КРАН ШАРОВОЙ УГЛОВОЙ

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к кранам с поворотными пробками, имеющими седловую поверхность, форма которой представляет собой поверхность тела вращения.
Известен регулирующий клапан с динамически нагруженным уплотнительным узлом, состоящий из корпуса, штока с подвижным регулирующим органом, сальниковой коробки, состоящей из первичного уплотнительного пакета, фиксирующего фланца, вторичного уплотнительного кольца, нажимной буксы, гайки с резьбой, прикладывающей сжимающее усилие ко второму уплотнительному кольцу, фонарное кольцо, разделяющее первичный уплотнительный пакет и вторичное уплотнительное кольцо, канал утечки, расположенный возле фонарного кольца, обеспечивающий прохождение текучей среды, позволяющий обслуживающему персоналу определять состояние уплотнения ниже фонарного кольца (Патент Российской Федерации на изобретение №2555420, 2015 г., по кл. МПК F16K 41/02).
В представленном на фиг. 1 в патенте на изобретение №2555420 варианте регулирующего клапана имеется ряд технических проблем. Сальниковое уплотнение представляет собой два сальниковых пакета (первичный и вторичный), расположенных один в одном. Каждый из этих сальниковых пакетов имеет нижний уплотнительный пакет и верхний уплотнительный пакет, разделенных между собой фонарным кольцом. Наличие фонарного кольца между нижним уплотнительным пакетом и верхним уплотнительным пакетом и расположение возле него канала утечки, обеспечивающего прохождение текучей среды, приводит к увеличению высоты всего сальникового уплотнительного узла, а соответственно к увеличению общего габаритного размера клапана, что является критичным для запорной арматуры, устанавливаемой на вагон-цистерне, так как общий габарит вагон-цистерны органичен. Также наличие канала утечки, обеспечивающего прохождение текучей среды, предназначено для определения состояния уплотнения только ниже фонарного кольца обслуживающим персоналом и не предназначено для определения состояния уплотнения выше фонарного кольца.
В представленном на фиг. 2 в патенте на изобретение №2555420 варианте регулирующего клапана также имеется ряд технических проблем. Сальниковое уплотнение представляет собой два сальниковых пакета (верхний и нижний), расположенных один над другим. Нижний уплотнительный пакет и верхний уплотнительный пакет разделены между собой фонарным кольцом. Наличие фонарного кольца между нижним уплотнительным пакетом и верхним уплотнительным пакетом и расположение возле него канала утечки, обеспечивающего прохождение текучей среды, приводит к увеличению высоты всего сальникового уплотнительного узла, а соответственно к увеличению общего габаритного размера клапана, что является критичным для запорной арматуры, устанавливаемой на вагон-цистерне, так как общий габарит вагон-цистерны органичен. Также наличие канала утечки, обеспечивающего прохождение текучей среды, предназначено для определения состояния уплотнения только ниже фонарного кольца обслуживающим персоналом и не предназначено для определения состояния уплотнения выше фонарного кольца.
Наиболее близким аналогом является кран шаровой угловой, содержащий корпус с внутренней полостью, к которой примыкают входной и выходной патрубки для рабочей среды, неметаллические седла с уплотнительной поверхностью, сальник и металлический шаровой затвор, расположенный во внутренней полости, заднюю крышку и установленное в нее с зазором устройство перемещения заднего уплотнительного седла (Патент Российской Федерации на полезную модель №137073, 2012 г., по кл. МПК F16K 5/06).
Вышеуказанный кран шаровой угловой имеет следующую техническую проблему. В период между штатными периодическими испытаниями (ревизиями) запорной арматуры на вагон-цистерне возможны нарушения герметичности сальника крана шарового углового, которые обнаруживаются при заполнении вагон-цистерны рабочей средой, вследствие чего происходит утечка опасных веществ (рабочей среды). Это приводит к необходимости остановить заполнение вагон-цистерны, слить уже налитый груз и убрать вагон-цистерну с поврежденной запорной арматурой с загрузочного терминала. После чего вагон-цистерна отправляется на ревизию в ремонтно-испытательный пункт. Это приводит к значительным потерям во времени при эксплуатации вагон-цистерны.
Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается в конструкции крана шарового углового, содержащего корпус с внутренней полостью, к которой примыкают входной и выходной патрубки для рабочей среды, неметаллические седла с уплотнительной поверхностью, сальник и металлический шаровой затвор, расположенный во внутренней полости, заднюю крышку и установленное в нее с зазором устройство перемещения заднего уплотнительного седла, при этом сальник выполнен в виде втулки с канавками, на наружном и внутреннем диаметре, соединенных между собой отверстием, и уплотнительных колец расположенных относительно канавок со стороны окружающей среды и внутренней полости крана, а корпус имеет резьбовой штуцер и канал соединяющий отверстие в штуцере с наружной канавкой втулки, что позволяет производить контроль герметичности крана шарового углового, а именно его сальника, непосредственно перед началом заполнения вагон-цистерны, без отправки на ревизию в ремонтно-испытательный пункт и без заполнения вагон цистерны.
Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является возможность производить контроль герметичности крана шарового углового, а именно его сальника, непосредственно перед началом заполнения вагон-цистерны, без отправки на ревизию в ремонтно-испытательный пункт и без заполнения вагон цистерны, что позволяет сэкономить время на проведение ревизии и предотвратить утечку опасных веществ.
Кран шаровой угловой представлен на фиг. 1, 2, 3 где:
1 - корпус, 2 - внутренняя полость крана шарового углового, 3 - входной патрубок, 4 - выходной патрубок, 5 - заднее неметаллическое уплотнительное седло, 6 - переднее неметаллическое уплотнительное седло, 7 - металлический шаровой затвор, 8 - шпиндель, 9 - втулка, 10 - канавки, 11 - отверстие между канавки, 12 - уплотнительное кольцо со стороны внутренней полости, 13 - уплотнительное кольцо со стороны окружающей среды, 14 - рукоятка, 15 - резьбовой штуцер, 16 - канал, 17 - пробка, 18 - прокладка, 19 - заглушка, 20 - тарельчатая пружина, 21 - кольцевая вставка, 22 - задняя крышка.
Общая конструкция крана шарового углового состоит из корпуса 1 с внутренней полостью 2 крана шарового углового, к которой примыкают входной 3 и выходной 4 патрубок для рабочей среды. Во внутренней полости 2 крана шарового углового установлены заднее 5 и переднее 6 неметаллические уплотнительные седла и металлический шаровой затвор 7. Металлический шаровой затвор 7 соединен со шпинделем 8, установленным в корпусе 1 с помощью сальника выполненного в виде втулки 9 с канавками 10, на наружном и внутреннем диаметре, соединенных между собой отверстием 11, и уплотнительными кольцами 12 и 13. Для управления краном на шпиндель 8 установлена рукоятка 14. На корпус 1 установлен резьбовой штуцер 15, соединенный каналом 16 с канавками 10 на втулке 9, с вкрученной в него пробкой 17 с прокладкой 18.
Кран шаровой угловой работает следующим образом. Кран шаровой угловой устанавливается на корпусе вагон-цистерны. При ее наполнении или опорожнении заглушка 19 периодически снимается. Кран шаровой угловой рукояткой 14 устанавливается в положении «открыто», при этом его внутренняя полость 2 сообщается с патрубками 3 и 4, и среда перетекает соответственно из патрубка 3 в патрубок 4. При установке крана шарового углового в положение «закрыто» внутренняя полость 2 соединена с патрубком 3 и отделена от патрубка 4. При этом тарельчатые пружины 20 через кольцевую вставку 21 давят на заднее неметаллическое седло 5, которое передает это усилие на металлический шаровой затвор 7, прижимающий в свою очередь переднее неметаллическое седло 6. Усилие от воздействия двух тарельчатых пружин 20 обеспечивает герметичность крана шарового углового. Также при наличии давления в вагон-цистерне рабочая среда, находясь во внутренней полости 2, воздействует на металлический шаровой затвор 7, прижимая его к переднему неметаллическому уплотнительному седлу 6. Наличие зазора между кольцевой вставкой 21 и задней крышкой 22 позволяет выровнять давление во внутренней полости 2 и полости расположенной за задним неметаллическим уплотнительным седлом 5.
Перед заполнением вагон-цистерны транспортируемой рабочей средой производится следующая операция. Из резьбового штуцера 15 выкручивается пробка 17 с прокладкой 18. К резьбовому штуцеру 15 присоединяется проверочное оборудование, при помощи которого через канал 16 нагнетается проверочное давление в канавки 10 расположенные на наружном и внутреннем диаметре втулки 9 и соединенных между собой отверстием 11. Уплотнительное кольцо 12 со стороны внутренней полости 2 крана шарового углового и уплотнительные кольца 13 со стороны окружающей среды обеспечивают герметичность подаваемого давления в штуцер 15 относительно окружающей среды и внутренней полости 2 крана шарового углового соответственно. Для контроля утечки испытательной среды (воздуха) на выступающую из корпуса 1 часть втулки 9, наносится пенообразующий раствор. При отсутствии пузырьков сальниковое уплотнение шпинделя 8 считается герметичным.
Предложенная конструкция крана шарового углового содержащая корпус с внутренней полостью, к которой примыкают входной и выходной патрубки для рабочей среды, неметаллические седла с уплотнительной поверхностью, сальники и металлический шаровой затвор, расположенный во внутренней полости, заднюю крышку и установленное в нее с зазором устройство перемещения заднего уплотнительного седла, при этом сальник выполнен в виде втулки с канавками, на наружном и внутреннем диаметре соединенных между собой отверстием, и уплотнительных колец расположенных со стороны окружающей среды и внутренней полости крана, а корпус имеет резьбовой штуцер и канал соединяющий отверстие в штуцере с наружной канавкой втулки позволяет производить контроль герметичности сальника непосредственно перед началом заполнения вагон-цистерны, без отправки на ревизию в ремонтно-испытательный пункт и без заполнения вагон цистерны, что позволяет сэкономить время на проведение ревизии и предотвратить утечку опасных веществ.