RU19112U1 - Устройство для регулирования и перекрытия газовых потоков - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области конструирования запорной арматуры и может быть использована в газовой, химической и других областях промышленности.

Задачей полезной модели является повышение срока службы и повышение качества арматуры за счёт повышения износо- и коррозионной стойкости рабочих поверхностей и изделия в целом.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве, содержащем корпус с входным и выходным каналами, посадочно - уплотнительные элементы, органы управления шаровым затвором и шаровой затвор с проходным отверстием, имеющем покрытие, покрытие выполнено в виде слоистой структуры, причём слой, ближайший к основе, выполнен из алюминия или алюминиевого сплава, содержап1:его не менее 90 % алюминия, наружный слой выполнен из оксида алюминия. Кроме того заявляются усовершенствования устройства, заключающиеся в том, что:

толщина оксидного слоя 0,07 - 0,25мм,

слой алюминия или его сплава имеет толщину 0,1 0,5 мм,

внешний оксидньгй слой имеет «сотовую структуру.

Заявляется вариант, при котором покрытие выполнено в виде структуры: первый внутренний слой - алюминиевый сплав непосредственно шарового затвора, второй нар окный - оксид алюминия.

Description

Устройство для регулирования и перекгрытия газовых потоков.

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована при изготовлении устройств для регулирования и перекрытия газовых потоков, преимущественно шаровых кранов ДJrя газовой, химической и других областей промышленности.

Известны устройства для регулирования и перекрытия газовых потоков (патенты RU 2088829 МПК: F 16 К 5/10, RU 2087783, МПК: 6 F 16 К 5/06 от 04.04,1996, RU 21335870 МПК: 6 F 16 К 5/06 от 22.08.1997, RU 2150907 MITK: F 16 К 5/20 от 20.04.1999 и т.д). Все названные консгр т ции имеют стандартный набор деталей: корпус с входным и выходным отверстиями, разметенный в нём шаровой затвор, посадочно - уплотнительные элементы. Смену рабочего положения затвора осун ествляет орган управления, как правило, шток или вал.

Основным недостатком устройств для регулирования и перекрытия газовых потоков, работающих в химически агрессивных средах и (или) в средах с высоким содержанием абразивных частиц и (или) в условиях частого открывания закрывания, является быстрый выход из строя из за эрозии (коррозии) шарового затвора и посадочно - уплотнительных элементов.

Известен шаровой кран (DE 3803414 С2) с керамическими посадочными шайбами и шаровым затвором из спеченного корзнда, а также шаровой кран (заявка RU 93004040 А кл. F 16 К 5/06 опубликована 27 11.1995) с затвором из фарфора.

Эти краны лишены вынгеперечисленных недостатков, однако конструктивно сложны, дороги в изготовлении и, кроме того, легко выходят из строя от случайных ударов в силу хрупкости материала изготовления

Известны также шаровые краны ( DE 19800394 Л1, кл. F 16 К 5/06, 13.01.1998, DE 19801042 А1, кл. F 16 К 5/06, 14,01.1998) в которых опорные кольца и шаровой запорный элемент выполнены в виде минеральных литых деталей, состоящих из реактивной смолы, в качестве связующего, и 60 90 % прочного на износ керамического наполнителя. Эти краны более дешевы, но подвержены химической коррозии связующего.

2001113481

Illliilillillilliilliilllliiiilllllll

Г г; 1 1 1 - Я 1

M1IK:F16K5/06

Наиболее близким к заявляемому решению является уетройство для регулироваьгия и перекрытия газовых потоков в виде шарового крана (RU 2104434 МПК: F 16 К 5/06, 21.03.1996) с керамическим покрытием на шаровом затворе из сплава на алюминиевой основе.

Недостатками указанного шарового крана является использование на шаровом затворе из алюминиевого сплава керамического покрьпия, поскольку коэффициент теплового расширения алюминия а-10К 23,8, а керамических материалов 3,0. Из-за резкого отличия величин коэффигшентов теплового расширения происходит растрескивание керамических покрытий при изменениях температуры окружающей среды. Для условий различных регионов, где эксплуатируются шаровые краны, перепады температуры могут составлять (от 40 С до 40 С). Это резко ограничивает применимость подобных кра1юв Растрескивание покрытий усугубляется при увеличении размеров покрываемого шарового затвора: чем больше диаметр, тем больше величина абсолютного изменения размеров и тем более критичен 1ларовой затвор с таким покрытием даже к незначительному изменению темперагуры.

Второй недостаток, присущий шаровым кранам с керамическим покрытием, следствие технологии получения керамик. «Керамические покрытия могут отличаться и по сырью, и по составу, и по структуре, и по свойствам материалов, единственным объединяющим их признаком можно считать технологию: составление ши.кты, формирование и обжиг ( «Словарь - справочник 1Ю порошковой металлургии, Киев, Наукова Думка, 1982, стр. 84)

Обжиг керамики производят при темпера|уре выпю , в то время как температура плавления алюминиевых сплавов составляет 660°С. Это делает процесс формирования керамического покрытия весьма сложным и трудно реализуемым по причине pacнлaвлe тия материала основы (алюминиевого сплава) шарового затвора

Задачей полезной модели является повышение срока службы и повышение качества арматуры за счёт повышения износо- и коррозионной стойкости рабочих поверхностей и изделия в целом.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для регулирования и перекрытия газовых потоков содержан1ем корпус с входным и выходным каналами, посадочно - уплотнительньге элементы, органы управления шаровь м затвором и ишровой затвор с проходным отверстием, имеющий покрытие на поверхности шарового затвора, покрытие имеет слоистую структуру, причём, слой

ближайший к основе - алюминий или алюминиевьш сплав, содержащий не менее 90 % алюминия, наружный слой оксид алюминия.

Кроме того заявляется усовершенствование устройства для регулирования и перекрытия газовых потоков, у которого толщина оксидного слоя 0,07 - 0,25 мм и он имеет «сотовую структуру.

Заявляется также усовершенствования устройства для регулирования и перекрытия газовых потоков, при котором слой алюминия или его сплава имеет толщину 0,1 - 0,5 мм.

Заявляется также устройство для регулирования и перекрытия газовых потоков, покрытие которого выполнено в виде стрзтстуры: первый внутренний слой анодируемый алюминиевый сплав непосредственно детали устройства для регулирования и перекрытия газовых потоков, второй наружный слой - оксид алюминия.

Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.

На поверхности устройства для регулирования и перекрытия газовых потоков нанесено двухслойное покрытие: слой, ближайший к телу шарового затвора - алюминий или алюминиевый сплав, наружный слой - оксид алюминия.

Аналогичное покрытие может быть нанесено на поверхность посадочноуплотнительных элементов, а также при необходимости, на поверхностях корпуса устройства

Технический результат достигается тем, что на конструктивные элементы шарового крана, подвергающиеся наибольшей эрозии и (или) коррозии, например шаровой затвор, посадочно уплотнительные элеменгы, отдельные части корпуса, нанесено покрытие слоистой структуры: слой, ближайший к основе - алюминий или анодируемый алюминиевый сплав, содержащий не менее 85 - 90 % алюминия, наружный слой - оксид алюминия, (рис. 1).

На поверхность конструктивного элемента, например, на шаровой затвор, выполненный из металла любым из известных способов наносится сплошной слой алюминия или анодируемого алюминиевого сплава Нри необходимости поверхность подвергают механической обработке для поверхности необходимого качества с шероховатостью ,5мкч1. Затем алюминий по.двергают твёрдому анодированию или микродуговому оксидированию, перерождая часть толшины алюминиевого слоя в твёрдый износостойкттй оксид

Предпочтительно использовать процесс микродугового оксиди{Х)вания, т.к. в этом случае получаемый оксидный слой обладает наибольшей износостойкостью и имеет «сотовую кристаллическую структуру

Сферическую поверхность шарового затвора подвергают финишной шлифовке и (или)полировке

Наиболее эффективным является вариант, при котором толшина оксидного слоя составляет 0,07 - 0,25 мм.

Наиболее удобным и надёжным является использование алюминиевых слоев толщиной 0,3 - 0,5 мм.

В случае, если деталь выполняется из анодируемого алюминиевого сплава, процесс формирования промежуточного алюминиевого слоя можно исключить, используя в качестве него алюминиевый сплав непосредственно шарового затвора.

Пример.

На обточештую и обезжиренную поверхность шарового затвора из углеродистой стали электродуговым метализатором нанесён слой алюминия толншной 0,4 - 0,5 мм. После этого произведена механическая обработка сферической поверхности шарового затвора для получения шероховатости ,5мкм. При этом возможно уменьшение толщины слоя алюминия до 0,3 мм. Затем шаровой затвор с нанесённым алюминиевым покрытием подвергли микродуговому оксидированию, при этом часть толщины слоя алюминием окислена до получения оксидного слоя толпщной 100-250 мкм. После завершения формирования покрытия сферическую поверхность окончательно отшлифовали и отполировали.

Пример 2.

Па обточенную и обезжиренную поверхность шарового затвора из силумина или другого неанодируемого алюминиевого сплава нанесли слой алюминия толшиной 50 100 мкм. Затем произведено микродуговое оксидирование до получения оксидгюго слоя 100 мкм. Окончательно сферическ ю поверхность отшлифовали.

Пример 3.

Шаровой затвор из сплава Д16 после механической обработки обезжиили и подвергли микродуговому оксидированию до получения оксидного покрьпия толи1иной 150 мки, после чего сферическую поверхность шарового затвора отшлифовали.

Claims (5)

1. Устройство для регулирования и перекрытия газовых потоков, содержащее корпус с входным и выходным каналами, посадочно-уплотнительные элементы, органы управления шаровым затвором и шаровой затвор с проходным отверстием, имеющий покрытие на поверхности шарового затвора, отличающееся тем, что покрытие имеет слоистую структуру, причем слой, ближайший к основе - алюминий или алюминиевый сплав, содержащий не менее 90% алюминия, наружный слой - оксид алюминия.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина оксидного слоя 0,07-0,25 мм.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что слой алюминия или его сплава имеет толщину 0,1-0,5 мм.

4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что внешний оксидный слой имеет "сотовую" структуру.

5. Устройство по п.1 или 1-4, отличающееся тем, что покрытие выполнено в виде структуры: первый внутренний слой - алюминиевый сплав непосредственно шарового затвора, второй наружный - оксид алюминия.