КРАН ШАРОВОЙ

Предлагаемое устройство относится к нефтепромысловому оборудованию, точнее к арматуре устья скважин для нагнетания воды в пласт с целью поддержания пластового давления.
Известен кран шаровой КПШ содержащий корпус с расположенными в нем подпружиненными седлами и взаимодействующей с ними шаровой пробкой с осевым каналом, приводной вал с ручкой и уплотнением. (Каталог продукции Юго-Камского машиностроительного завода, 2002 г.).
Недостатком данного крана является то, что у шаровой пробки отсутствуют цапфы, т.е. пробка является плавающей. В закрытом положении ее прижимает к выходному седлу давление среды, в результате чего резко увеличивается усилие при управлении краном, что приводит к интенсивному износу уплотнительных поверхностей.
Недостатком известного устройства является также то, что оно не обеспечивает возможность регулирования расхода рабочей среды, что усложняет эксплуатацию и вызывает необходимость установки дополнительного устройства - регулятора расхода. Кроме того, данная конструкция крана не позволяет произвести ревизию и ремонт затвора крана без демонтажа его с трубопровода.
Известен кран шаровой КШД-65×21, в котором частично устранены отмеченные выше недостатки. Кран содержит корпус с входным и выходным каналами и сквозной боковой канал, один выход которого закрыт крышкой, а другой выход закрыт резьбовой пробкой. В корпусе расположена шаровая пробка с цапфами и проходным каналом, а также взаимодействующие с ней подвижные подпружиненные седла, втулки которых размещены в расточках корпуса. В проходном канале шаровой пробки установлен сменный дроссель с втулкой-штуцером из твердого сплава, позволяющий регулировать расход рабочей среды. Сверху корпус закрыт крышкой, прикрепленной к нему болтами. (Каталог ОАО «Корвет», г.Курган, 2003 г.).
Недостатком данного крана является то, что сменный дроссель, установленный в проходном канале пробки, не зафиксирован от осевого перемещения. Его смещение может привести к заклиниванию крана. Кроме того, операция по замене дросселя является довольно трудоемкой, т.к. надо каждый раз отвернуть и завернуть болты крепления боковой крышки. Недостатком является и то, что кран имеет разъемный корпус, что исключает возможность ревизии и ремонта крана без снятия его с трубопровода.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является создание крана шарового, конструкция которого устраняет отмеченные выше недостатки.
Для достижения указанного технического результата предлагается кран шаровой, содержащий, как и наиболее близкий к нему известный, корпус
с входным и выходным каналами и выполненным в стенках корпуса под прямым углом к последним сквозным боковым каналом, один выход которого закрыт крышкой, а противоположный - резьбовой пробкой, два подвижных подпружиненных седла, втулки которых установлены в расточках корпуса, шаровую пробку с цапфами, прилегающую к обоим седлам и имеющую сквозной канал в котором установлен сменный дроссель, имеющий сквозное отверстие, которое в открытом положении вместе с входным и выходным каналами образует канал для прохода среды; прикрепленную сверху корпуса крышку с уплотнением и деталями привода.
В отличие от известного в предлагаемом устройстве седла выполнены составными, при этом прилегающая к шаровой пробке часть седла выполнена в виде кольца со сферической расточкой под упомянутую шаровую пробку и с возможностью самоустановки относительно сферической поверхности последней и относительно торца неподвижной в радиальном направлении втулки; в сквозном канале шаровой пробки со стороны входа среды выполнена конусная расточка, обращенная основанием конуса к периферии, а на ответной поверхности сменного дросселя выполнен конусный бурт под упомянутую расточку, при этом корпус выполнен неразъемным, а крышка бокового канала снабжена байонетным замком.
На фиг.1 представлен предлагаемый кран шаровой.
На фиг.2 представлен предлагаемый кран шаровой - вид сверху.
Он содержит неразъемный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и выполненным в стенках корпуса под прямым углом к последним сквозным боковым каналом. В корпус 1 установлена шаровая пробка 4 с цапфами 5, 6. К шаровой пробке 4 прилегают два подвижных составных седла, каждое из которых состоит из втулки 7 с уплотнениями 8, 9, тарельчатыми пружинами 10 и кольца 11 с упругим элементом 12. Втулка 7 установлена в расточке корпуса 1 с возможностью осевого перемещения. Кольцо 11 по имеющейся в нем сферической расточке прилегает к шаровой поверхности пробки 4. Противоположная поверхность кольца 11 контактирует с торцом втулки 7 через уплотнение 9 и имеет возможность самоустановки по упомянутым поверхностям. Цапфы 5, 6 шаровой пробки 4 установлены во вкладышах 13, 14 с возможностью вращения вокруг своей оси. В шаровой пробке 4 выполнен сквозной канал в котором установлен сменный дроссель 15 со сквозным отверстием. Последнее в открытом положении арматуры образует открытое соединение между входным и выходным каналами и вместе с ними образует канал для прохода среды. В сквозном канале шаровой пробки 4 выполнена конусная расточка 16, обращенная основанием конуса к периферии, а на ответной поверхности сменного дросселя 15 - конусный бурт 17 под упомянутую расточку. Благодаря наличию упомянутой расточки и упомянутого бурта исключается вероятность заклинивания затвора крана по причине смещения дросселя 15 под действием давления рабочей среды. Сверху корпус крана закрыт крышкой 18 с прокладкой 19. Крышка корпуса 18 содержит грундбуксу
20, уплотнение 21 и рукоятку 22. Выходы бокового канала закрыты с одной стороны - резьбовой пробкой 23, а с противоположной стороны - крышкой 24 с байонетным замком. Применение для крепления крышки бокового канала байонетного замка вместо болтового соединения снижает продолжительность операции замены дросселя. В крышке 24 установлен клапан 25.
Кран работает следующим образом.
Кран шаровой устанавливают на трубопроводе и крепят с помощью стандартных фланцевых соединений. При повороте рукоятки 22 против часовой стрелки на 90° кран открывается. Шаровая пробка 4 вместе с рукояткой 22 также поворачивается на 90° и канал в ней совмещается с входным 2 и выходным 3 каналами в корпусе 1, образуя единый проход для рабочей среды.
Для смены дросселя 15 кран закрывают, повернув рукоятку 22 на 90° по часовой стрелке. С помощью клапана 25 сбрасывают давление в корпусе 1. Далее отворачивают резьбовую пробку 23 и снимают крышку 24, повернув ее до совпадения выступов на крышке с пазами в корпусе 1. После этого выбивают сменный дроссель 15 со стороны резьбовой пробки 23 и устанавливают новый со стороны крышки 24 бокового канала до упора в конусную расточку в шаровой пробке 4. Затем заворачивают резьбовую пробку 23 и устанавливают крышку 24 бокового канала.
Данная конструкция крана позволяет провести ревизию затвора крана (например, замену уплотнительных колец или тарельчатых пружин) и ремонт без его демонтажа с трубопровода. Для этого необходимо отсечь высокое давление и сбросить давление в корпусе 1 с помощью клапана 25, снять рукоятку 22, отвернуть гайки и снять крышку 18 корпуса 1, вынуть шаровую пробку 4 вместе с прилегающими к ней кольцами 11. Провести необходимые работы и выполнить сборку крана в обратном порядке.
Экономический эффект от использования полезной модели будет получен за счет сокращения время на ремонт и обслуживание, а также повышения надежности и увеличения срока службы крана шарового.