ШАРОВОЙ КРАН ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к запорно-регулирующей арматуре, в частности к шаровым кранам для сыпучих материалов, содержащих корпус, фланцы, соединенные с корпусом и имеющие сквозные отверстия, расположенные соосно и образующие канал для сыпучих материалов, шаровую пробку со сквозным отверстием, расположенную в полости корпуса с возможностью ее поворота для перекрытия и открытия канала для сыпучих материалов, по крайней мере одно седло, контактирующее с шаровой пробкой, при этом шаровая пробка имеет паз, в который входит поводок, соединенный с приводом. Полезная модель может быть использована в цементной, пищевой и легкой промышленности для регулировки подачи сыпучих материалов.
Уровень техники.
Известен шаровой кран для регулирования потока рабочей среды, содержащий корпус в котором размещен сферический запорный орган в форме шаровой пробки со сквозным отверстием, при этом шаровая пробка соединена с приводом ее вращения, см. патент РФ на изобретение №2502909, опубликованный 27.12.2013. В нем давление рабочей среды через шаровую пробку передается на седло, что приводит к большому трению шаровой пробки о седло. Седла выполнены из фольги со слоем терморасширенного графита с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом. В случае использования в качестве рабочей среды абразивного сыпучего материала происходит разрушение графитового слоя и углеродного жгута абразивными частицами. Из-за повышенного трения требуется большее усилие привода для поворота шаровой пробки, а разрушение седел абразивными частицами снижает срок службы шарового крана.
Известен также шаровой кран для сыпучих материалов, содержащий корпус, фланцы, соединенные с корпусом и имеющие сквозные отверстия, расположенные соосно и образующие канал для сыпучих материалов, шаровую пробку со сквозным отверстием, расположенную в полости корпуса с возможностью ее поворота для перекрытия и открытия канала для сыпучих материалов, по крайней мере одно седло, контактирующее с шаровой пробкой, при этом шаровая пробка имеет паз, в который входит поводок, соединенный с приводом, см. шаровой кран модели V-005, опубликованный на сайте www.ibcpraha.cz. В этом шаровом кране шаровая пробка расположена между двумя седлами. В нем седла выполнены из политетрафторэтилена, возможно применение графита и нержавеющей стали. У данного шарового крана имеются следующие недостатки: большое усилие трения шаровой пробки о седла, вследствие передачи давления сыпучего материала на седла через шаровую пробку, большое усилие привода, необходимое для поворота шаровой пробки, повышенный износ и разрушение седел абразивными сыпучими материалами, что снижает надежность и срок службы шарового крана.
Раскрытие полезной модели.
В предлагаемой полезной модели ставится техническая задача - устранение по крайней мере одного из указанных выше недостатков. Решение поставленной технической задачи обеспечивается за счет того, что шаровая пробка имеет дополнительное отверстие, расположенное напротив паза, в который входит поводок, а в корпусе закреплена ось, входящая в дополнительное отверстие шаровой пробки, и тем, что седло подпружинено тарельчатой пружиной, и расположено вместе с тарельчатой пружиной в кольцевой проточке одного из фланцев и поджато фланцем к шаровой пробке, и тем, что шаровая пробка имеет вырез, выполненный таким образом, что при повороте шаровой пробки обеспечивается перекрытие боковой стенкой шаровой пробки сквозного отверстия во фланце, в кольцевой проточке которого расположены тарельчатая пружина и седло, а сквозное отверстие второго фланца совмещается с полостью, образуемой внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью шаровой пробки на участке выреза. При этом давление сыпучего материала через шаровую пробку передается на ось и поводок, находящиеся вне канала подачи сыпучего материала, а при перекрытии канала для подачи сыпучих материалов поверхность трения шаровой пробки уменьшается примерно в 2 раза, что приводит к уменьшению трения шаровой пробки и уменьшению усилия привода, необходимого для ее поворота.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется с помощью прилагаемых чертежей, на которых изображено: на фиг. 1 - общий вид шарового крана, на фиг. 2 - ось, расположенная в отверстии шаровой пробки, на фиг. 3 - шаровая пробка, вырез которой имеет плоскую поверхность, на фиг. 4 - шаровая пробка, вырез которой образован пересечением двух плоских поверхностей, расположенных под тупым углом друг к другу, на фиг. 5 - шаровая пробка, вырез которой имеет выпуклую криволинейную поверхность.
Шаровой кран, см. фиг. 1, содержит корпус 1, фланцы 2, соединенные с корпусом 1 и имеющие сквозные отверстия 3, расположенные соосно и образующие канал для сыпучих материалов, шаровую пробку 4 со сквозным отверстием 5, расположенную в полости корпуса 1 с возможностью ее поворота для перекрытия и открытия канала для сыпучих материалов, седло 6, выполненное в виде кольца, контактирующее с шаровой пробкой 4. Шаровая пробка 4 и седло 6 выполнены из нержавеющей износостойкой стали. Шаровая пробка 4 имеет паз 7, в который входит поводок 8, соединенный с приводом 9. Привод 9 может быть ручным или электрическим. Шаровая пробка 4 имеет дополнительное отверстие 10, расположенное напротив паза 7, в который входит поводок 8. В корпусе 1 закреплена ось 11, входящая в дополнительное отверстие 10 шаровой пробки 4. Седло 6 подпружинено тарельчатой пружиной 12, и расположено вместе с тарельчатой пружиной 12 в кольцевой проточке 13 одного из фланцев 2 и поджато фланцем 2 к шаровой пробке 4. Шаровая пробка 4 имеет вырез 14, выполненный таким образом, что при повороте шаровой пробки 4 обеспечивается перекрытие боковой стенкой шаровой пробки 4 сквозного отверстия 3 во фланце 2, в кольцевой проточке которого расположены тарельчатая пружина и седло. Сквозное отверстие второго фланца совмещается с полостью, образуемой внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью шаровой пробки на участке выреза 14. Шаровой кран выполнен разборным, фланцы 2 притягиваются друг к другу с помощью винтов, а корпус 1 зажат между фланцами 2. Ось 11, см. фиг. 2, выполнена в виде ступенчатого цилиндра, имеющего участок меньшего диаметра 15 и участок большего диаметра 16, при этом участок меньшего диаметра 15 оси 11 входит в дополнительное отверстие 10 шаровой пробки 4 до упора в участок большего диаметра 16 оси 11. Шаровая пробка 4, см. фиг. 3, имеет вырез 14 в виде плоской поверхности. Шаровая пробка 4, см. фиг. 4, может иметь вырез 14, выполненный в виде пересечения двух плоских поверхностей, расположенных под тупым углом друг к другу. Шаровая пробка 4, см. фиг. 4, может иметь вырез 14, в виде выпуклой или вогнутой криволинейной поверхности.
Сквозное отверстие во фланце, в кольцевой проточке которого расположены тарельчатая пружина 12 и седло 6, выполнено в виде сужающегося конуса, а сквозное отверстие противоположного фланца имеет форму расширяющегося конуса.
Осуществление полезной модели.
Шаровой кран работает следующим образом. Сыпучий материал подается под давлением во фланец с сужающимся сквозным отверстием. При повороте шаровой пробки 4 приводом 9 в положение, при котором сквозное отверстие 5 шаровой пробки 4 совмещается с отверстием седла 6, происходит открытие канала подачи сыпучих материалов. При повороте шаровой пробки на 90° происходит полное перекрытие боковой поверхностью шаровой пробки 4 сквозного отверстия седла 6, а, следовательно, и канала подачи сыпучих материалов. При повороте шаровой пробки на угол меньше 90° происходит частичное перекрытие канала для сыпучих материалов. Шаровой кран легко разбирается для профилактики, чистки и замены его деталей.
Промышленная применимость.
Предложенная конструкция шарового крана может быть неоднократно изготовлена на базе выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью материалов с применением современной освоенной технологии и может быть использована в цементной, пищевой и легкой промышленностях, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».
В ЗАО «Химпробор-1» изготовлены и испытаны опытные образцы шаровых кранов для сыпучих материалов, имеющие различные проходные сечения каналов для сыпучих материалов, и рассчитанные на различные давления. Опытная эксплуатация образцов шаровых кранов на предприятиях цементной промышленности подтвердила снижение трения шаровой пробки и уменьшение усилия привода, необходимого для ее поворота. При этом срок опытной эксплуатации превысил гарантированный срок службы известных шаровых кранов для сыпучих материалов. Шаровой кран рекомендован для регулировки подачи сыпучих материалов в цементной, пищевой и легкой промышленностях.