RU2825U1 - Запорное устройство с шаровым затвором - Google Patents

Abstract

1. Запорное устройство с шаровым затвором, содержащее корпус, затвор с "плавающим" шаром со сквозным отверстием, отличающееся тем, что шар устанавливается свободно в отверстие каретки, связанной со штоком, которая (каретка) имеет в верхней части этого отверстия клин, а в нижней части - сквозной паз, через который проходит упорный клин, жестко связанный с днищем корпуса и оказывающий давление на шар вместе с клином каретки при перекрытии потока жидкости, а при открытии потока каретка оказывает воздействие на шар дугообразными выступами, расположенными между сквозным пазом каретки и ее плоскими торцами.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шток с кареткой соединен с помощью шариков, которые имеют дугообразные дорожки на гладкой части штока и на чашевидном приливе каретки, последний имеет сбоку отверстие для введения шариков в полость прилива.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шар выполнен пустотелым из материала, близкого по плотности к плотности жидкости.

Description

/06

IvKtI P I6JO/28

Запорное 5Cтройство с шаровым затвором

Изобрете1ще отностйться к области арматуростроенйя и может быть йсполь зовано в гвдрос астемах нефтяной , газовой а угольной промашленностях в трубопроводах с малым условным диаметром прохода.

Известен шарювой кран с плавающим шаром для трубопроводов с малым условным Диаметром прохода. Затвор крана внполяенв виде шара со скво зным отверст 0ем для прохода текучей среды. Шаровой затвор не связан жестко со шпинделем и может смещаться относ К1тельно корпуса.Под действием давления среды шаровой затвор прижимается к раб.очей поверхности седла и перекрывает поток.

Недостатком рассматриваемой конструкций шарового крана является НИЗКИЙ ресурс работы на загрязненных средах, обусловленный тем что в переходные процессы действия крана шаровой затвор не изменяет свое положение относительно корпуса, подобно шару в обратных клапанах или самодействующих, чтобы компенсировать задиры и риски на шаровой повер

хности от абразивного воздействия жидкости. i ,:-::

Второй недостаток шарового крана . том,. чтопри небольшомперепаде давления поток жидкости перекрывается ifeJocb; o 3e d4eT упруго

сти уплотнительного материала седла. Здесь принудительное контактное i давление отсуфе-вует.Поэтому перекрыть поток, например газй при яё§нй-Д ,

чительном разрушении уплотнительного материала седла, невозможно.

следующим недостатком шарового крана является наличие фланцевого соединения в корпусе для извлечения шара, что усложняет конструкцию крана и увеличивает его массу.

Шаровые краны практически неремонтопригодны, если принять во вни мание условия эксплуатаци а нефтепромыслового оборудования на нефтяных промыслах.

; - - ...

. :. 5 5 С|:

заложены техничес1ше решения, устраняющие указанные недостатки про тотипа. Запорное устройство с шаровым затвором не имеетразъемного фланца, надежно в работе, ремонтнопригодно и перекрывает поток при любом расходе и перепаде давления. Эти качества приобретаются путем свободного расположения шара в отверстие каретки, которая вместе с шаром в перходные процессы работы запорного устройства совершает с-.;;, ,, ч. возвратно-поступательное движение подобно плашки шиберной задви жки. Шаровой затвор при этом совершает сложное вбзвратно-поступатель нов и вращательное движение. При открытии потока центр отверстия каретки совмещается с центром отверстия седла. Шар под действием давле ния жидкости смещается относительно оси симметрии запорного устройства к седлу. Дальнейшим движением каретки шар прижимается к седлу настолько, чтобы создать контактное давление на рабочие поверхности шара и седла.Контактное давление создается воздействием на шар клина, расположенного в верхней части каретки и упорного клина, жестко связанного с днищем корпуса и проходящего через сквозной паз нижней части кареткй.

На фиг. 1,2,3, показан общий вид запорного устройства в вертикаль ной / Фйг. I / , горизонтальной / фиг. 2 /, профильной / фиг. 8 / проекциях.

Запорное устройство с шаровым затвором содержит корпус I с входным 2 и выходным 3 патрубками, седла 4, каретку 5 со сврзным отверстием 6 и свозным пазом 7. В отверстие 6 каретки 5 шйрокоходовой посадкой устанавливатся шар 8. Б верхней части каретка 5 имеет клин 9 с треуголным сечением и прилив 10 чашевидной формы. Нфнутренней цилиндрической поверхности прилива 10 имеется дорожка-для шариков II. Такая же дорожка есть на гладкой поверхности штока 12. Сбоку прилива 10 предусматривается отверстие 13, через которое во внутреннюю полость прилива 10 устанавливаются шарики II. В отверстие 13 ввинчивается шуруп. Такое соединение штока с кареткой 5 снижает усилие на привод запорного устройства.

.(

.

На днище корпуса расположен упорный клин 14 с треугольным оечешаем , который при перкрытий потока входит в сквозной паз 7 каретки 5 и взаимодействует с шаром 8. Для снижения контактного напряжения рабочие поверхности клина 9 и упорного клина 14 имеют сферическую форму , ооот ветствующую диаметру шара 8 / .фиг, 5 /.

Запорное устройство с шаровым затвором работает следующим образом. При перкрытий потока жидкости каретка опускается вниз до совмещения отверстия 6 каретки 5 с отверстием седла 4. Шар под действием гидродинамического давления потока прижимается к седлу 4 и перекрывает поток. Если мощность потока жидкости недостаточна для создания контактного давления на сопрягаемых поверхностях шара и седла, маховик запорного устройства поворачивают по часовой стрелке на некоторый угол и шар 8 оказывает давление клином 9 каретки 5 и упорным клином 14 корпуса I.

Распределение и взаимодействие сил , действующих на элементы запор ного устройства в переходные процессы работы поясняется фиг. 4.

- силы, направленные по оси штока 12 и действующие на шар 8 КЛИНОМ 9 каретки 5 и упорным клином 14 корпуса I;

- составляющие силы, направленные по касательной тара 8;

4 - составляющие силы , направленные по радиусу шара 8; - равнодействующая , составляющих сил А /ik , направленная

в сторону движения потока и создающая принудительное контакт ное давление на сопрягаемые поверхностишара и седла.

Шар в переходные процессы работы запорного устройства изменяет свое положение относительно корпуса , подвергая упруго- пластическим деформаци, щт седло в местах его контакта с шаром и устраняя намечакщиеся просеч ки на седлах от воздействия загрязненной жйдкостй. Этот признав повы шает гадежнооть работы запорного устройства

Авторы: S3f Стрекалов В.Е.

Claims (3)

1. Запорное устройство с шаровым затвором, содержащее корпус, затвор с "плавающим" шаром со сквозным отверстием, отличающееся тем, что шар устанавливается свободно в отверстие каретки, связанной со штоком, которая (каретка) имеет в верхней части этого отверстия клин, а в нижней части - сквозной паз, через который проходит упорный клин, жестко связанный с днищем корпуса и оказывающий давление на шар вместе с клином каретки при перекрытии потока жидкости, а при открытии потока каретка оказывает воздействие на шар дугообразными выступами, расположенными между сквозным пазом каретки и ее плоскими торцами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шток с кареткой соединен с помощью шариков, которые имеют дугообразные дорожки на гладкой части штока и на чашевидном приливе каретки, последний имеет сбоку отверстие для введения шариков в полость прилива.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шар выполнен пустотелым из материала, близкого по плотности к плотности жидкости.