RU139949U1 - Шаровой кран - Google Patents

Abstract

Шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, шаровую поворотную пробку, сопряженную с валом, и рукоятку привода, оснащенную двухсторонним храповым механизмом с обеспечением возвратно-вращательного движения с фиксацией шаровой пробки через 90°, отличающийся тем, что двухсторонний храповой механизм, содержащий сдвоенное храповое колесо, собачки, расположенные на внутреннем конце рукоятки привода, и шарнир, заключен в корпус, при этом между рукояткой привода и корпусом двухстороннего храпового механизма установлено уплотнение в виде сильфона для герметизации проходного канала, а корпус шарового крана, корпус двухстороннего храпового механизма и сильфон выполнены цельносварными.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной запорной арматуре, применяемой для аварийной отсечки или регулирования потоков агрессивных жидкостей и газов в системах холодного и горячего водоснабжения промышленного и жилищно-коммунального хозяйства, химической, нефтяной и металлургической промышленности.

Известен кран шаровой сильфонный с верхним разъемом (изобретение №2486394 МПК F16K 5/20, F16K 31/50, F16K 41/10, опубл. 27.06.2013 г), содержащий корпус, соединенный с верхней крышкой, с входным и выходным патрубками, и шаровую пробку, установленную на вал через подпружиненные седла с контактными поверхностями в форме шарового пояса, при этом подпружиненные седла установлены в дополнительные снабженные кольцевыми буртами кольцевые втулки, которые уплотнены по торцевой поверхности относительно корпуса крана шарового, отличающийся тем, что между шаровой пробкой внизу и валом установлен демпфер, а вверху между пробкой и штоком установлен преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное без смещения оси передачи усилия, состоящий из сепаратора, по меньшей мере, с двумя пазами, выполненными конструктивно под определенным углом для установки тел качения (шариков) и наружной обоймы, которая имеет бурт, закрепленный между опорными подшипниками качения, при этом внутри сепаратора размещен шток, имеющий пяту с пазами, аналогичными пазам сепаратора для размещения тел качения (шариков), на котором выполнен бурт с приваренным сваркой одним концом сильфонным узлом, а вторым концом закрепленным к крышке посредством линзы через напряженный многослойный торообразный уплотнительный элемент.

Недостатками технического решения являются невысокая надежность, связанная с наличием разъемных соединений с неметаллическими уплотнениями, отделяющими рабочее тело и внешнюю среду, а так же значительные габариты шарового крана.

Известна задвижка (полезная модель №123877 МПК F16K 3/02, опубл. 10.01.2013 г.), содержащая корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен кривошипно-ползунный механизм, выполненный в виде двуплечего коромысла, ползун которого установлен с возможностью перекрытия проходного канала его запорной частью, ось коромысла в виде поперечины установлена с зазором, необходимым для свободного поворота в проушинах, жестко закрепленных на корпусе задвижки, а в плоскости оси коромысла установлено уплотнение в виде сильфона, соединенное с корпусом и коромыслом для обеспечения герметизации проходного канала, в выходном канале диаметрально установлена пластина, при этом пластина и ползун имеют клиновые выступы на геометрической оси проходного канала для его уплотнения, отличающаяся тем, что внутренний конец двуплечего коромысла, расположенный внутри корпуса, дополнительно снабжен сдвоенным храповым механизмом, собачки которого установлены с возможностью зацепления с зубьями двухрядной со встречным наклоном зубьев зубчатой рейки, установленной на ползуне и поджатой к храповику пружинами, а наружный конец двуплечего коромысла снабжен рукояткой для перемещения ползуна.

Недостатком технического решения является невысокая надежность, обусловленная низкой степенью уплотнения проходного канала при диаметре трубопровода более 800 мм. Клиновые выступы на диаметрально установленной в проходном канале пластине и ползуне не могут обеспечить необходимого уплотнения самого проходного канала при значительном периметре поверхности прилегания ползуна, особенно в случае его неплоскостности или коробления.

Наиболее близким техническим решением является шаровой кран (полезная модель №45010 МПК F16K 5/06, F16K 31/54 опубл. 10.04.2005), содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой вал, а также рукоятку и привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90° в виде установленного на валу приводного зубчатого колеса, отличающийся тем, что привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки снабжен системой из зубчатых колес и муфтой соединения-разъединения вала привода в конечных положениях поворота, а рукоятка привода ручного управления оснащена двухсторонним храповым механизмом с обеспечением дискретной фиксации шаровой пробки через 90° в пределах ее полного оборота.

Недостатками данного технического решения являются наличие между проходным каналом и атмосферой разъема на корпусе шарового крана и сальникового уплотнения на валу шаровой пробки, выполненных из неметаллических материалов, разрушение которых ведет к нарушению герметичности проходного канала. Сальниковое уплотнение подвержено старению от окислительного воздействия рабочего тела в проходном канале и окружающей атмосферы или среды, что может привести к отказу шарового крана по причине заклинивания опоры вала, защищаемой этим уплотнением. Механизм привода шаровой пробки так же содержит сальниковые уплотнения из неметаллических материалов, не защищенных от разрушения особенно в химически агрессивной среде и при высоких температурах, следствием чего является возникновение на деталях механизма привода ржавчины, их заклинивание и отказ шарового крана.

Задачей является создание новой конструкции шарового крана, с уплотнением в виде сильфона, исключающей разъемные соединения деталей корпуса, с приводом шарового затвора крана, обеспечивающим необходимое усилие проворота при гуммировании рабочего тела, и уплотнение проходного канала в закрытом положении при значительных давлениях в сети.

Техническим результатом является повышение надежности шарового крана за счет возможности увеличения сил, создаваемых запорным механизмом для преодоления вязкого трения рабочего тела в проходном канале при его работе, повышение надежности уплотнения проходного канала в период эксплуатации и сохранение работоспособности при исключении необходимости выполнения технического обслуживания крана а также упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, шаровую поворотную пробку, сопряженную с валом и рукоятку привода, оснащенную двухсторонним храповым механизмом с обеспечением возвратно-вращательного движения с фиксацией шаровой пробки через 90°, причем двухсторонний храповой механизм, содержащий сдвоенное храповое колесо, собачки, расположенные на внутреннем конце рукоятки привода и шарнир, заключен в корпус, при этом между рукояткой привода и корпусом двухстороннего храпового механизма установлено уплотнение в виде сильфона для герметизации проходного канала, а корпус шарового крана, корпус двухстороннего храпового механизма и сильфон выполнены цельносварными.

Двухсторонний храповой механизм, содержащий сдвоенное храповое колесо, собачки, расположенные на внутреннем конце рукоятки привода, и шарнир и заключенный в корпус, обеспечивает реверсирование поворота шаровой пробки, а соотношение плеч рукоятки привода и собачек храповика позволяет создать на валу шаровой пробки момент, достаточный для ее проворота при открывании или закрывании крана в случае гуммирования рабочего тела для трубопроводов диаметром более 800 мм.

Уплотнение в виде сильфона, установленное между рукояткой привода и корпусом двухстороннего храпового механизма, значительно повышает надежность работы шарового крана, так как обеспечивается абсолютная герметичность трубопровода по отношению к внешней среде, исключается применение неметаллических материалов и вероятность отказов в работе, связанных с их старением, закоксовыванием, схватыванием, а также позволяет исключить проведения технического обслуживания в процессе эксплуатации, а малая жесткость сильфона и значительная допустимая деформация в угловом направлении позволяют уменьшить габариты шарового крана и повысить долговечность за счет снижения напряжений в материале сильфона.

Выполнение корпуса крана, корпуса двухстороннего храпового механизма и сильфона цельносварными обеспечивает абсолютную герметичность трубопровода по отношению к внешней среде и сохранение работоспособности шарового крана полностью исключив техническое обслуживание, обеспечивает повышение надежности работы шарового крана.

На фиг. 1 изображено профильное сечение шарового крана, на фиг. 2 вид сверху, на фиг. 3 фронтальный вид, на фиг. 4 вид сверху на храповой механизм привода и на фиг. 5 вид в профиль на храповой механизм привода.

Шаровой кран содержит сварной корпус с входным 1 и выходным 2 патрубками, между которыми расположена шаровая пробка 3, перекрывающая проходной канал задвижки. На валу 4 шаровой пробки закреплено сдвоенное храповое колесо 5 со встречным наклоном зубьев с возможностью зацепления с подпружиненными собачками 6 двухстороннего храпового механизма на внутренних концах рукоятки 7, шарнирно установленной в проушинах фланца 8 корпуса 9 двухстороннего храпового механизма посредством пальца 10. При этом зубья на сдвоенном храповом колесе 5 выполнены не по всей окружности, а только в пределах углов, обеспечивающих поворот шаровой пробки 3 от полностью открытого до полностью закрытого положений, образуя зубчатый венец, что исключает необходимость ограничителей хода или индикаторов положения шаровой пробки 3 относительно оси проходного канала. Наружный конец рукоятки 7 для поворота двустороннего храпового механизма снабжен шайбой 11, а к ней и к фланцу 8 приварен сильфон 12, обеспечивающий герметизацию проходного канала в зоне шарнира рукоятки 7, обеспечивая возможность ее поворота относительно корпуса 9 двухстороннего храпового механизма за счет упругой деформации сильфона 12, а усилие от сдвоенного храпового колеса 5 для поворота шаровой пробки 3 передается посредством вала 4.

Работает шаровой кран следующим образом:

В начальный момент открывания или закрывания шарового крана рукоятка 7 находится под действием сил упругости сильфона 12 в нейтральном положении.

Для перекрытия проходного канала рукоятку 7 циклично поворачивают от нейтрального положения до упора в сторону от продольной оси трубопровода. При этом верхняя (фиг. 4) собачка 6 входит в зацепление с сопряженным храповым колесом 5, вращает его, а с ним посредством вала 4 поворачивается шаровая пробка 3 в направлении закрытия проходного канала. Нижняя (фиг. 4) собачка 6 с момента начала движения рукоятки 7 выходит из зацепления. При возврате рукоятки 7 в нейтральное положение верхняя собачка 6 скользит по зубьям храпового колеса 5, поджимая пружину двухстороннего храпового механизма при неподвижном сдвоенном храповом колесе 5 и шаровой пробке 3. По окончании прохождения зубчатого венца храпового колеса 5 в пределах от открытого состояния шаровой пробки 3 до закрытого, сопротивление движению на рукоятке 7 привода снижается, поскольку при этом заканчивается зубчатый венец на храповом колесе 5, что свидетельствует о закрытом положении шаровой пробки 3.

Соотношение плеч, одно из которых представляется рукояткой 7, а второе - собачками 6, определяет усилие поворота шаровой пробки 3, повышая надежность шарового крана после периода длительного неиспользования.

Для открывания проходного канала рукоятку 7 необходимо циклично поворачивать от нейтрального положения до упора в противоположную сторону от продольной оси трубопровода до прекращения сопротивления движения шаровой пробки 3. При этом в зацеплении будут находиться нижние храповое колесо 5 (фиг. 5) и собачка 6 храповика (фиг. 4).

Шаровой кран обеспечивает высокую надежность отсечки рабочего тела в проходном канале и абсолютную герметизацию рабочего тела от внешней среды, сохранение работоспособности с вязкими рабочими телами при исключении необходимости выполнения технического обслуживания в процессе эксплуатации.

Claims (1)

1. Шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, шаровую поворотную пробку, сопряженную с валом, и рукоятку привода, оснащенную двухсторонним храповым механизмом с обеспечением возвратно-вращательного движения с фиксацией шаровой пробки через 90°, отличающийся тем, что двухсторонний храповой механизм, содержащий сдвоенное храповое колесо, собачки, расположенные на внутреннем конце рукоятки привода, и шарнир, заключен в корпус, при этом между рукояткой привода и корпусом двухстороннего храпового механизма установлено уплотнение в виде сильфона для герметизации проходного канала, а корпус шарового крана, корпус двухстороннего храпового механизма и сильфон выполнены цельносварными.

Images