КРАН ШАРОВОЙ С ПОЛОЙ ПРОБКОЙ

Полезная модель крана шарового с полой пробкой относится к трубопроводной арматуре, в частности, к шаровым кранам, предназначенной для перекрытия потоков и характеризующейся номинальными диаметрами более 500 мм.
Основными требованиями, предъявляемыми к трубопроводной арматуре, являются надежность, ремонтопригодность без вырезки из трубопровода, более низкая цена и металлоемкость по отношению к аналогам, с обязательным выполнением технических требований, предъявляемых к арматуре.
Известен кран шаровой, предназначенный для установки на трубопроводах в качестве перекрывающего устройства, не требующий его вырезки из трубопровода при ремонте - кран шаровой с верхним разъемом, содержащий корпус, соединенный резьбовыми соединениями с верхним фланцем, входной и выходной патрубки, и шаровую пробку, установленную на подпружиненные седла, с контактными поверхностями в форме шарового пояса (Описание к патенту на полезную модель №45494 по Кл. F16K 5/20, опубликовано 10.05.2005 г.). Подпружиненные седла снабжены уплотнениями из эластомерного материала, расположенными в зоне контактных поверхностей в форме шаровых поясов, контактирующих с поверхностью шаровой пробки и установлены в дополнительные кольцевые втулки, на торцевой поверхности которых со стороны шаровой пробки выполнен кольцевой конусный срез и кольцевой бурт в месте окончания среза, а на внутренних поверхностях верхнего фланца и нижней части корпуса, в месте их контакта с кольцевыми конусными срезами дополнительных кольцевых втулок выполнены ответные им конусные поверхности, причем, дополнительные кольцевые втулки уплотнены по торцевой поверхности относительно корпуса шарового крана эластомерными кольцами, а подпружиненные седла уплотнены по внутренней поверхности кольцевых буртов.
Недостатком известного крана шарового является ограниченный диапазон технологических параметров рабочей среды, для перекрывания потока которой он используется. В частности, наличие уплотнений из эластичного материала между шаровой пробкой и седлами, между седлом и кольцевой втулкой и между кольцевой втулкой и корпусом не позволяет использовать шаровой кран при давлениях и температурах рабочих сред, использующихся в энергетических установках. Выполнение механизма крепления подпружиненных седел с контактными конусными поверхностями на дополнительной втулке и ответных им поверхностях верхнего фланца и кольцевой канавки корпуса требует обеспечения расчетных усилий на резьбовом соединении верхнего фланца и корпуса, т.к. при их превышении возможно ослабление усилия прижима подпружиненного седла к поверхности шаровой пробки, а при недостаточно жесткой затяжке резьбовых соединений верхнего фланца и корпуса нарушается герметичность всего клапана из-за недостаточной нагруженности уплотнений между дополнительной кольцевой втулкой и корпусом, дополнительной кольцевой втулкой и седлом. В условиях эксплуатации сложно обеспечить расчетные нагрузки на резьбовых соединених между корпусом и верхним фланцем, например, после ремонта при сборке крана, что снижает надежность крана.
Недостатком известного крана шарового также является высокая металлоемкость, по отношению к другим типам запорной арматуры, особенно шаровой пробки, а соответственно, и более высокая стоимость, особенно для кранов шаровых диаметром более 500 мм.
Наиболее близким по назначению, технической сущности и достигаемому результату к заявляемому крану шаровому с полой пробкой с каналами для выравнивания давления внутри и снаружи шаровой пробки является кран шаровой с верхним разъемом (Описание к патенту на изобретение RU 2396474 C1 F16K 5/20, опубликовано 10.08.2010). Кран шаровой с верхним разъемом содержит корпус с соединенным с ним резьбовыми соединениями верхним фланцем, входной и выходной патрубки и шаровую пробку. Пробка установлена на подпружиненные седла с контактными поверхностями в форме шарового пояса. Подпружиненные седла установлены в дополнительные втулки, снабженные кольцевыми буртами. Эти втулки уплотнены по торцевой поверхности относительно корпуса шарового крана Контактные поверхности седел выполнены, по меньшей мере, двухконтурными по ширине шарового пояса. Контуры на поверхности шарового пояса разделены, по меньшей мере, одной кольцевой проточкой. Дополнительные кольцевые втулки установлены соосно седлам и закреплены на последних по резьбовой поверхности с возможностью передачи поджимающего усилия на уплотнения. В седле, в зоне резьбовой контактной поверхности дополнительной втулки и седла выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал, соединяющийся с кольцевой проточкой. Уплотнения между торцевой поверхностью дополнительных кольцевых втулок и корпусом выполнены сальниковыми.
Недостатком известного крана шарового также является высокая металлоемкость, по отношению к другим типам запорной арматуры, а соответственно, и стоимость, особенно для кранов шаровых диаметром более 500 мм.
Технической задачей, решаемой предполагаемой полезной моделью, является использование в кранах шаровых диаметром более 500 мм полой пробки с каналами для выравнивания давления снаружи и внутри пробки.
Поставленная задача достигается тем, что кран шаровой с верхним разъемом, характеризующийся тем, что имеет корпус с входным и выходным патрубками с установленной между подпружиненными седлами пробкой отличающийся тем, что пробка выполнена полой с каналами для выравнивания давления внутри и снаружи полой сферы и состоит из обечайки и полой сферы, в верхней и нижней частях которой выполнены, каналы (отверстия). Внизу между валом и втулкой установлена тарельчатая пружина (демпфер) исключающая возможность "пригорания" вала. В верхней части полой пробки выполнен паз в котором размещен шип муфты, в свою очередь паз муфты соединен с шипом шпинделя, передающем крутящий момент, а за счет паза и шипа, расположенных перпендикулярно обеспечивается соосность шпинделя, муфты и полой пробки. В нижней части полой сферы выполнен паз для установки вала. Вал имеет в центральной его части бурт. Второй конец вала соединен со втулкой установленной в корпусе. Между втулкой и буртом вала установлена тарельчатая пружина (демпфер) исключающая возможность "пригорания" вала. Полость корпуса соединена с внутренней полостью патрубков перепускными клапанами для сброса давления в случае разогрева крана шарового при наличии рабочей среды. Крышка крана шарового через уплотнительный элемент посредством резьбовых элементов закрывает и герметизирует основной разъем или, как вариант - плавающая крышка (фиг 2), посредством уплотнительных элементов и разрезного кольца закрывает и герметизирует основной разъем крана шарового. Подача рабочей среды в кран шаровой возможна в обоих направлениях.
Пример выполнения предлагаемого шарового крана представлен на чертежах.
На фиг.1 показана конструкция в разрезе предлагаемого крана шарового с полой пробкой с каналами для выравнивания давления внутри с снаружи пробки.
На фиг.2 изображен вариант крана шарового с плавающей крышкой.
Кран шаровой с верхним разъемом содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, в установочном гнезде А установлены подпружиненные седла 4, контактирующие с полой пробкой 5. Полая пробка 5 состоит из обечайки 6, полой сферы 7 верхней и нижней частях (полюсах) сферы выполнены каналы Б для выравнивания давления внутри и снаружи сферы. В нижней части полой пробки выполнены отверстие 8, для установки вала 9, установленного во втулке 10, которая закреплена в корпусе 1. Между валом 9 и втулкой 8 установлена тарельчатая пружина 11 (демпфер) исключающая возможность "пригорания" вала 9. В верхней части пробки выполнен паз 12 для установки муфты 13 передающей крутящий момент от шпинделя 14. Муфты 13 имеет шип 15 и паз 16. За счет шипа 15 и паза 16 расположенных перпендикулярно обеспечивается соосность шпинделя 14, муфты 13 и полой пробки 5. Корпус 1 имеет полость В, соединяющуюся с внутренней полостью патрубков Г и Д перепускными клапанами 17. Крышка 18 через уплотнительный элемент 19 посредством резьбовых элементов 20 закрывает и герметизирует основной разъем 21 или как вариант плавающая крышка 22 (фиг 2) посредством уплотнительных элементов 23 и разрезного кольца 24 закрывает и герметизирует основной разъем крана шарового.
Заявленная полезная модель обеспечивает значительное снижение массы шаровых кранов, а соответственно и стоимости, и обеспечит конкурентоспособность.
Источники информации, принятые во внимание при определении технического уровня:
1. Описание к патенту на полезную модель №45494 по Кл. F16K 5/20, опубликовано 10.05.2005 г.
2. Описание к патенту на изобретение RU 2396474 C1 F16K 5/20, опубликовано 10.08.2010 г.