циліндрів у двох напрямках, а також утримувати їх у одній позиції. Відомі на цей момент у цьому зв'язку поплавкові крани, тобто багатоходові крани, мають відносно масивну конструкцію, оскільки кожна ущільнювальна поверхня окремих наскрізних каналів виконується як окрема деталь. В інших формах виконання ущільнювальні поверхні хоча і виготовлені невеликими, але вони відносно швидко руйнуються. Задача даного винаходу полягає у створенні багатоходового крана вищеозначеного типу, який мав би компактну конструкцію та довгий термін служби. Вирішення цієї задачі здійснюється за допомогою ознак пункту 1 формули винаходу і зокрема шляхом того, що в ущільнювальному корпусі з наскрізними отворами встановлено запірний елемент, який має форму кільця з розривом у одному місці. Таким чином, згідно з винаходом, ущільнення здійснюється не за рахунок багатьох ущільнювальних поверхонь, а за допомогою одного ущільнювального корпусу, який оточує запірний елемент. Оскільки ущільнювальний корпус має форму кільця з розривом у одному місці, ущільнювальний корпус має змогу трохи розгинатися, щоб при монтажі прийняти запірний елемент. До того ж, завдяки застосуванню матеріалу з достатньою еластичністю ущільнювальний корпус потім знову відпружинюється назад у своє положення, охоплюючи запірний елемент. В місці розриву кільця можна відмовитися від ущільнення, якщо відповідний з'єднувальний елемент сполучений з рециркуляційним контуром гідравлічної системи, оскільки порожнину поза розривом кільця можна з'єднати з рециркуляційним контуром з метою сприймання можливого витікання. Доцільні форми виконання винаходу викладені у описі, кресленні та в залежних пунктах формули. Згідно з першою доцільною формою виконання ущільнювальний корпус може мати таку кількість наскрізних отворів, яка відповідає з'єднувальним елементам, причому один наскрізний отвір утворений розривом кільця. Таким чином розрив кільця, тобто та ділянка периферії ущільнювального корпусу, яка дозволяє пропускання ззовні кільця всередину кільця, може не лише бути задіяний при встановленні з'єднувального елемента в ущільнювальному корпусі, але й одночасно служити як пропускний отвір для рідини. Згідно з іншою доцільною формою виконання ущільнювальний корпус може мати таку кількість наскрізних отворів, яка відповідає з'єднувальним елементам, і всі з них крім одного устатковані ущільнюючим елементом. При такій формі виконання розрив кільця може бути виконаний без ущільнювального елемента, що є особливо доцільним, коли відповідний з'єднувальний елемент сполучений з рециркуляційним контуром гідравлічної системи. За іншою доцільною формою виконання винаходу зовнішній контур ущільнювального корпусу може бути таким, що не має круглої форми. Таким чином автоматично забезпечується стопоріння прокручування. Як альтернатива у випадку круглого зовнішнього контуру ущільнювального корпусу передбачаються стопорні елементи, які заважають прокручуванню ущільнювального корпусу всередині основного корпусу. За подальшою доцільною формою виконання винаходу ущільнювальний корпус може мати один або кілька пазів, які при розгинанні кільця, а саме при встановленні запірного елемента всередину кільця, сприяють зникненню напруження матеріалу. Подібні пази можуть бути виконані, наприклад, як послабляючі отвори в двох кутових ділянках ущільнювального корпусу. При цьому доцільно, щоб паз чи пази після встановлення запірного елемента в ущільнювальному корпусі залишалися принаймні частково закритими, наприклад шляхом введення у послабляючий отвір циліндричного штифта. Таким чином забезпечується, що після здійсненого встановлення запірного елемента кільцевидний ущільнювальний корпус набуває бажаної жорсткості, яка дозволяє виконати ущільнення відносно запірного елемента. За подальшою доцільною формою виконання винаходу запірний елемент може мати одну в основному кулясту ділянку, яка входить в ущільнювальний корпус з геометричним замиканням. У вигляді альтернативи запірний елемент може мати циліндричну форму і бути вмонтованим в ущільнювальному корпусі. За іншою доцільною формою виконання винаходу ущільнювальний корпус в ділянці принаймні одного наскрізного отвору має ущільнення, до складу якого входить 1 UA 99350 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 О-подібне кільце та відповідне опорне кільце. Таким чином можна простим способом створити ущільнення між запірним елементом, ущільнювальним елементом та основним корпусом. Якщо між опорним кільцем та ущільнювальним корпусом передбачено люфт, то можна забезпечити, щоб рідина, що знаходиться під тиском, створювала силу натиску між ущільнювальним корпусом та основним корпусом, внаслідок чого сила, з якою ущільнювальний корпус в місцях окремих з'єднувальних елементів тисне на запірний елемент, залежить від існуючого тиску. Далі винахід докладніше пояснюється з використанням доцільного прикладу виконання та з посиланням на креслення. На них схематично зображені: Фіг. 1 - багатоходовий кран в поперечному розрізі; Фіг. 2 - збільшене зображення розрізу вздовж лінії II-II на фіг. 1; Фіг. 3 - вид поперечного розрізу вздовж лінії III-III на фіг. 1 та Фіг. 4 - вид розрізу ущільнювального корпусу за фіг. 1-3. Фіг. 1 зображує розріз багатоходового крана з основним корпусом 10, який в зображеному прикладі виконання має чотири під'єднання А, В, Р та R до трубопроводу під тиском. При цьому під'єднання Р може відомим чином сполучатися з під'єднанням до трубопроводу під тиском, а під'єднання R з під'єднанням до рециркуляційного контуру гідравлічної системи. Під'єднання А та В можуть бути сполучені з під'єднанням до поршня циліндра та з під'єднанням до кільцевої камери гідравлічного циліндра. Крім того, на фіг. 1 зображено під'єднання 12 до редукційного клапана. Оскільки в більшості випадків застосування надлишковий тиск може виникати лише на одній стороні, то цю сторону потім з'єднують з запобіжним клапаном. Як свідчить фіг. 1, під'єднання 12 до редукційного клапана сполучене з під'єднанням А. Всередині основного корпусу встановлено з можливістю обертання запірний елемент 20, устаткований двома наскрізними каналами 16 та 18, щоб створити сполучення між передбаченими в основному корпусі під'єднаннями А, В, Р та R. Запірний елемент 20, який принаймні частково має кулясту форму (див. фіг. 2 та фіг. 3), встановлено в ущільнювальному корпусі 14, який має форму кільця з розривом в одному місці (див. фіг. 4). Як зокрема показує фіг. 4, кільцевидний ущільнювальний корпус 14 в поперечному розрізі має приблизно квадратний зовнішній контур з заокругленими кутами, в основному утворюючи таким чином форму поперечника у вигляді літери С, і між вільними кінцями цього "С" виникає розрив кільця 15. Крім того, ущільнювальний корпус 14 наряду з розривом кільця 15 має ще й інші наскрізні отвори 22, 24 та 26, які пропускають рідину від зовнішньої периферії ущільнювального корпусу до внутрішньої периферії ущільнювального корпусу. Всередині ущільнювального корпусу 14, тобто по його внутрішньому контуру, ущільнювальний корпус має сферичну стінку 28, виконану на додаток до кулястої ділянки запірного елемента 20. Розрив кільця 15 утворений прямокутною щілиною, тоді як наскрізні отвори 22, 24 та 26 утворені двоступінчастим круглим отвором, в якому перший отвір з більшим діаметром переходить на зовнішній периферії ущільнювального корпусу 14 у другий отвір з меншим діаметром, який веде всередину ущільнювального корпусу 14. Крім того, фіг. 4 показує, що на обох лівих кутах ущільнювального корпусу 14 передбачені виїмки 30 та 32, які виконані як наскрізні послабляючі отвори і кожна з них з'єднана виїмками 31 чи 33 з зовнішньою периферією ущільнювального корпусу 14. Як свідчить фіг. 4, завдяки цим послабляючим отворам 30 та 32 кільцевидний ущільнювальний корпус у формі літери С може вигинатися у ділянці розриву кільця 15, причому виїмки 30, 32 та 31 і 33 дозволяють розведення вільних кінців ущільнювального корпусу 14, оскільки виникаюче тут напруження матеріалу зменшується. У зображеному прикладі виконання ущільнювальний корпус 14 виконано із поліетеркетону (PEEK). Цей матеріал має добрі показники щільності і одночасно дозволяє еластичне вигинання та зворотне відпружинення вільних сторін, тобто кінців кільця ущільнювального корпусу 14, коли запірний елемент 20 має бути встановлений в ньому (див. фіг. 2). Після встановлення запірного елемента 20 в ущільнювальному корпусі 14 послабляючі отвори 30 та 32 можуть бути закриті циліндричним штифтом 34 (див. фіг. 3), який шляхом пресової посадки вводять у отвори 30 та 32. Таким чином ущільнювальний корпус 14 отримує попередню жорсткість. Як зокрема свідчить фіг. 2, запірний елемент 20 своєю кулястою ділянкою утримується в ущільнювальному корпусі 14 з геометричним замиканням. На своїй верхній стороні запірний елемент 20 має виступ 36, який може з'єднуватися з перевідним важелем 38 (див. фіг. 3), завдяки чому запірний елемент за допомогою перевідного важеля 38 може прокручуватися навколо своєї осі X відносно ущільнювального корпусу 14 чи основного корпусу 10. 2 UA 99350 C2 5 10 15 20 25 Крім того, фіг. 1 показує, що в ущільнювальному корпусі 14 в ділянці наскрізних отворів 22, 24 та 26 передбачено ущільнення, до складу якого входять О-подібне кільце 40 та відповідне опорне кільце 42. Як О-подібне кільце 40, так відповідне опорне кільце 42 розміщені у відповідному отворі більшого діаметра, причому опорне кільце 42 в поперечнику має форму літери "L", а О-подібне кільце 40 прилягає до обох кінців літери "L". У повністю змонтованому стані кожне опорне кільце 42 прилягає до основного корпусу 10 і притискає відповідне Оподібне кільце 40 до ущільнювального корпусу 14, внаслідок чого О-подібне кільце 40 трохи стискається. В той же час опорне кільце 42 має такі виміри, що у цьому стані між ущільнювальним корпусом 14 та протилежною пласкою стороною опорного елемента 42 залишається мала щілина 44 (див. фіг. 2), завдяки якій рідина, що знаходиться під тиском, може надходити з наскрізного отвору до О-подібного кільця 40. На стороні основного корпусу 10 кожне опорне кільце 42 по своїй зовнішній периферії має фаску 46, внаслідок чого гідравлічно задіяна площина опорного кільця 42 на стороні основного корпусу 10 є меншою за відповідну гідравлічно задіяну площину на протилежній стороні опорного кільця 42, тобто на стороні ущільнювального корпусу 14. Якщо таким чином рідина під тиском потрапляє в ділянку наскрізних отворів, вона може проходити крізь щілину 44 між ущільнювальним корпусом 14 та опорним кільцем 42 і чинити тиск на О-подібне кільце 40, яке в свою чергу з відповідною силою притискає ущільнювальний елемент 14 до запірного елемента 20. Таким чином з підвищенням тиску зростає і ефект ущільнення. Нарешті, фіг. 3 показує, що ущільнювальний елемент 14 на своїй нижній стороні має карман 54, який утворює гідравлічне з'єднання між розривом кільця або наскрізним отвором 15 та отвором 52, що веде до під'єднання до рециркуляційної лінії R. В зображеному на фіг. 1 положенні багатоходового крана під'єднання Р до труби під тиском через наскрізний отвір 24, наскрізний канал 16 та наскрізний отвір 26 з'єднується з під'єднанням А. Під'єднання В через отвір 50, наскрізний отвір 22, наскрізний канал 18 та глибше розташований отвір 52 з'єднується з рециркуляційною лінією R. Шляхом повороту запірного елемента 20 за годинниковою стрілкою на 90° можна з'єднати під'єднання Р до труби під тиском з під'єднанням В, а під'єднання В та під'єднання А з рециркуляційною лінією R. Шляхом повороту за годинниковою стрілкою лише на 45° можна замкнути всі з'єднання. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Багатоходовий кран з основним корпусом (10), в якому устаткований наскрізними каналами (16, 18) запірний елемент (20) встановлений з можливістю обертання таким чином, щоб забезпечити сполучення між передбаченими у основному корпусі (10) з'єднувальними елементами (А, В, Р, R), який відрізняється тим, що запірний елемент (20) встановлено в ущільнювальному корпусі (14) з наскрізними отворами (15, 22, 24, 26), який має форму розімкнутого в одному місці кільця. 2. Багатоходовий кран за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальний корпус (14) має відповідну до з'єднувальних елементів кількість наскрізних отворів (15, 22, 24, 26), один із яких утворений розривом кільця. 3. Багатоходовий кран за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що ущільнювальний корпус (14) має відповідну до з'єднувальних елементів кількість наскрізних отворів (15, 22, 24, 26), один із яких устаткований ущільнювальним елементом. 4. Багатоходовий кран за принаймні одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зовнішній контур ущільнювального корпусу (14) не є круглим. 5. Багатоходовий кран за принаймні одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що ущільнювальний корпус (14) має принаймні одну виїмку (30-33), яка сприяє розгинанню кільця з метою зниження напруження матеріалу, причому виїмка (30, 32) зокрема після встановлення запірного елемента (20) в ущільнювальний корпус (14) принаймні частково закривається. 6. Багатоходовий кран за принаймні одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що запірний елемент (20) має ділянку переважно кулястої форми, яка входить в ущільнювальний корпус (14) з геометричним замиканням. 7. Багатоходовий кран за принаймні одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в ущільнювальному корпусі (14) в ділянці принаймні одного наскрізного отвору (22, 24, 26) передбачено ущільнення, до складу якого входять О-подібне кільце (40) та відповідне опорне кільце (42). 8. Багатоходовий кран за п. 7, який відрізняється тим, що між опорним кільцем (42) та ущільнювальним корпусом (14) передбачено щілину (44). 3 UA 99350 C2 5 9. Багатоходовий кран за п. 2, який відрізняється тим, що розрив кільця (15) сполучено з під'єднанням (R) до рециркуляційної лінії. 10. Спосіб монтажу багатоходового крана за принаймні одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що запірний елемент встановлюють у вигнутий ущільнювальний корпус, а потім блок із запірного елемента та ущільнювального корпусу встановлюють у кожух. 4 UA 99350 C2 5 UA 99350 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 6