RU220950U1 - Шаровой кран с фильтром - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области водопроводных систем, в частности, к шаровому крану с фильтром с ручным управлением, предназначенному не только для перекрытия трубопроводов, но и для фильтрации жидкости при открытом кране.

Шаровой кран с фильтром содержит корпус с верхним и нижним патрубками, а также с входным и выходным патрубками, обеспечивающими осевой проточный канал, в котором установлен открывающий-закрывающий шар, выполненный с возможностью обеспечения полного перекрытия осевого проточного канала, в котором установлен фильтрующий элемент, содержащий крышку с уплотнением, закрывающую нижний патрубок корпуса, а также обечайку, в центре которой установлена фильтрующая сетка, выполненная в виде двухгранной клиновидной конструкции, с возможностью перекрытия, при открытом кране, проточного канала с образованием двух камер очистки жидкости для возможности фильтрации в обоих направлениях потока жидкости, при этом в верхней части обечайки выполнены боковые вырезы для прохода жидкости из входного и выходного патрубков, верхняя часть обечайки установлена в пазу открывающего-закрывающего шара, а нижняя часть обечайки установлена на уплотнении крышки нижнего патрубка корпуса. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Полезная модель относится к области водопроводных систем, в частности, к шаровому крану с фильтром с ручным управлением, предназначенному не только для перекрытия трубопроводов, но и для фильтрации жидкости при открытом кране.

Данный шаровой кран с фильтром предназначен для установки на трубопроводе.

В настоящее время, преимущественно для водопроводных трубопроводных систем, используются различные разновидности шаровых кранов с фильтрами, но у данных кранов фильтровальные сетки фильтровальных элементов имеют очень небольшие по площади размеры, что приводит к быстрому засору данных сеток и их частой замене, а также отражается на качестве фильтрации жидкости.

Известен «Кран с шаровым затвором» по патенту РФ на изобретение №2142084, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, перпендикулярно которым расположено дополнительное отверстие, заглушенное пробкой с прозрачным окном, при этом в сквозном отверстии шарового затвора, установленного в корпусе, размещен фильтр с фильтрующей сеткой в виде цилиндрического элемента, а также в шаровом затворе, перпендикулярно сквозному отверстию, выполнено дополнительное отверстие, а пробка снабжена индикатором, определяющим свойства среды.

Данный шаровой кран с фильтром имеет достаточно низкий ресурс работы, так как площадь фильтрующей сетки небольшая, и быстро засоряется.

Известен также «Шаровой кран с фильтром» из каталога фирмы «STOUT» (ссылка на описание: https://www.stout.ru/catalog/truboprovodnaya-armatura/zapornye-sharovye-krany/kombinirovannyy-sharovoy-kran-s-filtrom/), содержащий корпус с верхним и нижним патрубками, а также с входным и выходным патрубками, обеспечивающими осевой проточный канал, в котором установлен открывающий-закрывающий шар, зажатый между седлами входного и выходного патрубков, и выполненный с возможностью обеспечения полного перекрытия осевого проточного канала, при этом в верхнем патрубке установлен запорно-регулирующий элемент открывающего-закрывающего шара, соединенный с открывающим-закрывающим шаром, в котором установлен фильтрующий элемент, имеющий обечайку в виде цилиндра, по внутренней окружности которой вплотную установлена фильтрующая сетка в виде цилиндра, имеющая вырез со стороны входного отверстия, при этом в обечайке выполнены входное и выходное отверстия для прохода воды из входного патрубка в выходной патрубок.

В данном шаровом кране с фильтром обеспечено определенное очищение жидкости, но площадь фильтрации имеет очень небольшие размеры, практически сводится к площади только выходного отверстия обечайки, то есть работает только живое сечение сетки в просвете выходного отверстия, что дает очень короткий ресурс работы данного фильтра без его замены или очистки.

Кроме этого, фильтр данного крана работает только при движении жидкости в одном конкретном направлении, и в случае изменения потока жидкости на другое направление, противоположное, фильтр уже не будет выполнять свою функцию, так как фильтрующая сетка расположена только со стороны одного отверстия - выходного патрубка.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является «Шаровой кран со встроенным в шар фильтром» по заявке РФ на ИЗ №2012102313, выбранный в качестве прототипа.

Данный шаровой кран содержит открывающий и закрывающий шар, размещенный в корпусе, для блокирования потока жидкости, шток крана, соединенный с шаром, седла крана, контактирующие с краном, узел слива, и фильтрующий узел, установленный внутри открывающего и закрывающего шара, при этом фильтр имеет боковую раму с сеткой, установленную по окружности выходного отверстия фильтрующего узла.

Данный шаровой кран имеет достаточно небольшую площадь фильтрации, которая сводится к площади выходного отверстия фильтрующего узла, то есть работает только живое округлое сечение сетки в просвете выходного отверстия, что дает очень короткий ресурс работы данного фильтра без его замены или очистки.

Кроме того, конструкция данного шарового крана не позволяет достаточно легко осуществлять замену фильтрующего элемента.

Задачей предложенной полезной модели является улучшение фильтрации жидкости за счет увеличения площади фильтрующей сетки, при одновременном увеличении срока работы фильтра без его замены, а также возможность двусторонней подачи рабочей среды, и при этом её эффективной фильтрации.

Техническим результатом предложенной полезной модели является улучшение фильтрации жидкости в шаровом кране при одновременном увеличении срока работы фильтра шарового крана без его замены, а также возможность двусторонней подачи рабочей среды и при этом её эффективной фильтрации.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что шаровой кран с фильтром содержит корпус с верхним и нижним патрубками, а также с входным и выходным патрубками, обеспечивающими осевой проточный канал, в котором установлен открывающий-закрывающий шар, зажатый между седлами входного и выходного патрубков, и выполненный с возможностью обеспечения полного перекрытия осевого проточного канала, при этом в верхнем патрубке установлен запорно-регулирующий элемент открывающего-закрывающего шара, соединенный с открывающим-закрывающим шаром, в котором установлен фильтрующий элемент, при этом кран содержит крышку с уплотнением, закрывающую нижний патрубок корпуса, а фильтрующий элемент содержит обечайку, в центре которой установлена фильтрующая сетка, выполненная в виде двухгранной клиновидной конструкции, с возможностью перекрытия, при открытом кране, проточного канала с образованием двух камер очистки жидкости, при этом в верхней части обечайки выполнены боковые вырезы для прохода жидкости из входного и выходного патрубков, верхняя часть обечайки установлена в пазу открывающего-закрывающего шара, а нижняя часть обечайки установлена на уплотнении крышки нижнего патрубка корпуса.

Предпочтительно, чтобы в шаровом кране с фильтром запорно-регулирующий элемент содержал шпиндель, установленный в верхней части открывающего-закрывающего шара с возможностью воздействия на него при помощи рукоятки, размещенной в верхней части шпинделя, и закрепленной на нем при помощи гайки, при этом шпиндель был установлен в верхнем патрубке корпуса посредством гайки шпинделя и уплотнения шпинделя, размещенного под гайкой шпинделя.

Целесообразно, чтобы в шаровом кране с фильтром фильтрующая сетка имела различную форму ячеек, в зависимости от установленной степени очистки жидкости, предпочтительно 0,3×0,3 мм.

Желательно, чтобы в шаровом кране с фильтром грани двухгранной клиновидной конструкции фильтрующей сетки имели прямоугольную форму с шириной от 5,5 до 25 мм и длиной от 33 до 150 мм.

Предпочтительно, чтобы в шаровом кране с фильтром корпус был выполнен из латуни или стали, а открывающий-закрывающий шар имел гальваническое покрытие.

Целесообразно, чтобы в шаровом кране с фильтром большое седло входного патрубка и малое седло выходного патрубка, а также уплотнение шпинделя были выполнены из политетрафторэтилена (PTFE).

Желательно, чтобы в шаровом кране с фильтром уплотнение крышки было выполнено из резины.

Предпочтительно, чтобы в шаровом кране с фильтром фильтрующая сетка имела наконечники, которые входят в пазы обечайки для крепления фильтрующей сетки.

Целесообразно, чтобы в шаровом кране фильтрующая сетка была жестко закреплена в пазах обечайки для крепления фильтрующей сетки.

Для более полного раскрытия полезной модели далее приводится описание конкретных возможных вариантов её исполнения, которые поясняются соответствующими чертежами.

Фиг. 1 - общий вид шарового крана с фильтром.

Фиг. 2 - продольный разрез шарового крана с фильтром.

Фиг. 3 - общий вид обечайки фильтра с фильтрующей сеткой.

Фиг. 4 - вид сверху фильтрующей сетки, установленной в обечайке фильтрующего элемента.

Фиг. 5 - вид сверху и вид спереди фильтрующей сетки.

Фиг. 6 - вид шарового крана с фильтром с разнесёнными внутренними деталями.

В предпочтительном варианте выполнения шаровой кран с фильтром содержит корпус 1 с верхним патрубком 2 и нижним патрубком 3, а также с входным патрубком 5 и выходным патрубком 4, обеспечивающими осевой проточный канал, в котором установлен открывающий-закрывающий шар 6, зажатый между большим седлом 7 выходного патрубка 4 и малым седлом 8 входного патрубка 5. Открывающий-закрывающий шар 6 выполнен с возможностью обеспечения полного перекрытия осевого проточного канала, при этом в верхнем патрубке установлен запорно-регулирующий элемент открывающего-закрывающего шара 6, соединенный с открывающим-закрывающим шаром 6, в котором установлен фильтрующий элемент 9 (Фиг. 1-2). При этом корпус 1 выполнен из латуни или стали, а открывающий-закрывающий шар 6 имеет гальваническое покрытие. Шаровой кран содержит также крышку 10 с уплотнением 11, закрывающую нижний патрубок 3 корпуса 1, а фильтрующий элемент 9 содержит обечайку 12, в центре которой установлена фильтрующая сетка 13, выполненная в виде двухгранной клиновидной конструкции (Фиг. 2-4), с возможностью перекрытия, при открытом кране, проточного канала с образованием двух камер А и В очистки жидкости для возможности фильтрации в обоих направлениях потока жидкости (Фиг. 4). При этом в верхней части обечайки 12 выполнены боковые вырезы для прохода жидкости из входного 5 и выходного 4 патрубков. Верхняя часть обечайки 12 установлена в пазе открывающего-закрывающего шара 6, а нижняя часть обечайки 12 установлена на уплотнении 11 крышки 10 нижнего патрубка 3 корпуса 1. При этом запорно-регулирующий элемент содержит шпиндель 14, установленный в верхней части открывающего-закрывающего шара 6 с возможностью воздействия на него при помощи рукоятки 15, размещенной в верхней части шпинделя 14, и закрепленной на нем при помощи гайки 16, а шпиндель 14 установлен в верхнем патрубке 2 корпуса 1 посредством гайки шпинделя 17 и уплотнения 18 шпинделя 14, размещенного под гайкой шпинделя 17. При этом грани двухгранной клиновидной конструкции фильтрующей сетки 13 имеют прямоугольную форму с шириной от 5,5 до 25 мм и длиной от 33 до 150 мм. А также фильтрующая сетка 13 может иметь наконечники 19, которые входят в пазы 20 обечайки 12 для крепления фильтрующей сетки 13 (Фиг. 3-5). При этом фильтрующая сетка может быть также жестко закреплена в пазах обечайки 12 для крепления фильтрующей сетки, или закреплена в пазах обечайки 12 каким-либо иным способом.

При этом седло 8 входного патрубка 5 и седло 7 выходного патрубка 4, а также уплотнение 18 шпинделя 14 выполнены из политетрафторэтилена (PTFE). А уплотнение 11 крышки 10 выполнено из резины.

Функционирует шаровой кран с фильтром следующим образом.

Для начала работы шарового крана необходимо открыть поток рабочей среды, преимущественно жидкости. Для открытия потока жидкости производят поворот рукоятки 15 крана в рабочее положение. При этом шпиндель 14 воздействует на открывающий-закрывающий шар 6, который занимает положение, открывающее осевой проточный канал между входным 5 и выходным 4 патрубками. Происходит полное открытие потока жидкости, и одновременно с этим начинается процесс фильтрации жидкости. Жидкость из входного патрубка 5 проходит через боковой вырез в обечайке 12 и попадает в фильтрующий элемент 9, а именно в первую камеру А очистки жидкости, которая расположена перед фильтрующей сеткой 13 по ходу движения жидкости, в которой оседает грязь и механические примеси. После прохождения фильтрующей сетки 13 очищенная жидкость попадает во вторую камеру В и далее проходит в выходной патрубок 4 через боковой вырез в обечайке 12.

Для замены или очистки фильтрующего элемента 9 необходимо предварительно перекрыть поток жидкости. Для перекрытия потока производят поворот рукоятки 15 крана в нерабочее положение. При этом шпиндель 14 воздействует на открывающий-закрывающий шар 6, который занимает положение, закрывающее осевой проточный канал между входным 5 и выходным 4 патрубками. Происходит полное перекрытие жидкости. После перекрытия жидкости откручивают крышку 10 с уплотнением 11, закрывающую нижний патрубок 3 корпуса 1, и вынимают фильтрующий элемент 9, содержащий обечайку 12, в центре которой установлена фильтрующая сетка 13. Из обечайки 12 вынимают фильтрующую сетку 13, промывают её или меняют на другую в случае необходимости. Саму обечайку 12 также промывают от накопившейся грязи и механических примесей. Далее очищенную или новую фильтрующую сетку 13 вставляют в специальный паз в верхней части обечайки 12, выполненный по форме фильтрующей сетки 13. После этого собранный фильтрующий элемент 8 вставляют обратно в нижний патрубок 3 корпуса 1 и закручивают крышку 10. После этого опять открывают поток жидкости поворотом рукоятки 16 крана в рабочее положение.

Степень очистки жидкости задаётся размером ячеек фильтрующей сетки 13, который может меняться в зависимости от загрязненности жидкости. Предпочтительный размер ячейки фильтрующей сетки - 0,3х0,3 мм. Номинальный диаметр (DN) внутреннего присоединяемого трубопровода к крану - 15 мм. (DN15), который может быть также выполнен в диапазоне 15-25 мм. Номинальное давление (PN) для корректной работы крана - 16 кгс/см2 (PN16), которое может меняться в диапазоне 16-40 кгс/см2 как в прямой зависимости от изменения размеров диаметра, так и не зависеть от DN.

За счет того, что фильтрующая сетка 13 выполнена в виде двухгранной клиновидной конструкции, каждая из граней которой имеет прямоугольную форму с минимальной шириной 5,5 мм и минимальной длиной 33 мм, то общая площадь фильтрующей поверхности фильтрующей сетки 13 будет равна минимум 363 мм2. Данная площадь фильтрующей поверхности фильтрующей сетки 13 рассчитана по формуле: S= (5,5 х 33) х 2 = 363 мм2, и она минимум в 4 раза больше площади фильтрующей поверхности у известных аналогов и прототипа.

За счёт того, что фильтрующая сетка 13 не прилегает к стенкам обечайки 12, и никак их не касается, то не происходит интенсивное забивание ячеек сетки грязью. А при забивании ячеек сетки грязью по оси проточного канала, напротив входного патрубка 5, фильтрующий элемент 9 продолжает штатно работать без существенного увеличения гидравлического сопротивления гораздо дольше известных аналогов, так как поток жидкости огибает наиболее загрязнённую область фильтрующей сетки 13 и проходит через неё ниже.

Тем самым фильтрующая сетка 13 имеет большее живое сечение, чем у известных аналогов, за счёт этого существенно увеличивается ресурс работы шарового крана с фильтром между необходимыми очистками фильтрующего элемента.

За счет того, что фильтрующая сетка 13 установлена таким образом, что разделяет площадь обечайки 12 на две камеры А и В очистки жидкости по всей её длине, то кран имеет возможность эффективной фильтрации жидкости в обоих направлениях потока жидкости. Таким образом, пользователь при необходимости может менять направление потока жидкости в трубопроводе без необходимости переустановки самого крана, сохраняя все его рабочие характеристики, включая фильтрацию.

Таким образом, в данной полезной модели удалось создать шаровой кран с фильтром с улучшенной фильтрацией жидкости за счет увеличения площади фильтрующей сетки, при одновременном увеличении срока работы фильтра без его замены.

При этом данный шаровой кран с фильтром имеет достаточно простую конструкцию, и высокую надежность его функционирования.

Данное совмещение позволяет реализовать эффективную фильтрацию жидкости при любом её направлении, при этом без дополнительной установки отдельного фильтра.

В дополнение к этому, теперь у потребителя есть возможность при необходимости менять направление потока жидкости, не делая переустановку шарового крана с фильтром.

Как очевидно специалистам в данной области техники, данную полезную модель легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данной полезной модели.

При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем полезной модели представлен ее формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данной полезной модели.

Claims (9)

1. Шаровой кран с фильтром, содержащий корпус с верхним и нижним патрубками, а также с входным и выходным патрубками, обеспечивающими осевой проточный канал, в котором установлен открывающий-закрывающий шар, зажатый между седлами входного и выходного патрубков, и выполненный с возможностью обеспечения полного перекрытия осевого проточного канала, при этом в верхнем патрубке установлен запорно-регулирующий элемент открывающего-закрывающего шара, соединенный с открывающим-закрывающим шаром, в котором установлен фильтрующий элемент, отличающийся тем, что содержит крышку с уплотнением, закрывающую нижний патрубок корпуса, а фильтрующий элемент содержит обечайку, в центре которой установлена фильтрующая сетка, выполненная в виде двухгранной клиновидной конструкции, с возможностью перекрытия, при открытом кране, проточного канала с образованием двух камер очистки жидкости, при этом в верхней части обечайки выполнены боковые вырезы для прохода жидкости из входного и выходного патрубков, верхняя часть обечайки установлена в пазу открывающего-закрывающего шара, а нижняя часть обечайки установлена на уплотнении крышки нижнего патрубка корпуса.

2. Шаровой кран с фильтром по п.1, отличающийся тем, что запорно-регулирующий элемент содержит шпиндель, установленный в верхней части открывающего-закрывающего шара с возможностью воздействия на него при помощи рукоятки, размещенной в верхней части шпинделя и закрепленной на нем при помощи гайки, при этом шпиндель установлен в верхнем патрубке корпуса посредством гайки шпинделя и уплотнения шпинделя, размещенного под гайкой шпинделя.

3. Шаровой кран с фильтром по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующая сетка имеет различную форму ячеек, в зависимости от установленной степени очистки жидкости, предпочтительно 0,3×0,3 мм.

4. Шаровой кран с фильтром по п.1, отличающийся тем, что грани двухгранной клиновидной конструкции сетки имеют прямоугольную форму с шириной от 5,5 до 25 мм и длиной от 33 до 150 мм.

5. Шаровой кран с фильтром по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из латуни или стали, а открывающий-закрывающий шар имеет гальваническое покрытие.

6. Шаровой кран с фильтром по п.2, отличающийся тем, что большое седло входного патрубка и малое седло выходного патрубка, а также уплотнение шпинделя выполнены из политетрафторэтилена (PTFE).

7. Шаровой кран с фильтром по п.1, отличающийся тем, что уплотнение крышки выполнено из резины.

8. Шаровой кран с фильтром по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующая сетка имеет наконечники, которые входят в пазы обечайки для крепления фильтрующей сетки.

9. Шаровой кран с фильтром по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующая сетка жестко закреплена в пазах обечайки для крепления фильтрующей сетки.