МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к запорной арматуре и может найти применение для измерения давления в сосудах и трубопроводах с помощью манометра, который вкручивается непосредственно в кран, и сброса давления из манометра после выполнения измерения, в различных климатических зонах и в широком диапазоне температур рабочих сред. Некоторые модификации манометрических кранов позволяют также кроме измерения давления выполнять отбор проб рабочих и дренажирование из рабочих объектов.
Известен шаровой кран, описанный в патенте на изобретение России №2135870, опубликованном 27.08.1999 г. Данный кран предназначен для работы в газовой и других отраслях, содержит цилиндрический корпус в котором размещен шаровой поворотный затвор со сквозным отверстием, уплотненный эластичными кольцами и снабженный подводящим и отводящим патрубками, соединяющими кран с трубопроводом с обеих сторон, отличающийся тем, что в месте соединения патрубков с трубопроводом размещены торцевые квадратной формы фланцы, образуя в месте соединения корпуса шарового крана с фланцем по крайней мере один прилив с развитой поверхностью внутри цилиндрического корпуса, на которой выполнены продувочные отверстия с выходом на торцевые квадратной формы фланцы. При необходимости в резьбовое отверстие корпуса могут быть установлены манометры, либо через дополнительный вентиль осуществляется возможность сбрасывания давления накопившегося газа в специальный трубопровод для дальнейшего сбора и использования газа. Совмещение функции сброса с шаровым краном позволяет сократить длину трубопровода и расширяет сферу применения шарового крана.
Недостатком данного шарового крана является неудобство в управлении потоком с точки зрения сброса давления, так как отсутствует четкое направление отводимой среды, что препятствует ее сбору и безопасности работы с краном.
Наиболее близким аналогом (исключающий данный недостаток), выбранным в качестве прототипа является манометрический шаровой кран, описанный в патенте России на полезную модель №162015, опубликованном 20.05.2016 г. Манометрический шаровый кран содержит спускной клапан, муфту с резьбовым отверстием и наружной резьбой для соединения через уплотняющее кольцо с цилиндрическим корпусом с резьбовым отверстием со штревелем и шаровым затвором с уплотнениями, спускной клапан установлен в корпусе перпендикулярно его продольной оси, резьбовое отверстие цилиндрического корпуса выполнено для соединения с манометром, резьбовое отверстие муфты выполнено для соединения с трубопроводом, штревель выполнен с кольцевым уплотнением, разделяющим его с втулкой, каждое уплотнение шарового затвора дополнено компенсационным кольцом, размещенным по наружному диаметру уплотнения.
Технической задачей заявляемого манометрического шарового крана является повышение надежности и эксплуатационного ресурса работы заявляемого шарового крана.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом манометрическом шаровом кране, содержащим спускной клапан, в виде винта, установленного на корпусе перпендикулярно его продольной оси, муфту с резьбовым отверстием для соединения с трубопроводом и наружной резьбой для соединения через уплотнение с корпусом с резьбовым отверстием для соединения с манометром, со штревелем с кольцевым уплотнением, разделяющим его с втулкой, и шаровым затвором с уплотнениями, согласно полезной модели, корпус выполнен из шестигранника, спускной клапан поджимает металлический шарик, установленный между корпусом и спускным клапаном по оси спускного клапана в его торце, в прорези спускного клапана, с упором в корпус, установлен стопорный винт с шайбой для фиксации спускного клапана, со стороны муфты уплотнение шарового затвора выполнены в виде фигурного уплотнения с компенсационной прокладкой из флувиса, со стороны корпуса установлена жесткая прокладка из полиамида.
За счет того, что в заявляемом манометрическом шаровом кране корпус выполнен из шестигранника, спускной клапан поджимает металлический шарик, установленный между корпусом и спускным клапаном по оси спускного клапана в его торце, в прорези спускного клапана, с упором в корпус, установлен стопорный винт с шайбой для фиксации спускного клапана, со стороны муфты уплотнение шарового затвора выполнены в виде фигурного уплотнения с компенсационной прокладкой из флувиса, со стороны корпуса установлена жесткая прокладка из полиамида, повышается надежность и эксплуатационный ресурс работы заявляемого шарового крана.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить удобство, надежность и ресурс работы заявляемого манометрического шарового крана.
Заявляемый манометрический шаровой кран обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемый манометрический шаровой кран может найти применение для измерения давления в сосудах и трубопроводах с помощью манометра, который вкручивается непосредственно в кран, и сброса давления из манометра после выполнения измерения.
Сущность манометрического шарового крана поясняется чертежами, где представлены:
на фиг. 1 - вид спереди в разрезе манометрического шарового крана;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку слева.
В примере исполнения манометрический шаровой кран содержит корпус 1, муфту 2, штревель 3 с шаровым затвором 4 с фигурным уплотнением 5, с компенсационной прокладкой 6 из флувиса, с жесткой прокладкой 7 из полиамида, спускной клапан 8 в виде винта с металлическим шариком 9 в торце, перемещение которого производит эффект спуска или запирания контролируемой среды. Во время включения крана в работу наличие металлического шарика 9 создает гарантию, что среда не проникнет через спускной клапан 8. Для фиксации спускного клапана 8 от выворачивания (потери) рядом с ним устанавливается стопорный винт 10, который поджимает шайбу 11, удерживающую винт спускного клапана 8, что так же влияет на надежность и ресурс работы крана.
Шаровой затвор 4 располагается симметрично относительно уплотнениям фигурному 5 с компенсационной прокладкой 6 из флувиса и жесткой прокладкой 7 из полиамида.
Корпус 1 выполнен из шестигранника с резьбовым отверстием 12 для соединения с манометром (на фиг. 1 не показаны). Выполнение корпуса 1 из шестигранника повышает надежность закручивания крана с помощью ключа в линию, меньше деформирует его, что так же влияет на надежность работы и ресурс работы крана. Стопорный винт 10, который поджимает шайбу 11 устанавливается относительно плоской стороны шестигранника корпуса 1.
Муфта 2 выполнена с наружной резьбой для соединение через уплотняющее кольцо 13 с цилиндрическим корпусом 1. Кроме того, муфта 2 выполнена с резьбовым отверстием 14 для соединения с трубопроводом (на фиг. 1 не показаны).
Штревель 3 выполнен с кольцевым уплотнением 15, разделяющим его со втулкой 16. Такая более надежная конструкция узла уплотнения обеспечивает надежную работу, обеспечивая требуемую степень герметичности крана в этом узле, увеличивает ресурс работы заявляемого манометрического шарового крана.
Положение проходного отверстия в шаровом затворе 4 определяется упорами рукоятки 17 относительно ограничителя поворота 18. Закрытие крана производится вращением рукоятки 17 по часовой стрелке, открытие крана осуществляется - против часовой стрелки.
Предусмотренные в конструкции муфты 2 два элемента - с фигурным уплотнением 5 с компенсационной прокладкой 6 из флувиса дают возможность компенсировать температурное расширение деталей шарового затвора 4 и возникающие усилия на уплотнения при изменении (повышении - понижении давления).
Установленное с другой стороны шарового затвора 4 уплотнение - жесткая прокладка 7 из полиамида по ГОСТ 10589-87 принимает на себя, без собственной деформации, все нагрузки при повышении давления во время измерения контролируемой среды за счет этих мероприятий надежность модели, его ресурс вырос ли в пять раз.
Выполнение компенсационной прокладки 6 из флувиса (флувис ТУ РБ 03535279.07-99 материал на основе фторопласта - 4 и модифицированного углеродного волокна (10, 20, 30%), который отличается уникальной химической стойкостью, высокой термостойкостью, высокой износостойкостью, отличными уплотнительными свойствами и выполнение жесткой прокладки 7 из полиамида, который принимает на себя без собственной деформации все нагрузки при повышении давления во время измерения контролируемой среды гарантирует надежную работу крана, повышает ресурс его работы в пять раз.
Цилиндрический корпус 1 и муфта 2 могут быть выполнены из обычной конструкционной или нержавеющей коррозионностойкой сталей и других спецсталей (сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т), корпус 1 из шестигранника. Выбор материалов крана зависит от состава среды: например, холодная вода - обычная сталь (Ст.20 или 09Г2С), горячая вода или агрессивные среды - нержавеющая сталь. Уплотнения шарового затвора могут быть выполнены из фторопластов Ф4, Ф4К20, Ф4К15М5 и других материалов, обладающих высокой износостойкостью. Материал шарового затвора 4 - сталь 12Х18Н10Т, 10Х17Н13МТ2.
Порядок выполнения технологических операций при работе с манометрическим шаровым краном следующий. Манометр (на фиг. 1 не показан) устанавливают в резьбовое отверстие 12 корпуса 1 манометрического крана для измерения давления. Рукоятка 17 штревеля 3 крана в положении «Закрыто» (перпендикулярно продольной оси крана). Производят замер давления, повернув рукоятку 17 штревеля 3 крана против часовой стрелки до положения вдоль продольной оси крана с направлением в сторону манометра. Отсекают манометр от рабочей магистрали, повернув рукоятку 17 по часовой стрелке в положение перпендикулярно продольной оси крана. Открывают спускной клапан 8 для сброса давления из полости манометра рожковым ключом. Закрывают спускной клапан 8, подготовив тем самым кран к последующим измерениям. Предлагаемый вариант манометрического шарового крана для регулировки сброса давления в атмосферу до давления 21 МПа.
Все вышеперечисленные преимущества дают возможность устанавливать более высокий назначенный ресурс - не менее 5000 циклов открывания-закрывания, по сравнению со сравниваемой моделью.
В заявляемой полезной модели повышается надежность и эксплуатационный ресурс работы заявляемого шарового крана, за счет того, что в заявляемом манометрическом шаровом кране корпус выполнен из шестигранника, спускной клапан поджимает металлический шарик, установленный между корпусом и спускным клапаном по оси спускного клапана в его торце, в прорези спускного клапана, с упором в корпус, установлен стопорный винт с шайбой для фиксации спускного клапана, со стороны муфты уплотнение шарового затвора выполнены в виде фигурного уплотнения с компенсационной прокладкой из флувиса, со стороны корпуса установлена жесткая прокладка из полиамида.