Кран стальной шаровой

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, используемой в комплектации технологических трубопроводов для перекрытия транспортируемой рабочей среды, в частности к кранам с поворотными пробками,  имеющими сферическую поверхность к их узлам и конструктивным элементам.
Известен шаровой клапан, который  содержит основной корпус, боковые патрубки и V-образный шар, при этом боковые патрубки симметрично расположены на двух сторонах основного корпуса, причем противоположные стороны каждого из бокового патрубка расположены внутри основного корпуса, снабжены дисковыми пружинами, дополнительными кольцами каждого из седел клапана, а V-образный шар расположен между двумя седлами клапана, в котором предусмотрен контакт верхней части V-образного шара с штоком клапана, один конец последнего расположен в корпусе, и орган управления, прикрепленный к верхней части штока (CN 207777675(U) -2018-08-28).
Известен шаровой кран, имеющий корпус, клапан которого содержит трубчатую концевую часть и нити из расширенной средней части, которая соединена с концевой частью конической промежуточной части, чей угол конуса составляет по меньшей мере 30° - часть упорного подшипника, с помощью приводного вала снаружи к резьбовому шару, по крайней мере одно уплотнительное кольцо, опорные элементы, при этом корпус изготовлен за одно целое с концевыми частями, которые соединены в центре через промежуточные элементы с шаром, расположенным между ними, уплотнительные кольца (Патент № FI71609. Опубл.1987-01-19).
Известен кран шаровой с полой пробкой, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с установленной между подпружиненными седлами пробкой, в котором пробка выполнена полой и состоит из обечайки и полой сферы, вверху и внизу которой выполнены каналы для выравнивания давления внутри и снаружи полой сферы (Патент № 135756RU. Опубл. 20.12.2013).
Известен шаровой кран, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, шар-пробку с опорами, установленными в седлах посредством тарельчатой пружины и опорного кольца, уплотнения и корпус штока привода шара-пробки, в котором опорные кольца выполнены в виде втулок с фланцем для снижения деформации опоры шар-пробки под действием давления и температуры, причем цилиндрическая поверхность опорного кольца размещена в отверстии опоры, в которой выполнена кольцевая канавка для уплотнения, при этом шток привода шара-пробки снабжен втулками для уменьшения усилия при повороте штока, установленными на его концах. Кроме того, высота втулок штока составляет не менее 0,5 диаметра штока в месте расположения втулок, шток снабжен кольцевыми уплотнениями, расположенными друг от друга на расстоянии, составляющем не менее 0,2 от длины штока, на наружной цилиндрической поверхности штока привода выполнены пазы для кольцевых уплотнений штока (Патент № 92504RU. Опубл. 20.03.2010).
Шаровой кран с полным открытием между двух труб, концы которых уплотнены с шаром крана, открывающим и закрывающим кран и поворачивающимся вокруг его оси, причем шар крана и концы труб окружены корпусом, выполненным рукавообразным и прикрепленным своими концами к сторонам труб так, что он является элементом, скрепляющим детали крана, в котором на концах труб по их окружности сформирована ступенчатая выступающая часть, содержащая кольцевое уплотнение, а корпус сформирован с сужением по конусу к своим концам и присоединен к сторонам труб так, что шар крана и ступенчатые концы труб с их уплотнениями размещены внутри пространства, образованного корпусом (Патент № 2153616RU. Опубл. 27.07.2000).
Однако известный шаровой кран не обладает достаточной надежностью и герметичностью из-за использования кольцевых уплотнений, расположенных в несущем кольце и имеющих возможность контакта с кольцевыми пружинами. Такое выполнение соединения шара с концами труб приводит к возникновению больших давлений из-за осевых сил, приложенных к кольцевым пружинам, что приводит к осадке кольцевых пружин, снижению герметичности и надежности изделия в целом.
Известен стальной шаровой кран, содержащий корпус,  соединенный с патрубками, внутри которого расположены тарельчатая пружина, опорное кольцо, пустотелый шар, соединенный со шпинделем, установленным в корпусе шпинделя, опорные кольца, уплотнительные кольца (Электронный ресурс: https://petrosnab.net/catalogue/naval.pdf).
Однако  стальной шаровой кран не обладает достаточной надежностью и герметичностью из-за отсутствия покрытия тарельчатой пружины термодиффузионным цинковым слоем, порошковой покраски, не использования процесса сжатия при сборке конструкции.
Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, относящихся к трубопроводной арматуре, имеющей более длительный срок использования с сохранением надежности, герметичности ее соединений.
Поставленная задача решается тем, что в кране стальном шаровом, содержащем корпус, внутри которого расположены концы приваренных патрубков, опосредовано взаимосвязанных, посредством тарельчатых пружин и седел, с пустотелым шаром, соединенным с возможностью перемещения со штревелем,  расположенным во втулке, закрепленной на корпусе, и связанным с ручкой, каждый из концов патрубков, расположенных внутри корпуса, выполнен с внутренней расточкой, в которой размещена тарельчатая пружина, выполненная с термодиффузионным цинковым покрытием, нанесенным методом термодиффузионного цинкования, имеющая возможность контакта с кольцом опорным, на котором расположено седло имеющее возможность контакта с пустотелым шаром, при этом поперечное сечение седла выполнено в виде прямоугольника, имеющего один угол равномерно скошенным по внутренней поверхности, кроме того, наружный диаметр седла оснащен проточкой, предназначенной для кольца резинового, при сборке использованы сжатие для соединения корпуса с патрубками и порошковая покраска.
Настоящую полезную модель поясняют подробным описанием, схемами, на которых:
фиг. 1 – показывает сборочный чертеж главного вида в разрезе крана стального шарового, согласно полезной модели;
фиг. 2 – показывает в увеличенном масштабе вариант соединения каждого патрубка с пустотелым шаром, то же что и на фиг. 1.
Конструктивные элементы крана стального шарового расположены симметрично по отношению к вертикальной оси (Фиг.1). Кран стальной шаровой содержит патрубки 1, расположенные с обеих сторон от оси симметрии. К каждому патрубку 1, приварен корпус 2. Один из концов каждого из приваренных патрубков 2 расположен внутри корпуса 2 ближе к центральной вертикальной оси симметрии. На конце каждого патрубка 1, расположенного внутри корпуса 2, выполнена внутренняя расточка (Фиг. 2). Во внутренней расточке размещена тарельчатая пружина 3, имеющая возможность контакта с кольцом опорным 4. Каждая тарельчатая пружина 3, выполненная с термодиффузионным цинковым покрытием, нанесенным методом термодиффузионного цинкования. Каждое кольцо опорное 4 выполнено в виде втулки, оснащенной плоским основанием, размер последнего превышает размер высоты втулки, а диаметр основания меньше диаметра расточки. На наружной поверхности каждого кольца опорного 4 установлено седло 5. При этом поперечное сечение каждого седла 5 выполнено в виде прямоугольника, имеющего один угол равномерно скошенным по внутренней поверхности. Кроме того наружный диаметр каждого седла 5 оснащен проточкой, предназначенной для кольца резинового 6. Между седлами 5 расположен пустотелый шар 7, оснащенный отверстиями для потока транспортируемой среды, выполненными симметрично друг напротив друга (фиг.1). Посредством отверстия, выполненного в шаре 6 по оси симметрии, установлен в нем одним концом штревель 8, выполненный в виде ступенчатого вала по наружной поверхности. На одной из ступеней расположено кольцо фторопластовое 9, которое имеет возможность контакта с горловиной 10, выполненной в виде втулки, имеющей расточку со стороны пустотелого шара 7 под кольцо фторопластовое 9. Кроме того, на средней, более длинной, ступени штревеля 8 выполнены две проточки, в одной из которых расположено кольцо 11 из фторкаучуковой резины, а во второй проточке расположено  силиконовое кольцо 12. На свободном конце штревеля 8 закреплена ручка 13 посредством гайки 11, оснащенной шаровой головкой. При сборке крана стального шарового использовано сжатие для соединения корпуса 2, с установленными тарельчатыми пружинами 3, опорными кольцами 4, седлами 5, с патрубками 1. После чего использована порошковая покраска.
Кран стальной шаровой (далее кран) работает следующим образом.
Предварительно изготавливают комплектующие кран детали. Растачивают на одном из концов каждого патрубка 1 внутреннюю расточку. Методом термодиффузионного цинкования наносят на каждую тарельчатую пружину 3, слой термодиффузионного цинкового покрытия. Кольца опорные 4 выполняют в виде втулки с плоским основанием. Последнее изготавливают таким образом, что размер его диаметра превышает размер высоты втулки и меньше диаметра расточки. Изготавливают седла 5. При этом поперечное сечение каждого седла 5 выполняют в виде прямоугольника, имеющего один угол равномерно скошенным по внутренней поверхности. Кроме того, наружный диаметр каждого седла 5 оснащают проточкой, предназначенной для кольца резинового 6. Выполняют проточки в штревеле 8.
Компонуют кран следующим образом.
В проточках штревеля 8 размещают, соответственно, кольцо 11 из фторкаучуковой резины и силиконовое кольцо 12. Размещают пустотелый шар в корпусе 2. Закрепляют штревель 8 в отверстии пустотелого шара 7. Во внутренних расточках  каждого патрубка 1 размещают тарельчатые пружины 3, затем кольца опорные 4 и седла 5. Заводят концы патрубков 1 с двух сторон в корпус 2. Седла 5 совмещают с  отверстиями для потока транспортируемой среды пустотелого шара 7.  На штревеле 8 размещают горловину 10, которая контактирует с кольцом фторопластовым 9. Корпус изгибают, приближая его концы к патрубкам 1. Используя сварку, приваривают концы корпуса 2 к патрубкам 1 и горловине 10. Закрепляют на свободном конце горловины 10, посредством гайки 14 ручку, с помощью которой осуществляют открытие и закрытие крана стального шарового. Использование тарельчатых пружин 3 с одной стороны и другой стороны по отношению к седлам 5 и патрубкам 1 выравнивает нагрузки, распределяя их более равномерно, компенсирует износ седел 5 при изменении рабочих параметров, в частности давлении и температуры, сохраняя герметичность за счет использования тарельчатых пружин 3.
Предлагаемая полезная модель позволяет расширить арсенал имеющихся на рынке кранов стальных шаровых, имеющих высокую надежность, герметичность.
Кроме того, конструктивные элементы предлагаемой полезной модели позволяют компенсировать износ седел.