ШАРОВОЙ КРАН

Предлагаемое техническое решение относится к запорной арматуре, а именно - к кранам со сферическим запорным органом, и предназначено для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды, в том числе и агрессивной, транспортируемой по системе из полипропиленовых труб. Кран может найти применение для систем холодного и горячего водоснабжения и отопления.
Известен шаровой кран, который содержит корпус с размещенной в нем сферической пробкой. Сферическая пробка связана с поворотным штоком. Футеровка корпуса, седла, уплотнение штока и ограничитель поворота штока выполнены за одно целое из композиционного материала. Футеровка снабжена резьбой. По меньшей мере одна часть внутренней поверхности корпуса, контактирующей с футеровкой, выполнена плоской либо по меньшей мере с одной канавкой. Шаровой кран изготовлен из металлических корпуса, сферической пробки и штока. Предварительно, в заготовке корпуса выполнены отверстия под шток, ограничитель поворота штока и технологическое - для заливки, после чего помещают детали в пресс-форму, фиксируют их положение посредством предварительно изготовленных вкладышей с резьбой и производят заливку композиционного материала в заливочной машине и изготовление корпуса путем формования (RU №2136996 С1, F 16 K 5/06, 1999 г.).
Наиболее близким из известных является шаровой кран, содержащий корпус с двумя предварительно полученными методом литья из полимерного материала под давлением полуформами, залитыми под давлением полимерным материалом, предпочтительно полипропиленом. В
полуформах размещены запорный элемент, фторопластовые седла и шток запорного элемента с уплотнительными кольцами. Запорный элемент выполнен из латуни с никелевым покрытием и имеет форму полого шара с каналом. Фторопластовые седла охватывают по периметру запорный элемент. Корпус шарового крана выполнен с противоположных его концов с каналами. Каналы имеют на участке длины, меньшем диаметра его большего основания, внутреннюю поверхность по форме усеченного конуса, переходящего в цилиндрическую поверхность меньшего диаметра, примыкающую торцом к полуформам (RU №2229649 C1, F 16 K 5/06, 2004 г.).
Известные решения не достаточно технологичны в связи с использованием в них ряда разнородных материалов, требующих различных технологических операций по обработке деталей из них, выполняемых на специфическом оборудовании, обусловленным свойствами этих материалов. Кроме того, различные материалы имеют, помимо того, различное температурное расширение, которое может привести к нарушению нормального функционирования изделий из них. Различие соединяемых при монтаже материалов шарового крана и трубопровода системы может привести к возникновению дефектов именно в месте соединения, которое для деталей из полимерного материала выполняется, как правило, термосваркой - нагревом до температуры размягчения соединяемых поверхностей и их плотным взаимным обжатием с выдержкой в таком положении до остывания места соединения. В этом случае немаловажную роль играют физические свойства соединяемых деталей.
Техническим результатом, который достигается в настоящем предложении является обеспечение возможности изготовления шарового крана из полимерного материала, идентичного или близкого по физическим параметрам - температуре плавления, коэффициенту температурного расширения, величине усадки - к материалу соединяемых с ним сваркой
труб, что обеспечивает повышение надежности и долговечности эксплуатации шарового крана в системе трубопроводов, надежно соединяемого с трубами из полимерного материала при достижении высокой технологичности изготовления самого крана.
Достигается это тем, что шаровой кран содержит полученный литьем под давлением корпус из статистического сополимера пропилена, в котором размещен сферической частью имеющий управляющий шток шаровой клапан с центральным отверстием, соосным при открытом положении крана подводящему и отводящему каналам корпуса шарового крана, каждый из упомянутых каналов относительно продольной оси штока выполнен с симметрично расположенными другому каналу цилиндрической частью в виде кольцевого буртика и расширяющейся к торцу корпуса усеченной конической частью, а цилиндрическая часть каждого канала ступенчато сопряжена с меньшим основанием усеченной конической части и с центральным отверстием шарового клапана, имеющим диаметр, меньший диаметра цилиндрической части канала, причем управляющий шток и шаровой клапан выполнены в виде единой детали литьем под давлением из полисульфона или полифенилсульфона. При длине крана от торца подводящего канала до торца отводящего канала 65 мм диаметр большего основания усеченной конической части составляет 19,5 мм, диаметр меньшего основания усеченной конической части - 19,4 мм, расстояние от большего основания усеченной конической части до кольцевого буртика составляет 14,5 мм, а диаметр центрального отверстия шарового клапана составляет 15 мм. Управляющий шток в верхней части выполнен для размещения на нем маховика или рычага управления с продольной прорезью уменьшающегося в направлении к шаровому клапану поперечного сечения, образующей упругий фиксатор, причем с торца, противоположного шаровому клапану, управляющий шток имеет скругленные кромки, образующие упорный буртик для маховика или рычага управления
толщиной не менее 3 мм.
На фиг.1 представлен кран шаровой, общий вид в продольном разрезе;
На фиг.2 представлен кран шаровой, общий вид с частичным поперечным разрезом (вырыв правой части);
На фиг.3 представлен шток крана шарового с шаровым клапаном, вид спереди на центральное отверстие;
На фиг.4 - то же, вид сбоку на продольную прорезь штока.
Шаровой кран содержит полученный литьем под давлением корпус 1 из статистического сополимера пропилена ПП-R, тип 3. В корпусе 1 размещен сферической частью имеющий управляющий шток 2 шаровой клапан 3 с центральным отверстием 4, которое при открытом положении крана соосно подводящему 5 и отводящему 6 каналам корпуса шарового крана (позиции 5 и 6 подводящего и отводящего каналов приняты условно в зависимости от направления течения жидкости по трубопроводу в месте установки шарового крана). Каждый из упомянутых каналов относительно продольной оси штока 2 выполнен с симметрично расположенными другому каналу цилиндрической частью в виде кольцевого буртика 7 и расширяющейся к торцу корпуса усеченной конической частью 8. Цилиндрическая часть каждого канала 5 или 6 ступенчато сопряжена с меньшим основанием 9 усеченной конической части 8 и с центральным отверстием 4 шарового клапана. Диаметр отверстия 4 меньше диаметра цилиндрической части канала. Управляющий шток 2 и шаровой клапан 3 выполнены в виде единой детали литьем под давлением из полисульфона или полифенилсульфона. Указанные детали получают литьем под давлением на стандартных термопластавтоматах с температурой до 400°С.
Как пример выполнения шарового крана рассмотрен вариант при его длине от торца подводящего канала до торца отводящего канала 65 мм, при котором диаметр большего основания усеченной конической части составляет 19,5 мм, диаметр меньшего основания усеченной конической
части - 19,4 мм, расстояние от большего основания усеченной конической части до кольцевого буртика составляет 14,5 мм, а диаметр центрального отверстия шарового клапана составляет 15 мм.
Управляющий шток 2 в верхней части выполнен с посадочным местом для размещения на нем маховика 10 (или рычага управления) с продольной прорезью 11 уменьшающегося в направлении к шаровому клапану 3 поперечного сечения. Этим образуется упругий фиксатор 12, причем с торца, противоположного шаровому клапану 3, управляющий шток имеет скругленные кромки 13, образующие упорный буртик 14 для маховика 10 или рычага управления толщиной не менее 3 мм.
Шаровой кран изготавливается из полимерного материала, совпадающего по указанным выше физическим свойствам с материалом трубопровода. Шаровой кран содержит только детали, изготовленные лильем из полимерного материала, т.е. не содержит цветных металлов, что снижает трудоемкость его изготовления. Работа шарового крана осуществляется традиционным образом - при повороте штока 2 осуществляется одновременный поворот шарового клапана 3 до совпадения осей каналов 5, 6 с осью центрального отверстия 4. При изменении температуры потока жидкости происходит изменение линейных размеров - температурная усадка или удлинение, при этом, с учетом одинаковых физических свойств материала корпуса шарового крана и трубопровода, а также изготовления деталей шарового крана из полимерного материала, в местах соединения шарового крана и трубопровода не возникает напряжений, отрицательно влияющих на состояние соединений. Этим обеспечивается высокая надежность шарового крана.