ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к конструкциям промышленных кранов с шаровой пробкой, и может быть использована в качестве запорной арматуры на трубопроводах.
Перекрытие потока рабочей среды с помощью шаровых кранов осуществляют путем поворота шаровой пробки (шара с одним или несколькими сквозными отверстиями) вокруг оси, перпендикулярной оси крана, при этом полное перекрытие потока происходит при повороте шара из открытого положения внутри корпуса крана на 90°. Для предотвращения поворота шара на угол больший, чем 90°, в конструкции крана выполняют ограничитель поворота шара.
Известна конструкция шарового крана, описанная в свидетельстве Российской Федерации №3020 на полезную модель «Шаровой кран (варианты)» по классу F16K 5/06, заявленном 23.02.1996 г. и опубликованном 16.10.1996 г.
Известный шаровой кран содержит корпус с соосно установленными в нем входным и выходным патрубками (штуцерами), прижимающими кольцевые уплотнения (седловые прокладки) к размещенному между ними шару со сквозным отверстием и возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси крана, сопряженный с шаром штревель, контактирующий с уплотнением, а также рукоятку и ограничитель поворота штревеля, при этом штревель помещен во втулку, связанную с корпусом по резьбе, рукоятка и ограничитель поворота подпружинены шайбой и поджаты гайкой к штревелю, а уплотнение выполнено в виде двух конических втулок, сопряженных конусными поверхностями.
Недостатком этого шарового крана является его невысокая долговечность, а значит и надежность работы крана, обусловленная тем, что при редких поворотах шара из закрытого положения в открытое и наоборот, приходится прикладывать повышенное усилие для начала поворота шара, приводящее к повышенному износу поверхности уплотнений, и, как следствие, к протечкам и уменьшению срока службы крана.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы шарового крана.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является уменьшение начального усилия поворота шара и повышение плавности его поворота.
Указанный результат достигается тем, что:
1. В шаровом кране, содержащем корпус с соосно установленными в нем патрубками, прижимающими кольцевые уплотнения к размещенному между ними шару со сквозным отверстием и возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси крана, сопряженный с шаром штревель, помещенный в горловину, и ограничитель поворота штревеля, согласно полезной модели, кольцевые участки поверхности шара, примыкающие к кольцевым уплотнениям, выполнены с уменьшением радиуса в направлении краев сквозных отверстий в шаре.
2. В шаровом кране по п. 1, согласно полезной модели, ограничитель поворота штревеля состоит из плоского Т-образного хвостовика, выполненного на конце штревеля, сопряженном с шаром, и контактирующего с ним выступа на конце горловины, боковые прямолинейные стороны которого расположены под углом 90° друг к другу.
Выполнение кольцевых участков поверхности шара, примыкающих к кольцевым уплотнениям, с уменьшением радиуса в направлении краев сквозных отверстий в шаре позволяет уменьшить начальное усилие поворота шара, повысить плавность его поворота, и тем самым исключить повышенный износ поверхности кольцевых уплотнений и возможность протечек.
Все это дает возможность повысить долговечность, а, следовательно, и надежность работы крана.
При этом ограничитель поворота штревеля может состоять из плоского Т-образного хвостовика, выполненного на конце штревеля, сопряженном с шаром, и контактирующего с ним выступа на конце горловины, боковые прямолинейные стороны которого расположены под углом 90° друг к другу.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому шаровому крану новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемый шаровой кран обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. кольцевые участки поверхности шара, примыкающие к кольцевым уплотнениям, выполнены с уменьшением радиуса в направлении краев сквозных отверстий в шаре,
2. ограничитель поворота штревеля состоит из плоского Т-образного хвостовика, выполненного на конце штревеля, сопряженном с шаром, и контактирующего с ним выступа на конце горловины, боковые прямолинейные стороны которого расположены под углом 90° друг к другу.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в запорной трубопроводной арматуре, в частности, в конструкциях промышленных кранов с шаровой пробкой, и может быть использована в качестве запорной арматуры на трубопроводах, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемый шаровой кран иллюстрируется чертежами, где представлены на:
Фиг. 1. Конструкция шарового крана в разрезе в положении «открыто».
Фиг. 2. Вид в разрезе части шара, примыкающей к кольцевому уплотнению.
Фиг. 3. Вид снизу штревеля с горловиной при состоянии крана «открыто».
1
2
3
Шаровой кран, представленный на чертежах (см. Фиг. 1, 2, 3), содержит корпус 1 с соосно установленными в нем патрубками 2, прижимающими кольцевые уплотнения 3 к размещенному между ними шару 4 со сквозным отверстием и возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси крана. Кольцевые участки поверхности шара 4, примыкающие к кольцевым уплотнениям 3, выполнены с уменьшением радиуса в направлении краев сквозных отверстий в шаре 4, то есть R>R>R (см. Фиг. 2).
Шар 4 сопряжен со штревелем 5. Штревель 5 расположен в горловине 6 и жестко соединен с рукояткой 7. Между штревелем 5 и горловиной 6 имеется уплотнение 8, поджатое гайкой 9.
Ограничитель поворота штревеля 5 (см. Фиг. 3) состоит из плоского Т-образного хвостовика 10, выполненного на конце штревеля 5, сопряженном с шаром 4, и контактирующего с хвостовиком 10 выступа 11 на конце горловины 6. Выступ 11 выполнен в виде продолжения части стенки горловины 6, ограниченного двумя противолежащими криволинейными сторонами, поверхности которых являются продолжениями соответственно наружной и внутренней поверхностей горловины 6, и двумя замыкающими их боковыми прямолинейными сторонами, расположенными под углом 90° друг к другу.
Работу шарового крана осуществляют следующим образом.
1
2
3
При изготовлении шара 4 выполняют кольцевые участки его поверхности, которые будут примыкать к кольцевым уплотнениям 3, с уменьшением радиуса R>R>R в направлении краев сквозных отверстий в шаре. Сборку шарового крана начинают с установки в корпусе 1 шара 4 с одновременным введением в паз шара 4 нижней части плоского Т-образного хвостовика 10 штревеля 5, предварительно смонтированного с уплотнением 8 в горловине 6. Уплотнение 8 поджимают гайкой 9. Затем со штревелем 5 соединяют рукоятку 7, после чего патрубки 2 соединяют с корпусом 1, поджимая кольцевые уплотнения 3 к шару 4.
При положении рукоятки 7, соответствующем состоянию крана «открыто» (см. Фиг. 1), сквозное отверстие шара 4 совпадает с отверстиями патрубков 2 и рабочая среда может свободно проходить через кран. Один конец перекладины плоского Т-образного хвостовика 10 при этом прилегает к смежной с ним боковой прямолинейной стороне выступа 11 (см. Фиг. 3), который надежно фиксирует угол поворота шара 4 в положении «открыто». Уплотнение 8 предотвращает протечки рабочей среды через горловину.
При необходимости перекрытия потока рабочей среды поворачивают рукоятку 7 и, соответственно, с помощью жестко соединенного с ней штревеля 5 также и шар 4 на угол 90°. Шар 4 при этом полностью перекрывает поток рабочей среды через кран, а кольцевые уплотнения 3 препятствует вытеканию ее из патрубков 2. Противоположный прежнему конец перекладины плоского Т-образного хвостовика 10 при этом прилегает к другой, смежной ему прямолинейной стороне выступа 11, который в данном случае ограничивает угол поворота шара 4, не позволяя ему повернуться больше, чем на 90° относительно положения при состоянии крана «открыто».
1
2
3
При редких поворотах шара 4 из закрытого положения в открытое и наоборот, когда шар 4 как бы «прилипает» к кольцевым уплотнениям 3 в одном из конечных положений, уменьшение радиуса R>R>R кольцевых участков его поверхности, примыкающих к кольцевым уплотнениям 3, в направлении краев сквозных отверстий в шаре, позволяет уменьшить начальное усилие поворота шара 4 и тем самым исключить повышенный износ поверхности кольцевых уплотнений 3 и возможность протечек.
Заявляемый шаровой кран по сравнению с прототипом является более надежным в работе за счет уменьшения начального усилия поворота шара и повышения плавности его поворота.