КРАН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С МЕХАНИЗМОМ ТОЧНОЙ РЕГУЛИРОВКИ

Полезная модель относится к арматуростроению, а именно к запорной трубопроводной арматуре, и может быть использована в качестве запорного и регулировочного органа при испытании различных изделий на герметичность внутренним гидростатическим давлением, с точной регулировкой испытательного давления.
Целью полезной модели является повышение точности регулировки давления.
Уровень техники
5
Известен шаровый кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный элемент с приводом и уплотнения А.С. СССР №1756712, МКИ F16K 5/06; 5/20.1990 г., опубл. Бюл. №31, 1992 г.[1].
Перекрытие или регулировка потока жидкости или газа осуществляется перемещением запорного элемента посредством привода.
Недостатком известного устройства, при применении его в кранах высокого давления для проведения гидростатических испытаний, являются невозможность точной регулировки испытательного давления.
За прототип выбран кран высокого давления по Патенту РФ на полезную модель №81277, МПК F16K 5/00, 13/00, 2008 г, опубл. Бюл. №7, 2009 г.[2].
Кран - прототип содержит корпус, входной и выходной штуцеры, основной канал подачи давления, основную пробку перекрытия последнего, дренажный канал с дренажной пробкой, выполненный за основной пробкой и контрольный канал с манометром, выполненный за дренажным каналом.
Перекрытие или регулировка потока жидкости или газа осуществляется перемещением основной и запорной пробок, а контроль давления - манометром.
Недостатком крана - прототипа является невозможность точной регулировки испытательного давления.
Технический результат заключается в повышении точности регулировки давления.
Указанный технический результат достигается тем, что в кране высокого давления с механизмом точной регулировки, содержащим корпус, входной и выходной штуцеры, основной канал подачи давления с основной пробкой, дренажный канал с дренажной пробкой, выполненный за основной пробкой (в данном случае - за вертикальным участком основного канала) и контрольный канал с манометром, выполненный за дренажным каналом, между контрольным и дренажным каналами выполнен дополнительный регулировочный канал с упомянутым механизмом точной регулировки в виде стакана, установленного открытым торцом на корпусе и имеющего резьбовое отверстие на закрытым торце, сильфона с возможностью перемещения в стакане, соединенного одним торцом (внутренним) с регулировочным каналом, при этом второй торец сильфона (наружный) заглушен, а также регулировочного элемента, например микрометрического винта, установленого в резьбовом отверстии стакана и киниматически взаимодействующего с заглушенным торцом сильфона.
Раскрытие полезной модели
При проведении испытаний на герметичность различных деталей и узлов внутренним гидростатическим давлением, в них нагнетают жидкость и выдерживают испытываемый образец под этим давлением установленное время.
Испытываемый образец считают выдержавшим испытания, если не было влаги (протечек) на поверхности образца или не было падения давления на манометре.
Однако при испытании образцов специальной техники необходима точная установка испытательного давления для исключения нарушения герметичности. Известные устройства не могут обеспечить этого, поэтому существует необходимость в отдельном механизме точной регулировки испытательного давления.
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в обеспечении точности регулировки давления.
Обозначенная задача может быть достигнута обеспечением крана высокого давления, содержащего корпус, входной и выходной штуцеры, основной канал подачи давления с основной пробкой, дренажный канал с дренажной пробкой, выполненный за основной пробкой (в данном случае - за вертикальным участком основного канала) и контрольный канал с манометром, выполненный за дренажным каналом, дополнительным регулировочным каналом с механизмом точной регулировки в виде стакана, установленного открытым торцом на корпусе и имеющего резьбовое отверстие на закрытым торце, сильфона с возможностью перемещения в стакане, соединенного одним торцом с регулировочным каналом, при этом второй торец сильфона должен быть заглушен, а также регулировочного элемента, например микрометрического винта, установленного в резьбовом отверстии стакана и киниматически взаимодействующего с заглушенным торцом сильфона.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображен кран высокого давления, продольный разрез, на фиг.2 - выноска I на фиг.1, штрих - пунктирными линиями показан испытываемый образец, стрелками - движение рабочей жидкости.
Кран высокого давления содержит корпус 1, входной и выходной штуцеры 2 и 3, основной канал подачи давления 4 с основной пробкой 5, дренажный канал 6 с дренажной пробкой 7, выполненный за основной пробкой 5 (в данном случае - за вертикальным участком основного канала 4) и контрольный канал 8 с манометром 9, выполненный за дренажным каналом 6, между контрольным каналом 8 и дренажным каналом 6 выполнен дополнительный регулировочный канал 10 с механизмом точной регулировки в виде стакана 11, установленного открытым торцом на корпусе 1 и имеющего резьбовое отверстие (на чертеже не обозначено) на закрытым торце, сильфона 12 с возможностью перемещения в стакане 11, соединенного одним торцом (внутренним) 13 с регулировочным каналом 10, при этом второй торец 14 сильфона 12 (наружный) заглушен, а также регулировочного элемента 15, например микрометрического винта, установленного в резьбовом отверстии стакана 11 и киниматически взаимодействующего с заглушенным торцом сильфона 12.
Работа с краном осуществляется следующим образом.
Для проведения испытаний на герметичность испытываемого образца (на чертеже не обозначен) внутренним гидростатическим давлением производят следующее:
- собирают гидравлическую схему, а именно подключают последовательно источник гидравлического давления (на чертеже не показан) к входному штуцеру 2 корпуса 1, а к его выходному штуцеру 3 - испытываемый образец, при помощи трубопроводов с накидными гайками и ниппелями (на чертеже не показаны);
- максимально растягивают сильфон 12 перемещением его в стакане 11 при помощи регулировочного элемента 15;
- открывают основной канал подачи давления 4, частичным перемещением основной пробки 5 и дренажной пробки 7, при этом исключается выход рабочей жидкости в атмосферу, а остается открытой только линия «источник давления - основной канал - испытываемый образец»;
- закачивают рабочую жидкость обычным магистральным давлением во внутреннюю полость испытываемого образца до полного вытеснения воздуха из рабочего объема;
- заглушают выходное отверстие испытываемого образца технологической заглушкой (на чертеже не показана);
- создают предварительное давление несколько меньше необходимого испытательного давления в кране и соответственно в испытываемом образце при помощи источника давления, контроль давления производят по манометру 9;
- закрывают основную пробку 5 и дренажную пробку 7;
- доводят давление в кране и соответственно в испытываемом образце до необходимого, для чего сжимают сильфон 12 перемещением его в стакане 11 при помощи регулировочного элемента 15, при этом рабочая жидкость перетекает из сильфона 12 в испытываемый образец и создает упомянутое необходимое давление;
- выдерживают испытываемый образец при испытательном давлением установленное время;
- визуально контролируют отсутствие протечек или падение давления в замкнутом рабочем объеме испытываемого образца по манометру 9;
- открывают дренажную пробку 7 и сбрасывают рабочую жидкость с испытательным давлением в атмосферу, при этом основная пробка 5 остается закрытой, и предохраняет источник давления или его запорный клапан от гидравлического удара;
- производят повторную закачку рабочей жидкости и создают повышенное, по отношению к испытательному, давление, имитирующее аварийную ситуацию работы образца, описанными выше манипуляциями;
- выдерживают испытываемый образец при повышенном давлении установленное время;
- визуально контролируют отсутствие протечек или падение давления по манометру 9;
- открывают дренажную пробку 7 и сбрасывают рабочую жидкость при повышенном давлении в атмосферу, при этом пробка 5 остается закрытой;
- разбирают гидравлическую схему и удаляют рабочую жидкость из системы;
Испытываемый образец считают выдержавшим испытания, если не было влаги (протечек) на поверхности образца или не было падения давления на манометре 9.
Осуществление полезной модели
Разработана конструкция крана высокого давления с механизмом точной регулировки
Кран состоит из корпуса 1, входного и выходного штуцеров 2 и 3, основного канала подачи давления 4 с пробкой 5, дренажного канала 6 с пробкой 7, контрольного канала 8 с манометром 9 и регулировочного канала 10 с механизмом точной регулировки.
Корпус 1 представляет собой стальной параллелепипед с размерами 100×40×76 мм, внутри которого выполнен основной канал 4 диаметром 6 мм с горизонтальными и вертикальными участками, сообщающимися между собой. Причем горизонтальные участки имеют входное и выходное отверстия с конической дюймовой резьбой по ГОСТ 6111-52 К3/8" (входной) и К1/4" (выходной) для установки входного и выходного штуцеров 2 и 3, а вертикальный - выходное отверстие с резьбой по ГОСТ 9150-59 M12×1,25 - для установки пробки 5. Кроме того, имеются дренажный канал 6 диаметром 6 мм, сообщающийся с каналом 4 и атмосферой, и выходным отверстием с цилиндрической частью диаметром 14 мм и резьбовой - М 12×1,25 - для установки пробки 7, контрольный канал 8 диаметром 6 мм, сообщающийся с каналом 4 и имеющий отверстие М20×1,5 для установки манометра 9, а также дополнительный регулировочный канал 10 диаметром 6 мм, сообщающийся
с каналом 4 и имеющий отверстие M12×1,25 для установки механизма точной регулировки.
Входной штуцер 2 представляет собой стальной стержень диаметром 38 и длиной 50 мм с отверстием диаметром 8 мм, с одной стороны которого имеется наружная резьба М27×1,5 для подключения источника гидравлического давления (в данном случае - гидронасос, на чертеже не показан), а с другой - коническая дюймовая резьба К3/8" - для установки во входное отверстие корпуса 1.
Выходной штуцер 3 представляет собой стальной стержень диаметром 22 и длиной 50 мм с отверстием диаметром 6 мм, с одной стороны которого имеется наружная резьба M12×1,25 для подключения испытываемого образца (на чертеже не обозначен), а с другой - коническая дюймовая резьба К1/4" - для установки в выходное отверстие корпуса 1.
Пробки 5 и 7 представляют собой стальной стержень длиной 60 мм, включающий в себя шестигранную головку S17 толщиной 10 мм, цилиндрическую часть диаметром 14 мм длиной 20 мм с канавкой размером 3×2,2 мм под уплотнение, резьбовую часть М12×1,25 длиной 20 мм и коническую часть с уклоном 6° длиной 10 мм - для запирания канала подачи давления 4. В качестве уплотнения применено кольцо 2 - 9,6-2,4 - 3012 ОСТ В 38.0529 - 86 (на чертеже не обозначено).
2
Манометр 9 представляет собой покупное изделие МТП -160 ГОСТ 2405 - 72, расчитаное на максимальное гидравлическое давление 15,6 МПа (160 кгс/см) с ценой деления - 0,2 МПа (2 кгс/см) и установочным хвостовиком с резьбой М20×1,5.
Механизм точной регулировки, в свою очередь, содержит стакан 11, установленный открытым торцом на корпусе 1 и имеющий резьбовое отверстие (на чертеже не обозначено) на закрытым торце, сильфон 12 с возможностью перемещения в последнем, соединенного одним торцом (внутренним) 13 с регулировочным каналом 10, при этом второй торец (наружный) 14 сильфона 12 заглушен, а также регулировочного элемента 15, установленного в резьбовом отверстии стакана 11 и киниматически взаимодействующего с заглушенным торцом сильфона 12.
Стакан 11 представляет собой стальной полый цилиндр диаметром 24 мм, высотой 80 мм, толщиной стенки 2 мм, на одном открытом торце которого имеется фланец (на чертеже не обозначен) диаметром 36 мм, толщиной 2 мм и шестью отверстиями диаметром 4,2 мм для крепление к корпусу 1 болтами М4×15 и шайбами 4 (на чертеже не показаны), на втором закрытом торце имеется центральное резьбовое отверстие M10×0,5 для установки регулировочного элемента 15.
Сильфон 12 представляет собой покупное изделие «Сильфон 22-16-0,15×5 ГОСТ 21744-83», с наружным диаметром 22 мм, внутренним диаметром 15 мм, длиной 76 мм, числом гофров 16, толщиной слоя 0,15 мм, числом слоев 5 и рабочим ходом 6 мм, изготовленного из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные», рассчитанный на рабочее давление 20 МПа (200 кгс/см) и температуру от - 260 до +550°С.
С одного (внутреннего) торца сильфона 12, герметично, при помощи сварки по ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» установлен штуцер (на чертеже не обозначен) с наружной резьбой М12×1,25 высотой 20 мм и центральным отверстием диаметром 6 мм, с другого (внешнего) - заглушка (на чертеже не обозначена) диаметром 20 мм и высотой 2 мм для взаимодействия с внутренней стенкой корпуса 11 и регулировочным элементом 15. В качестве уплотнения применено кольцо 2-9,6-2,4-3012 ОСТ В 38.0529 - 86 (на чертеже не обозначено).
Регулировочный элемент 15 представляет собой стальной микрометрический винт типа МКВ с резьбой M10×0,5 и длиной 15 мм, взаимодействующий с резьбой M1 0×0,5 стакана 11 и соответственно с сильфоном 12 через заглушку.
Технический результат заключается в повышении точности регулировки давления.
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно - введением между контрольным и дренажным каналами дополнительного регулировочного канала с упомянутым механизмом точной регулировки в виде стакана, установленного открытым торцом на корпусе и имеющего резьбовое отверстие на закрытым торце, сильфона с возможностью перемещения в стакане, соединенного одним торцом с регулировочным каналом, при этом второй торец сильфона заглушен, а также регулировочного элемента, например микрометрического винта, установленного в резьбовом отверстии стакана и киниматически взаимодействующего с заглушенным торцом сильфона.