RU2303733C2

RU2303733C2 - Valve with ceramic gate

Info

Publication number: RU2303733C2
Application number: RU2005132020/06A
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Пеньков (RU); Иван Иванович Пеньков; Сергей Иванович Пеньков (RU); Сергей Иванович Пеньков
Original assignee: Иван Иванович Пеньков; Сергей Иванович Пеньков
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-07-27
Also published as: RU2005132020A

Abstract

FIELD: home and industrial devices related to locking and controlling armature, possible use for controlling flow and switching.

SUBSTANCE: valve contains body with inlet and outlet branch pipes, lid and shaft. In the body, a gate is mounted, consisting of three plates made of wear-resistant ceramic material with flat-parallel, polished contact surfaces. Edge plates, upper and lower ones, with external configuration, appropriate for mounting socket of gate in the valve body, are mounted with possible prevention of rotation relatively to valve body. The internal plate is made in form of a ceramic disk. Aforementioned disk is polished on both sides with maintenance of flat-parallel parameters and is mounted with possible rotation relatively to immoveable ceramic edge plates. Internal plate has, on one end, at least two closed recesses connected to through apertures of lower ceramic plate, and on other side, facing the shaft, a recess corresponding to the shape of spindle shelf. Damping insert is placed in the recess. On the immobile upper ceramic plate an internal profile is made in form of a circle with shelves, interacting with shaft shelf and limiting the angle of rotation of moveable ceramic disk. Ceramic gate is mounted with possible sealing relatively to walls of valve body by elastic resilient seals and with possible pressing to base of valve body by flat spring and a union nut with simultaneous pressing of spindle towards mobile ceramic disk through a separate spring. Resilient seals are inserted into bevels. Bevels are made along the external contour of immobile ceramic plates. A spring and a fusible insert are mounted on the valve body and connected to the valve wheel.

EFFECT: increased reliability, increased durability of valve, expanded technical capabilities and area of possible application, increased operational safety when used in gas, water and other devices.

9 cl, 18 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам бытового и промышленного назначения в области запорно-регулирующей арматуры и может быть широко использовано для регулирования расхода и переключения направления потоков транспортируемой по трубопроводам среды в системах газоводоснабжения жилищно-коммунального хозяйства, в частности для быстрого перекрытия трубопроводов при аварийных ситуациях, а также в вакуумной технике и в системах с особо чистой или агрессивной средой в широком диапазоне температур.The invention relates to devices for domestic and industrial use in the field of shut-off and control valves and can be widely used to control the flow and switch the flow direction of the medium transported through the pipelines in the gas supply systems of the housing and communal services, in particular for quickly blocking pipelines in emergency situations, and in vacuum technology and in systems with a particularly clean or aggressive environment in a wide temperature range.

Известно изобретение [Пат. RU 2082054, 1994 г.], в котором в качестве запорно-регулирующего органа используется затвор из двух керамических дисков, один из которых неподвижен, а второй вращается с помощью шпинделя. Недостатками такой конструкции являются ограниченная область применения, непосредственный контакт металлического шпинделя с керамикой, что может привести к образованию микротрещин, а также возможность неравномерного износа поверхности контакта.Known invention [Pat. RU 2082054, 1994], in which a shutter of two ceramic discs is used as a locking and regulating body, one of which is stationary, and the second rotates using a spindle. The disadvantages of this design are the limited scope, direct contact of the metal spindle with ceramics, which can lead to the formation of microcracks, as well as the possibility of uneven wear on the contact surface.

Известны изобретения [Пат. RU 2128796,1996 г., Пат. RU 2134831, 1997 г.], где в качестве уплотнения применяется затвор из двух керамических дисков. Этим изобретениям, использование которых позволяет расширить область их применения и технические возможности, также присущи те же недостатки.Known inventions [Pat. RU 2128796.1996, Pat. RU 2134831, 1997], where a seal made of two ceramic discs is used as a seal. These inventions, the use of which allows to expand their scope and technical capabilities, also have the same disadvantages.

Известны также изобретения (прямоточные краны) [Пат. ЕР 0333015 А2, 1989 г., Пат. RU 2149302, 2000 г., Пат. JP 2003328405, 2003 г.], у которых керамический затвор выполнен из трех дисков, однако они не отвечают в полной мере требованиям безопасности, в частности при использовании их в системах газового обеспечения или в системах с агрессивными средами. Такие краны также недостаточно надежны при использовании их в вакуумной среде или при высоких температурах, что значительно ограничивает область их применения.Also known are inventions (once-through taps) [US Pat. EP 0333015 A2, 1989, Pat. RU 2149302, 2000, Pat. JP 2003328405, 2003], in which the ceramic shutter is made of three discs, but they do not fully meet the safety requirements, in particular when used in gas supply systems or in systems with aggressive environments. Such cranes are also not reliable enough when used in a vacuum environment or at high temperatures, which greatly limits their scope.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является кран [Пат. RU 2175735, 2001 г.], который принят за прототип, включает корпус с входным и выходным патрубками, крышку (гайку), поворотный шпиндель и затвор из двух керамических дисков с окнами для сообщения с патрубками, один из дисков неподвижен, а второй, подвижный связан с поворотным шпинделем. Отличается от вышеприведенных устройств наличием по меньшей мере одного дополнительного патрубка и, соответственно, наличием дополнительных отверстий в керамическом затворе, что позволяет расширить область его применения.Closest to the proposed invention in technical essence is a crane [US Pat. RU 2175735, 2001], which is adopted as a prototype, includes a housing with inlet and outlet nozzles, a cover (nut), a rotary spindle and a shutter of two ceramic disks with windows for communication with the nozzles, one of the disks is stationary, and the second is movable connected to a rotary spindle. It differs from the above devices by the presence of at least one additional nozzle and, accordingly, by the presence of additional holes in the ceramic shutter, which allows to expand its scope.

Несмотря на указанные преимущества в этом устройстве также имеются недостатки, упомянутые выше. Непосредственное соединение шпинделя с подвижным диском может иметь точечный характер (контакт), что недопустимо в конструкционной керамике. Антифрикционная прокладка между шпинделем и крышкой подвержена износу, причем износ может иметь локальный характер, что может привести к перекосу шпинделя и возникновению точечных контактов с подвижным керамическим диском. Это, в свою очередь, может привести к возникновению микротрещин и к последующему разрушению подвижного диска. Кроме того, точечные контакты могут возникать и в момент прижатия (затягивания) шпинделя к подвижному керамическому диску прижимной гайкой крана. Износ антифрикционной прокладки и неодинаковое давление со стороны шпинделя на поверхность его контакта с керамическим диском может также вызвать неравномерные нагрузки в плоскости контакта керамических дисков, что может привести к повышенному износу отдельных, локальных участков контактирующих поверхностей, и, следовательно, к нарушению герметичности керамического затвора. Все вышеперечисленное снижает надежность и долговечность прототипа. Достаточно жесткое соединение шпинделя с подвижным керамическим диском не дает возможности регулировать усилие прижатия керамических дисков затвора и, следовательно, регулировать силу трения в плоскости контакта керамических дисков. Недостаточной является и эксплуатационная безопасность прототипа, даже при незначительной разгерметизации в области контакта керамических дисков происходит утечка рабочей среды из крана. Не предусмотрена также возможность дистанционного управления краном, что не позволяет быстро закрыть его в труднодоступных местах или при аварийных ситуациях.Despite these advantages, this device also has the disadvantages mentioned above. The direct connection of the spindle with the movable disk can have a point character (contact), which is unacceptable in structural ceramics. The antifriction gasket between the spindle and the cover is subject to wear, and the wear can be local in nature, which can lead to misalignment of the spindle and the occurrence of point contacts with a movable ceramic disc. This, in turn, can lead to microcracks and subsequent destruction of the movable disk. In addition, point contacts can occur at the moment the spindle is pressed (tightened) against the movable ceramic disk by the pressure nut of the valve. Deterioration of the antifriction gasket and unequal pressure from the spindle on its contact surface with the ceramic disc can also cause uneven loads in the contact plane of the ceramic discs, which can lead to increased wear of individual, local sections of the contacting surfaces, and, consequently, to the leakage of the ceramic shutter. All of the above reduces the reliability and durability of the prototype. Sufficiently rigid connection of the spindle with a movable ceramic disk does not make it possible to regulate the pressing force of the ceramic shutter disks and, therefore, to regulate the friction force in the contact plane of the ceramic disks. The operational safety of the prototype is also insufficient, even with a slight depressurization in the contact area of the ceramic disks, a leak of the working medium from the tap occurs. The possibility of remote control of the crane is also not provided, which does not allow you to quickly close it in hard-to-reach places or in emergency situations.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технических результатов, которые позволяют улучшить характеристики прототипа, используя затвор из 3-х керамических пластин, раздельное прижатие и регулировку прижатия керамических пластин затвора и шпинделя. Использование 3-ей пластины в керамическом затворе крана заявляемой конструкции позволяет обеспечить одинаковое давление по всей поверхности контактирующих пластин, совместно с плоской пружиной, одинаковое и регулируемое усилие прижатия керамических пластин и уплотнений затвора, дает возможность обеспечить вместе с эластичными уплотнениями дополнительную герметизацию крана и, следовательно, повысить его эксплуатационную безопасность. Верхняя керамическая пластина является одновременно ограничителем угла поворота шпинделя. Установка демпферной прокладки между подвижным керамическим диском и шпинделем дает возможность устранить точечные контакты шпинделя с поверхностью керамического диска. Применение материалов с высокой температурой плавления в качестве неподвижных уплотнений керамического затвора позволяет использовать кран в высокотемпературных средах, вплоть до 700-800 градусов Цельсия. Применение электроизоляционных и других материалов для изготовления деталей крана, его конструктивные особенности дают возможность дистанционного управления открытием и закрытием крана. Все перечисленное выше позволяет повысить надежность и долговечность заявляемого устройства, расширить область его применения и технические возможности, повысить безопасность эксплуатации газоводопроводных систем.The present invention is aimed at achieving technical results that can improve the characteristics of the prototype using a shutter of 3 ceramic plates, separate pressing and adjusting the pressing of ceramic plates of the shutter and spindle. The use of the 3rd plate in the ceramic valve shutter of the claimed design allows to provide the same pressure over the entire surface of the contacting plates, together with a flat spring, the same and adjustable pressing force of the ceramic plates and valve seals, makes it possible to provide additional valve sealing together with elastic seals and, therefore , increase its operational safety. The upper ceramic plate is also a spindle angle limiter. The installation of a damper gasket between the movable ceramic disk and the spindle makes it possible to eliminate the point contacts of the spindle with the surface of the ceramic disk. The use of materials with a high melting point as stationary seals of a ceramic shutter allows the crane to be used in high-temperature environments, up to 700-800 degrees Celsius. The use of electrical insulating and other materials for the manufacture of crane parts, its design features enable remote control of the opening and closing of the crane. All of the above can improve the reliability and durability of the claimed device, expand its scope and technical capabilities, improve the safety of gas pipeline systems.

Указанный результат достигается тем, что в корпусе установлен затвор из трех пластин, которые выполнены из износостойкого керамического материала с плоскопараллельными, полированными поверхностями контакта, при этом крайние (верхняя и нижняя) керамические пластины, полированные со стороны контакта и с наружной конфигурацией, соответствующей посадочному месту затвора, установлены с возможностью их фиксации от вращения в корпусе крана, а внутренняя пластина, выполненная в виде керамического диска, полированного с обеих сторон с соблюдением плоскопараллельности и возможностью поворота относительно крайних керамических пластин, имеет с одного торца по меньшей мере два закрытых углубления, сообщающихся со сквозными отверстиями нижней керамической пластины, и с другого торца, обращенного к шпинделю, выполнено соответствующее форме выступа шпинделя углубление, в котором размещена демпфирующая прокладка, а на верхней неподвижной керамической пластине выполнен внутренний профиль в виде круга с выступами, соответствующими по форме выступу на конце шпинделя, ограничивающими угол поворота подвижного керамического диска, при этом керамический затвор герметизируют относительно стенок корпуса с помощью упругих эластичных уплотнений, которые вставляют в фаски, или канавки, выполненные по контуру неподвижных керамических пластин и прижимают его к основанию корпуса с помощью плоской пружины и прижимной гайки с одновременным прижатием через отдельную пружину шпинделя к подвижному керамическому диску, кроме того, на корпусе крана установлены пружина и плавкая вставка, которые соединены с маховичком крана.This result is achieved by the fact that a shutter of three plates is installed in the housing, which are made of wear-resistant ceramic material with plane-parallel polished contact surfaces, while the extreme (upper and lower) ceramic plates are polished from the contact side and with the external configuration corresponding to the seat shutter, installed with the possibility of their fixation from rotation in the crane body, and the inner plate, made in the form of a ceramic disk, polished on both sides in compliance By means of plane parallelism and the possibility of rotation relative to the outermost ceramic plates, it has at least one closed recess from one end that communicates with the through holes of the lower ceramic plate, and from the other end facing the spindle, a recess corresponding to the shape of the spindle protrusion, in which the damping pad is placed and on the upper fixed ceramic plate an internal profile is made in the form of a circle with protrusions corresponding in shape to the protrusion at the end of the spindle, limiting they angle of rotation of the movable ceramic disk, while the ceramic shutter is sealed relative to the walls of the housing using elastic elastic seals that are inserted into the chamfers, or grooves made along the contour of the fixed ceramic plates and press it to the base of the housing using a flat spring and a clamping nut with simultaneous pressing the spindle through a separate spring to the movable ceramic disk, in addition, a spring and a fuse are installed on the valve body, which are connected to the valve handwheel.

Заявляемое устройство отличается от прототипа исполнением корпуса, исполнением керамического затвора, а также способом управления подвижным керамическим диском так, что эти отличия позволяют повысить надежность и долговечность крана, обеспечить расширение технических возможностей и области его применения, применить дистанционное управление для закрытия и открытия крана, а также повысить эксплуатационную безопасность газоводопроводных систем.The inventive device differs from the prototype in the execution of the housing, the execution of the ceramic shutter, as well as in the method of controlling the movable ceramic disc, so that these differences increase the reliability and durability of the crane, provide enhanced technical capabilities and its application, apply remote control to close and open the crane, and also increase the operational safety of gas pipeline systems.

Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг.1 показан разрез крана в сборе без маховичка, на фиг.2 приведен разрез корпуса крана, на фиг.3, 4, 5 приведен вид сверху корпуса крана с основанием для трех вариантов конструкции нижней керамической пластины затвора, на фиг.6 приведен общий вид крана с пружиной и плавкой вставкой в сборе, на фиг.7 приведен вид крана со снятой плавкой вставкой, на фиг.8 приведен вид крана с подводом напряжения к плавкой вставке, на фиг.9 приведен вид крана с пружиной из материала с термической памятью формы, на фиг.10, 12 приведен вид верхней и нижней неподвижных пластин керамического затвора, на фиг.11 приведен вид подвижного керамического диска, на фиг.13, 16 показано исполнение в двух вариантах нижнего и среднего керамических пластин для соответствующих оснований корпуса заявляемого крана. В качестве примера использования крана для переключения направления потока воды в бытовом смесителе на фиг.14, 17 показано положение керамических пластин переключателя при истечении воды в душ, на фиг.15, 18 показано положение керамических дисков при истечении воды в ванну. Буквы в отверстиях неподвижной керамической пластины означают следующее: В - ванна, Д - душ, СМВ - смешанная вода.The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 shows a section of the complete assembly without a handwheel, figure 2 shows a section of the body of the crane, figure 3, 4, 5 shows a top view of the body of the crane with a base for three designs of the lower ceramic shutter plate, figure 6 shows a general view of the tap with the spring and the fusible plug assembly, Fig. 7 shows a tap with the fusible plug removed, Fig. 8 shows a tap with a voltage supply to the fuse insert, Fig. 9 shows a tap with a spring made of material with thermal shape memory, figure 10, 12 shows a view of the upper and lower stationary p ceramic shutter plates, FIG. 11 shows a view of a movable ceramic disc; FIGS. 13, 16 show two versions of the lower and middle ceramic plates for the respective bases of the housing of the inventive crane. As an example of using a faucet to switch the direction of water flow in a household mixer, Figs. 17, 17 show the position of ceramic switch plates when water flows into a shower; Figs. 15, 18 show the position of ceramic disks when water flows into a bathtub. The letters in the holes of the fixed ceramic plate mean the following: B - bath, D - shower, SMV - mixed water.

Кран (фиг.1) содержит корпус 1, неподвижные уплотнения 2, 7 керамических пластин, неподвижные пластины 3, 5 керамического затвора с фасками по наружному контуру 16, 17 (фиг.10, 12), подвижный керамический диск 4, демпферные прокладки 6, плоскую пружину 8, пружину шпинделя 9, прижимную гайку 10, шпиндель 11. В основании корпуса 1 выполнены два или более отверстия (фиг.2, 3, 4, 5) для прохождения танспортируемой среды. Устройство для аварийного срабатывания крана при повышенных температурах (фиг.6) состоит из маховичка 12, плавкой вставки 13, коромысла 14 и пружины 15. Коромысло 14 может быть закреплено на оси, выполненной на корпусе крана, или закреплено на специальном хомуте (на чертеже не показано), который свободно перемещается вдоль патрубка крана и закрепляется в определенном положении с помощью винта. Плавкая вставка 13 рассчитана на определенную температуру срабатывания, а при необходимости легко отсоединяется от маховичка крана (фиг.7). При необходимости пружину 15 изолируют с помощью керамической трубки. Пружина 15 (фиг.9) может быть выполнена из материала с термической памятью формы и в узком диапазоне температур может производить поворот маховичка крана без использования плавкой вставки. Могут быть использованы элементы из материалов с термической памятью формы и в другом виде, отличном от пружины, например в виде узкой пластинки, согнутой под определенным углом. Возвратная пружина из материала с памятью формы может быть также закреплена на самом шпинделе, вместо пружины 9, и поворачивать его при повышении температуры на определенный угол относительно корпуса крана, а при обычной температуре выполнять функции прижимной пружины. При дистанционном управлении шпинделем (фиг. 8) корпус крана, маховичок и другие детали могут быть изготовлены из электроизоляционных материалов, например из керамики, пластмассы и т.п. Наружные контуры (наружная конфигурация) неподвижных пластин 3, 5 керамического затвора (фиг.10, 12) выполнены так, чтобы грани этих пластин, имеющие небольшой зазор относительно граней посадочного места в корпусе крана, предотвращали их от вращения. Так керамические пластины фиксируют от вращения за счет геометрии внешнего контура пластин и ответного посадочного места в корпусе крана. Рабочие элементы керамического затвора крана могут быть изготовлены как из керамики, так и из других материалов, имеющих высокие трибологические характеристики, например металлокерамики, сетала. При сборке зазор между корпусом крана и неподвижными пластинами 3, 5 герметизируют уплотнениями 2, 7, что дополнительно фиксирует их от вращения относительно корпуса крана. При этом внутри верхней пластины 5 (фиг. 10) выполнены выступы, соответствующие выступу на конце шпинделя и ограничивающие угол поворота подвижного керамического диска. Шпиндель с выступом входит в углубление торца подвижного диска и заодно взаимодействует с выступами верхней керамической пластины. Такие же выступы могут быть выполнены на металлической шайбе, используемой вместо плоской пружины 8.The crane (figure 1) contains a housing 1, fixed seals 2, 7 of ceramic plates, fixed plates 3, 5 of a ceramic shutter with chamfers along the outer contour 16, 17 (figure 10, 12), a movable ceramic disk 4, damper gaskets 6, a flat spring 8, a spring of the spindle 9, a clamping nut 10, a spindle 11. At the base of the housing 1, two or more holes are made (FIGS. 2, 3, 4, 5) for the passage of the transported medium. The device for emergency operation of the crane at elevated temperatures (Fig.6) consists of a handwheel 12, fusible insert 13, rocker arm 14 and spring 15. Rocker arm 14 can be mounted on an axis made on the body of the crane, or mounted on a special clamp (not shown shown), which moves freely along the nozzle of the crane and is fixed in a certain position by means of a screw. The fusible insert 13 is designed for a certain operating temperature, and, if necessary, is easily disconnected from the faucet handwheel (Fig. 7). If necessary, the spring 15 is isolated with a ceramic tube. The spring 15 (Fig. 9) can be made of a material with thermal shape memory and, in a narrow temperature range, can rotate the crane handwheel without using a fuse. Elements from materials with thermal shape memory can be used in a different form than the spring, for example, in the form of a narrow plate bent at a certain angle. The return spring from the material with the shape memory can also be fixed on the spindle itself, instead of the spring 9, and rotate it when the temperature rises by a certain angle relative to the valve body, and at normal temperature perform the function of a pressure spring. With the remote control of the spindle (Fig. 8), the crane body, handwheel, and other details can be made of electrical insulating materials, such as ceramic, plastic, etc. The outer contours (external configuration) of the fixed plates 3, 5 of the ceramic shutter (FIGS. 10, 12) are made so that the faces of these plates, having a small clearance relative to the faces of the seat in the crane body, prevent them from rotating. So ceramic plates are fixed from rotation due to the geometry of the outer contour of the plates and the reciprocal seat in the crane body. The working elements of the ceramic valve shutter can be made both from ceramics and from other materials having high tribological characteristics, for example, cermets, net. During assembly, the gap between the valve body and the fixed plates 3, 5 is sealed with seals 2, 7, which additionally fixes them from rotation relative to the valve body. At the same time, protrusions corresponding to the protrusion at the end of the spindle and limiting the rotation angle of the movable ceramic disk are made inside the upper plate 5 (Fig. 10). A spindle with a protrusion enters the recess of the end of the movable disk and at the same time interacts with the protrusions of the upper ceramic plate. The same protrusions can be performed on a metal washer used instead of a flat spring 8.

При сборке крана на основание корпуса 1 устанавливают уплотнение 2, затем устанавливают керамический затвор 3, 4, 5, одну из демпферных прокладок 6, уплотнение 7, плоскую пружину 8, шпиндель 11, одевают на шпиндель пружину 9 и закручивают по резьбе относительно корпуса гайку 10. Далее закрепляют на шпинделе маховичок 12, закрепляют на одном из патрубков крана хомут с коромыслом 14 и соединяют неподвижное коромысло 14 с маховичком 12 плавкой вставкой 13 и пружиной 15. По окончании сборки кран находится в открытом положении, а степень открытия крана дискретно или плавно регулируют длиной плавкой вставки.When assembling the crane, a seal 2 is installed on the base of the housing 1, then a ceramic shutter 3, 4, 5, one of the damper gaskets 6, a seal 7, a flat spring 8, a spindle 11 are installed, a spring 9 is put on the spindle and a nut 10 is screwed on the thread relative to the housing Next, attach the handwheel 12 to the spindle, fix the clamp to the yoke 14 on one of the crane nozzles and connect the fixed yoke 14 to the flywheel 12 with fusible insert 13 and spring 15. At the end of assembly, the valve is in the open position and the degree of opening of the valve is discrete but smoothly adjusted in length or fuse link.

В обычном режиме кран работает следующим образом. Поступление жидкости или газа перекрыто полностью, когда выступ на шпинделе находится в крайнем правом положении при касании с ограничителем угла поворота на верхней керамической пластине. В этом положении сечения входных отверстий на нижней керамической пластине 3 полностью перекрыты подвижным керамическим диском 4. При повороте подвижного диска 4 против часовой стрелки сечения его закрытых углублений смещаются относительно проходных отверстий неподвижной шайбы 3 и начинается движение жидкости или газа через входной и выходной патрубки крана. Максимальный расход жидкости или газа происходит в момент касания выступа шпинделя с ограничителем угла поворота на верхней керамической пластине 5 в крайнем левом положении. Если кран используется в аварийном режиме (в системе возможна аварийная ситуация), то кран находится в открытом рабочем положении. При нагревании окружающей среды до определенной температуры плавкая вставка перегорает (плавится) и пружина поворачивает шпиндель в положение закрыто. В отдельных случаях, когда нет необходимости ориентироваться на заданную температуру, вместо плавкой вставки используют прочную нить, например из капрона, или рыболовную леску. По аналогии с этой схемой кран закрывают при помощи элементов с термической памятью формы, однако имеется отличие в том, что при понижении температуры окружающей среды элементы с термической памятью формы восстанавливают прежнее рабочее положение крана, при котором кран находился до его закрытия. При использовании крана в системах с дистанционным управлением, т.е. когда к элементам управления краном подводится напряжение, корпус крана и другие детали изготавливают из электроизоляционных материалов. При этом в качестве управляющих элементов могут быть использованы электромагниты. Для дистанционного управления краном могут быть использованы также элементы гидравлики, например приспособления, где в качестве рабочей среды используется сжатый воздух.In normal mode, the crane operates as follows. The flow of liquid or gas is completely blocked when the protrusion on the spindle is in the extreme right position when touched with the rotation angle limiter on the upper ceramic plate. In this position, the sections of the inlet openings on the lower ceramic plate 3 are completely blocked by the movable ceramic disk 4. When the movable disk 4 is rotated counterclockwise, the sections of its closed recesses are displaced relative to the passage openings of the stationary washer 3 and liquid or gas begins to move through the valve inlet and outlet pipes. The maximum flow of liquid or gas occurs when the spindle protrusion touches the rotation angle limiter on the upper ceramic plate 5 in the extreme left position. If the crane is used in emergency mode (an emergency is possible in the system), the crane is in the open operating position. When the environment is heated to a certain temperature, the fusible insert burns out (melts) and the spring rotates the spindle to the closed position. In some cases, when there is no need to focus on a given temperature, instead of a fusible insert, a strong thread, for example from nylon, or a fishing line is used. By analogy with this scheme, the valve is closed using elements with thermal shape memory, however, there is a difference in that when the ambient temperature decreases, elements with thermal shape memory restore the valve to its previous working position, at which the valve was located before it was closed. When using the crane in systems with remote control, i.e. when voltage is applied to the crane controls, the crane body and other parts are made of electrical insulating materials. Moreover, electromagnets can be used as control elements. For remote control of the crane, hydraulic elements can also be used, for example, devices where compressed air is used as the working medium.

Рабочие элементы керамического затвора крана могут быть изготовлены как из керамики, так и из других материалов, имеющих высокие трибологические характеристики, например металлокерамики, сетала и др. материалов. В случае необходимости во входной патрубок крана устанавливают фильтр для очистки транспортируемой среды от грубых механических загрязнений.The working elements of the ceramic valve shutter can be made of ceramics, as well as of other materials having high tribological characteristics, such as cermets, mesh and other materials. If necessary, a filter is installed in the inlet pipe of the crane for cleaning the transported medium from coarse mechanical impurities.

Если кран используют в вакуумной технике, то для повышения степени герметизации керамического затвора в плоскостях контакта керамических пластин 3, 5 с подвижным керамическим диском 4 применяют вакуумную смазку. Вакуумную смазку наносят на поверхности контакта в процессе сборки крана. Для пополнения вакуумной смазки в процессе эксплуатации крана в неподвижных керамических пластинах 3, 5 выполняют отверстия (на чертеже не показаны) и заполняют их вакуумной смазкой. Размеры отверстий и их распределение по поверхности керамических пластин 3, 5 выполнено с таким расчетом, чтобы не уменьшить прочности керамических деталей, а с другой стороны, чтобы смазка наносилась на возможно большую поверхность контакта. Вакуумная смазка может также служить в качестве средства для уменьшения трения между контактирующими керамическими пластинами.If the crane is used in vacuum technology, then to increase the degree of sealing of the ceramic shutter in the contact planes of the ceramic plates 3, 5 with the movable ceramic disk 4, vacuum grease is used. Vacuum grease is applied to the contact surface during the assembly of the valve. To replenish vacuum grease during the operation of the crane in the fixed ceramic plates 3, 5, holes are made (not shown in the drawing) and filled with vacuum grease. The dimensions of the holes and their distribution on the surface of the ceramic plates 3, 5 are made in such a way as not to reduce the strength of the ceramic parts, and on the other hand, that the lubricant is applied to the largest possible contact surface. Vacuum grease can also serve as a means to reduce friction between contacting ceramic plates.

Заявляемое устройство обеспечивает высокую надежность в эксплуатации и долговечность, отвечает современным экологическим требованиям. Кран обеспечивает надёжную работу при низких и высоких температурах, а также при использовании его в устройствах с агрессивной, или вакуумной средой. Устройство довольно простое в изготовлении и сборке, при этом не требуется изменения используемых стандартных трубопроводов и соединительных узлов. Устройство дает широкие возможности для применения его в различных автоматических процессах с дистанционным управлением.The inventive device provides high reliability in operation and durability, meets modern environmental requirements. The crane provides reliable operation at low and high temperatures, as well as when using it in devices with aggressive or vacuum environments. The device is quite simple to manufacture and assemble, without changing the standard pipelines and connecting nodes used. The device provides ample opportunities for its use in various automatic processes with remote control.

Claims

1. A crane containing a housing with inlet and outlet nozzles, a cover, a spindle and a shutter of ceramic plates with windows for communication with the nozzles, one of the movable plates is mounted rotatably with a spindle, characterized in that the shutter consists of three wear-resistant plates ceramic material with plane-parallel, polished contact surfaces, while the extreme, upper and lower ceramic plates with an external configuration corresponding to the valve seat in the valve body are installed the possibility of their fixation from rotation relative to the crane body, and the inner plate, made in the form of a ceramic disk polished on both sides in compliance with plane parallelism and with the possibility of rotation relative to the extreme stationary ceramic plates, has at least one closed recess in communication from one end with through holes of the lower ceramic plate, and from the other end facing the spindle, a recess corresponding to the shape of the spindle protrusion, in which the damping curl is placed Adka, in addition, on the upper fixed ceramic plate, an inner profile is made in the form of a circle with protrusions that interact with the spindle protrusion and limit the angle of rotation of the movable ceramic disk, while the ceramic shutter is installed with the possibility of sealing it against the walls of the crane body by elastic elastic seals inserted into chamfers that are made on the outer contour of the fixed ceramic plates, and the possibility of pressing it against the base of the crane body with a flat spring and with a nut with simultaneous pressing of the spindle through a separate spring to the movable ceramic disk, and a spring and a fuse are installed on the valve body, which are connected to the crane handwheel.

2. The crane according to claim 1, characterized in that the shutter plates are made of wear-resistant materials such as setal, cermets.

3. The crane according to claim 1, characterized in that a vacuum lubricant is applied to the contact surface between the ceramic plates.

4. The crane according to claim 1, characterized in that the seals of the ceramic shutter are made of materials with a high melting point.

5. The crane according to claim 1, characterized in that the housing, spindle, cover and handwheel are made of electrical insulation materials, such as ceramic, plastic.

6. The crane according to claim 1, characterized in that the control of the crane is carried out using elements made of materials with thermal shape memory.

7. The crane according to claim 1, characterized in that the remote control of the crane is carried out using voltage supply to the fusible insert.

8. The crane according to claim 1, characterized in that the opening and closing of the crane is controlled by an electromagnet.

9. The crane according to claim 1, characterized in that the opening and closing of the crane is controlled by hydraulics.