ШАРОВОЙ КРАН

ШАРОВОЙ КРАН
Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре и может быть использована для перекрытия потока рабочих жидкостей при цементировании скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах.
Известен шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой пробкой с проходным каналом, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в виде рейки и установленного на шпинделе приводного зубчатого колеса снабженного промежуточным зубчатым колесом, причем приводное зубчатое колесо установлено с возможностью взаимодействия с рейкой либо непосредственно с ней, либо через промежуточное зубчатое колесо. ( Патент RU № 2165555, кл. F16 К 5/06, 2001г. - второй вариант).
Недостатком известной конструкции является то, что привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки, выполненный в виде зубчато-реечной передачи не позволяет уменьшить приводной крутящий момент при работе крана в условиях высокого давления рабочей среды, а также сложность конструкции, состоящей из дополнительного зубчатого колеса и зубчатой рейки с механизмами крепления. Кроме того отсутствует механизм фиксации рейки и в связи с этим возможен самопроизвольный поворот шаровой пробки в условиях протока рабочей среды и возникающих при работе вибраций, а следовательно не обеспечивается требуемая надежность работы крана.
2002100445
Предлагаемое техническое решение направлено на уменьшение приводного крутящего момента при высоком давлении рабочей среды, повышение надежности работы крана и упрощение конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой пробкой с проходным каналом, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, привод движения выполнен в виде зубчатой передачи, состоящей из шестерни и зубчатого колеса, на котором выполнены углубления в пределах сектора 90°. Шестерня установлена на оси, имеющей платформенно-уголковую часть для закрепления винтами на корпусе. Привод снабжен ограничителем поворота шаровой пробки в виде вкладышей, закрепленных в двух впадинах между зубьями зубчатого колеса, с обеспечением ограничения поворота шаровой пробки на 90°, чем достигается точность установки проходного канала шаровой пробки относительно седел. Шаровой кран снабжен фиксатором поворота зубчатого колеса, состоящий из шарика и пружины, которые установлены в глухом отверстии на корпусе с возможностью взаимодействия с углублениями, выполненными на зубчатом колесе, тем самым предотвращая самопроизвольное закрытие крана в условиях протока рабочей среды или возникающих при работе вибраций.
На фиг. 1 представлен предлагаемый шаровой кран, продольный разрез. На фиг. 2 шаровой кран, вид сверху. На фиг. 3 - разрез зубчатого колеса привода шарового крана. На фиг. 4 -узел Б на фиг. 2 ( в увеличенном масштабе).
Шаровой кран с зубчатой передачей привода состоит из корпуса 1 с соосными входным и выходным патрубками, ввернутых в них муфт 2, в которые установлены седла 3 и размещенного между ними затвора, выполненного в виде шаровой пробки 4 с проходным каналом для протока рабочей среды. Шаровая пробка 4 через переходник 5, имеющий с двух сторон крестообразные выступы, соединена со шпинделем 6. На шпинделе б закреплено зубчатое колесо 7, с которым находится в зацеплении шестерня 8, установленная на оси 9 . Ось имеет платформенно-уголковую часть для закрепления винтами 10 на корпусе 1. В верхней части шестерни 8 выполнено радиальное отверстие Д. Седла 3 поджаты пружинами 11. Привод шарового крана содержит ограничители поворота шаровой пробки 4 в виде вкладышей 12, закрепленных в двух впадинах между зубьями зубчатого колеса 7 винтами 13 для обеспечения ограничения поворота шаровой пробки на 90° Для фиксации зубчатого колеса 7, следовательно и шаровой пробки в крайних положениях шаровой кран снабжен фиксатором в виде шарика 14 и пружины 15, установленных в глухом отверстии на корпусе 1, а на зубчатом колесе 7 выполнены углубления «Г в пределах сектора 90°.
Шаровой кран работает следующим образом.
Положение шаровой пробки 4 «Открыто показано на фиг. 1 Для открывания крана в радиальное отверстие «Д шестерни 8 следует вставить рукоятку и повернуть шестерню 8 до упора вкладышей 12. Через зубчатое колесо 7 и шпиндель 6 шаровая пробка 4 совершает поворот на 90°. При упоре вкладышей 12 в шестерню 8 исключается излишний поворот шаровой пробки 4 и происходит точная установка
проходного канала шаровой пробки 4 относительно седел 3, обеспечивая проход рабочей среды. Шарик 14 поджатием пружины 15 выводится из углубления «Г в зубчатом колесе 7 и затем вводится в зацепление со следующим углублением в пределах сектора 90° Этим достигается фиксация зубчатого колеса 7, а следовательно и шаровой пробки 4, предотвращая самопроизвольное закрытие крана в условиях протока рабочей жидкости или возникающих при работе вибраций.
Закрытие крана осуществляется поворотом шестерни 8 в обратном направлении до упора вкладышей 12 в шестерню 8, что приводит к повороту шаровой пробки на 90° в противоположном направлении, при этом проходной канал шаровой пробки устанавливается перпендикулярно отверстию крана. Шарик 14 поджатием пружины 15 выводится из углубления «Г зубчатого колеса 7 и устанавливается в первоначальное крайнее положение в пределах сектора 90° при положении «Открыто, обеспечивая фиксацию зубчатого колеса 7 и предотвращая самопроизвольное открытие крана.
Такая конструкция, где в качестве привода щарового крана использована зубчатая передача, снабженная фиксатором поворота зубчатого колеса и ограничителем поворота шаровой пробки позволяет уменьшить приводной крутящий момент, а также упростить конструкцию и уменьшить ее габариты. В результате эксплуатации кран показал надежность в работе и простоту в обслуживании, так как для его открывания в условиях высокого давления рабочей среды прилагаются небольшие усилия.