RU221202U1 - Пластмассовый шаровой кран - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к конструкции пластмассового шарового крана, в котором один или два трубопровода выполнены сборными, состоящими из сборки «патрубок - корпус», при этом элементы сборки «патрубок - корпус» зафиксированы между собой посредством не менее одного соединения «стопорное кольцо - канавка», где стопорное кольцо в разрезе имеет форму треугольника с углом не менее 90 град между основанием и стороной, которая примыкает к боковой стенке канавки, образующей неразъемную защелку, а та сторона канавки, которая примыкает к боковой стенке стопорного кольца, образует с поверхностью элемента, на котором она выполнена, угол не более 90 град. Выполнение крана с неразъемной защелкой влечет повышение качества соединений - уменьшение брака в местах соединений, сокращение времени сборки крана до 10 раз, упрощение технологической линии изготовления кранов за счет исключения оборудования для сварки, т.е. в заявляемую полезную модель заложено усовершенствование конструкции самого шарового крана, что существенно упрощает технологию его изготовления. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к конструкции полиэтиленовых трубопроводов, а именно к конструкции пластмассового шарового крана для управления потоком рабочей среды, транспортируемой по трубопроводам.

В настоящее время для регулирования потока жидких и газообразных сред при строительстве трубопроводов из пластмасс используют пластмассовые шаровые краны, произведенные, преимущественно в Германии (см. патент на изобретение №(19) RU (11) 2 198 334 (13) C2, (51) МПК F16K 27/10 (2000.01), F16K 27/06 (2000.01)).

Данный шаровой кран из пластмассы имеет корпус (1) с впускным и выпускным отверстиями, шарик клапана (2), установленный в корпусе (1) с возможностью поворота между двумя уплотнительными кольцами (5), два наконечника (3), подсоединенные к впускному и выпускному отверстиям корпуса, и, по меньшей мере, одну опору (4), в которой находится одно из уплотнительных колец (5) и которую один из наконечников (3) прижимает в направлении шарика клапана (2), отличающийся тем, что корпус (1) и опора (4) имеют с наружной стороны плоскопараллельные торцы, к которым методом вибрационной сварки приваривают соответствующий наконечник (3), получая при этом цельноплоскостное соединение, причем опора (4) прилегает с внутренней стороны к уступу корпуса (7).

Недостатком такой конструкции является необходимость выполнения сварного соединения на месте стыковки корпуса крана и наконечников, что требует сварочного оборудования, оснастки для жесткой фиксации элементов конструкции при сварке, при этом требует существенного времени для выполнения операции стыковки и сварки, а также существенное время для последующего охлаждения. Кроме того при использовании сварки (раструбной или стыковой) возникает разное прижатие патрубков к крану и крутящий момент сильно разнится от партии к партии, а в некоторых случаях крутящий момент превышает расчетный или ниже расчетного вследствие разного давления на исполнительный механизм - шар, уплотнительные кольца и седла шара. Также в этой и аналогичных конструкциях, где соединение корпуса и наконечников выполняется при помощи сварки, сварка и охлаждение при производстве пластмассового шарового крана в технологическом процессе занимает наиболее длительное время (более 90% от всего времени производства).

На Фиг. 1 представлен шаровой кран для управления потоком рабочей среды, транспортируемой по трубопроводам (далее по тексту - шаровой кран), где один трубопровод выполнен сборным, то второй трубопровод - монолитным;

на Фиг. 2 - разрез соединения «стопорное кольцо - канавка», где стопорное кольцо изготовлено вместе с патрубком;

на Фиг. 3 - в котором разрез соединения «стопорное кольцо - канавка», где стопорное кольцо изготовлено вместе с корпусом, где:

1 - корпус;

2 - запорная арматура;

3 - уплотнительные кольца запорной арматуры;

4 - седла;

5 - патрубок;

6 - трубопровод;

7 - соединение «стопорное кольцо - канавка»;

8 - стопорное кольцо;

9 - канавка;

10 - уплотнительные кольца;

11 - шаровая пробка;

12 - шток;

13 - уплотнительные кольца штока;

14 - приводная крышка;

15 - уплотнитель приводной крышки;

16 - упорное кольцо.

Техническим результатом от использования полезной модели является упрощение процесса изготовления шарового крана из пластмассы - отказ от операции сварки стыкуемых деталей корпуса 1 и патрубка 5 и замена ее на фиксацию этих деталей с образованием неразъемной защелки, что влечет повышение качества соединений - уменьшение брака в местах соединений, сокращение времени сборки крана до 10 раз, упрощение технологической линии за счет исключения оборудования для сварки, т.е. в заявляемую полезную модель заложено усовершенствование конструкции самого шарового крана, что существенно упрощает технологию его изготовления.

Указанный результат достигается тем, что в пластмассовом шаровом кране имеются трубопроводы 6 для входа и выхода потока рабочей среды, один из которых может неразъемной быть частью корпуса 1, а второй может быть сборным, (состоящим из сборки, включающей корпус 1 и патрубок 5), либо каждый из трубопроводов 6 может быть выполнен сборным.

Корпус 1 и патрубок 5 соединяются посредством одного или нескольких соединений 7, образованных парами элементов «стопорное кольцо 8 - канавка 9», расположенных на соединяемых деталях. В кранах, через которые проходит поток среды невысокого давления, преимущественно используются краны с одной парой «стопорное кольцо - канавка», при повышенном давлении потока, или в кранах, используемых в системах, в которых к кранам предъявляются повышенные требования надежности, используются краны с двумя и более парами «стопорное кольцо 8 - канавка 9».

Пары «стопорное кольцо 8 - канавка 9» могут быть расположены соответственно:

- либо стопорное кольцо 8 на корпусе 1, а канавка 9 на патрубке 5,

- либо стопорное кольцо 8 на патрубке 5, а канавка 9 на корпусе 1.

Стопорное кольцо, предпочтительно, отлито заодно либо с корпусом 1, либо с патрубком 5 соответственно, но также может быть соединено с ними любым известным способом.

Для решения поставленной задачи - создания неразъемной защелки при соединении частей трубопровода 6 (корпуса 1 и патрубка 5) форма канавки 9 не имеет значения, но при этом важно, чтобы в сборке «стопорное кольцо 8 - канавка 9» одна ее сторона примыкала к боковой стенке стопорного кольца 8 и между ей и поверхностью элемента, в котором она выполнена (корпус 1 или патрубок 5) был угол не более 90 град.

Стопорное кольцо в разрезе имеет форму треугольника, где основание треугольника и сторона, примыкающая к внутренней стороне канавки образуют угол не менее 90 град.

Для изготовления и патрубка 5 и корпуса 1 использован пластик, который обладает молекулярной памятью и расправляется при снятии сдавливания. Кольцо при полном вхождении в канавку расправляется, прилегая одной стороной к ее стороне и образует при этом неразъемную защелку, при этом размеры стопорного кольца и канавки выбраны таким образом, чтобы кольцо зашло в канавку и установилось в ней и при установке кольцо сжалось, но не сломалось.

Запорная арматура крана может быть выполнена из набора деталей выше указанных в перечне к описанию Фиг. 1, или аналогичных им, что не влияет на заявленный технический результат.

Патрубки 5 соединяются с корпусом 1 во время сборки шарового крана.

Для повышения герметичности соединения патрубков 5 и корпуса 1 на внешней поверхности патрубков, либо на внутренней поверхности корпуса могут быть выполнены уплотнительные кольца (на чертежах не показаны).

ОПИСАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ШАРОВОГО КРАНА

Шаровой кран содержит корпус 1, каналы 6 для движения рабочей среды, запорную арматуру 2, уплотнительные кольца запорной арматуры 3, седла 4, патрубки 5.

Запорная арматура 2 вмонтирована в корпус 1 и зафиксирована уплотнительными кольцами запорной арматуры 3, установленными внутри седла 4.

Внутренняя поверхность каждого из каналов 6 может быть выполнена в виде цилиндра, переходящего в усеченный конус, развернутый узким горлом в сторону запорной арматуры, либо может быть выполнена в виде усеченного конуса, который развернут в сторону запорной арматуры.

Шаровой кран может быть изготовлен таким образом, что как минимум один из трубопроводов 6 выполнен сборным, состоящим из корпуса 1 и патрубка 5, соединенных друг с другом. Если только один трубопровод выполнен сборным, то второй трубопровод - монолитным с корпусом.

Трубопроводы 6, выполненные сборными, образуют между собой не менее одного соединения 7 «стопорное кольцо 8 - канавка 9».

Стопорное кольцо 8 в разрезе имеет форму треугольника, при этом основание и сторона, которая примыкает после сборки крана к внутренней стороне канавки, образуют угол γ, который не менее 90 град., стороны, примыкающие к основанию образуют между собой острые углы α и β.

В канавке 9 та сторона, которая примыкает к боковой стенке стопорного кольца 8, образует с поверхностью элемента, на котором она выполнена (корпуса 1 или патрубка 5) угол не более 90 град.

Стопорное кольцо 8 предпочтительно выполнено заодно либо с корпусом 1, либо с патрубком 5 соответственно, но также может быть соединено с ними любым известным способом.

Элементы соединения 7 «стопорное кольцо 8 - канавка 9» могут быть расположены в шаровом кране следующим образом:

- либо стопорное кольцо 8 находится на корпусе 1, а канавка 9 на патрубке 5, либо наоборот - стопорное кольцо 8 на патрубке 5, а канавка 9 на корпусе 1.

Уплотнительные кольца 10 могут быть установлены либо на внутренней поверхности корпуса 1, которая контактирует с патрубком, либо на внешней поверхности патрубков 5.

На внешней поверхности патрубка 5 может быть выполнено упорное кольцо, в которое упирается торец корпуса.

Внешние поверхности соединяемых частей трубопровода 6 и упорного кольца 16 корпуса 1 имеют одинаковые диаметры.

Запорная арматура 2 может иметь в своем составе: шаровую пробку 11, шток 12, уплотнительные кольца штока 13, приводная крышка 14, уплотнитель приводной крышки 15.

Ширина и глубина канавки 9 такова, что стопорное кольцо 8 устанавливается в ней, образуя неразъемную защелку, при этом наличие канавки/канавок 9 на трубопроводе 6 не ухудшает прочность трубопровода. Глубина канавки 9 не более 25-50 % толщины трубной части патрубка 5 или трубопровода 6.

Патрубки 5 и корпус 1 крана могут быть изготовлены из полипропилена, либо из полиэтилена.

Уплотнительные кольца элементов запорной арматуры 2 и уплотнительные кольца 10 могут быть выполнены из бутадиен-нитрильного каучука.

Заявляемый шаровой кран собирается следующим образом.

Если с одной стороны крана трубопровод 6 монолитный, то с этой стороны в корпус 1 и с другой стороны в патрубок 5 устанавливаются уплотнительные кольца запорной арматуры 3 и седла 4, либо если оба патрубка 5 отливаются отдельно от трубопровода 6, то в патрубки 5 устанавливаются уплотнительные кольца запорной арматуры 3 и седла 4.

Затем в корпус 1 вставляется запорная арматура 2 (например, шток 12 с надетыми на него уплотнительными кольцами штока 13, затем в корпус 1 вставляется шаровая пробка 11).

Далее один патрубок 5, если с одной крана трубопровод 6 монолитный, или оба патрубка 5, если оба патрубка 5 отливаются отдельно от корпуса 1, устанавливаются с одной или двух сторон крана, соответственно. При этом патрубок/патрубки 5 и корпус 1, соединяются соответственно, с одной или двух сторон с образованием соединения/соединений 7 «стопорное кольцо 8 - канавка 9», т.е. образуют на соединяемых сторонах защелку.

Затем сверху устанавливают приводную крышку 14 со вставленным в нее уплотнительным кольцом 15, которая может фиксироваться с помощью пластмассового шплинта, самореза или болта.

Время сборки крана заявляемой конструкции уменьшается в 10 раз, по сравнению с временем, затрачиваемым на сборку крана традиционной конструкции.

Заявляемый шаровой кран работает следующим образом.

Рабочая среда поступает в кран с одной стороны через патрубок 5 и в положении «открыто» запорной арматуры 2 беспрепятственно проходит через сквозное отверстие шаровой пробки 11 и выходит из корпуса 1 через расположенный на противоположной стороне патрубок 5. При повороте приводной крышки 14 на 1/4 оборота крутящий момент через шток 12 передается на шаровую пробку 11 и она также поворачивает 1/4 оборота. Шаровую пробку 11 от смещения удерживают седла 4, расположенные с двух сторон. Внутреннюю герметичность при закрытии крана обеспечивают уплотнительное кольцо запорной арматуры 3, которое ближайшее к выходу потока. Так как конструкция шарового крана выполнена с плавающей шаровой пробкой 11, то она под давлением незначительно смещается по направлению потока, обеспечивая полное перекрытие потока (внутреннюю герметичность).

Внешнюю герметичность крана обеспечивают уплотнительные кольца патрубков 10 и соединения 7 «стопорное кольцо 8 - канавка 9», уплотнительные кольца штока 13.

Ниже представлен пример конкретного осуществления полезной модели.

Пример 1.

Шаровой кран из полиэтилена установлен на полиэтиленовом водопроводе. Кран имеет один сборный трубопровод, состоящий из соединенных между собой корпуса и патрубка и имеет следующие размеры:

- внешний диаметр трубопровода 32 мм;

- толщина стенки трубопровода 3 мм.

Соединение между корпусом и патрубком создано за счет образования одной неразъемной защелки - соединения «стопорное кольцо - канавка», где канавка глубиной 3 мм и шириной 5 мм выполнена на внутренней поверхности корпуса, а стопорное кольцо шириной 5 мм и высотой 3 мм - на внешней поверхности патрубка.

На протяжении 6 месяцев эксплуатации указанные в паспорте на изделие характеристики шарового крана не менялись. Шаровой кран герметичен и полностью выполняет свою функцию.

Пример 2.

Шаровой кран из полиэтилена установлен на полиэтиленовом водопроводе. Кран имеет один сборный трубопровод, состоящий из соединенных между собой корпуса и патрубка и имеет следующие размеры:

- внешний диаметр трубопровода 63 мм;

- толщина стенки трубопровода 5,8 мм.

Соединение между корпусом и патрубком создано за счет двух неразъемных защелок - соединений «стопорное кольцо - канавка», где глубина канавки - 3,5 мм и ширина - 5 мм. Канавка выполнена на внешней поверхности патрубка, а стопорное кольцо шириной 5 мм и высотой 3,5 мм - на внутренней поверхности корпуса.

На протяжении 6 месяцев эксплуатации указанные в паспорте на изделие характеристики шарового крана не менялись. Шаровой кран герметичен и полностью выполняет свою функцию.

Claims (18)

1. Пластмассовый шаровой кран, содержащий корпус, два трубопровода, запорную арматуру, уплотнительные кольца запорной арматуры, седла, при этом запорная арматура вмонтирована в корпус и зафиксирована уплотнительными кольцами шара, установленными внутри седла, при этом как минимум один из трубопроводов является сборным, состоящим из сборки «патрубок - корпус», при этом элементы сборки «патрубок - корпус» зафиксированы между собой посредством не менее одного соединения «стопорное кольцо - канавка», где стопорное кольцо в разрезе имеет форму треугольника с углом не менее 90 град между основанием и стороной, которая примыкает к боковой стенке канавки, образующей неразъемную защёлку, а та сторона канавки, которая примыкает к боковой стенке стопорного кольца, образует с поверхностью элемента, на котором она выполнена, угол не более 90 град.

2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что элементы пары «стопорное кольцо - канавка» расположены в шаровом кране следующим образом: стопорное кольцо находится на корпусе, а канавка - на патрубке.

3. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что элементы пары «стопорное кольцо - канавка» расположены в шаровом кране следующим образом: стопорное кольцо на патрубке, а канавка - на корпусе.

4. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что стопорное кольцо выполнено заодно с корпусом.

5. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что стопорное кольцо выполнено заодно с патрубком.

6. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что стопорное кольцо соединено либо с корпусом, либо с патрубком соответственно любым известным способом.

7. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что шаровой кран одной из сторон выполнен монолитным, а с другой стороны из отдельных элементов - патрубка и корпуса.

8. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что с двух сторон трубопровод выполнен из отдельных элементов - патрубка и корпуса.

9. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные кольца выполнены либо на внутренней поверхности корпуса, либо на внешней поверхности патрубков.

10. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности патрубка выполнено упорное кольцо, в которое упирается торец корпуса.

11. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что патрубки и корпус изготовлены из полипропилена.

12. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что патрубки и корпус изготовлены из полиэтилена.

13. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные кольца элементов запорной арматуры и уплотнительные кольца соединения «стопорное кольцо - канавка» выполнены из бутадиен-нитрильного каучука.

14. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что ширина и глубина канавки таковы, что стопорное кольцо устанавливается в ней, образуя неразъемную защёлку.

15. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что наличие канавки на трубопроводе, либо на корпусе не ухудшает их прочность.

16. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что глубина канавки не более 25-50% толщины трубной части патрубка или трубопровода.

17. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности трубопроводов выполнены в виде цилиндра, соединённого с усечённым конусом, который развернут в сторону запорной арматуры.

18. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности трубопроводов выполнены в виде усечённого конуса, который развернут в сторону запорной арматуры.