КЛАПАН ОБРАТНЫЙ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к трубопроводной арматуре, и может быть использовано для управления потоками рабочей среды в различных отраслях промышленности.
Известны шаровые краны, описанные в патентах SU 823727, 23.04.1981; RU 2135869, 27.08.1999; GB 1218327, 06.01.1971; US 5263685, 23.11.1993; DE 2512465, 07.10.1976; DE 3438199, 30.04.1986; WO 94/02765, 03.02.1994.
Известен также шаровой кран -патент RU 2158866, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположены шпиндель, поворотный запорный орган с проходным каналом и нижняя и верхняя опоры которого выполнены сферическими. Верхняя сферическая опора установлена в эксцентриковой втулке-обойме, а в верхней части запорного органа имеется паз в форме сегмента, с которым взаимодействует неподвижный упор, установленный на оси, перпендикулярной оси патрубков корпуса. Кроме того, имеется подпружиненный фиксатор, размещенный в направляющем пазу запорного органа и имеющий с одной стороны скос для взаимодействия с эксцентриковой втулкой-обоймой, и седло с уплотнением.
Недостатками известного крана являются наличие в конструкции подпружиненного фиксатора со скосом, расположение неподвижного упора на
оси, перпендикулярной оси патрубков корпуса и выполнение паза на запорном органе в виде сегмента.
Наиболее близким к предлагаемому является шаровой кран -патент RU 2156809, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположены шпиндель, седло с уплотнителями, неподвижный и подвижный упоры, поворотный запорный орган, имеющий проходной канал, нижнюю и верхнюю сферические опоры, причем верхняя опора установлена эксцентрично оси вращения. В шаровом кране имеется паз, выполненный в виде прямоугольного сектора и оба упора - неподвижный и подвижный, установлены в нем. При этом подвижный упор взаимодействует с упругим элементом, выполненным в виде пружины кручения.
Недостатком известного крана является выполнение упругого элемента в виде пружины кручения, так как момент, создаваемый пружиной, увеличивает силы трения между неподвижным упором и запорным органом, которые, достигая наибольшей величины к моменту герметизации, препятствуют перемещению запорного органа в направлении седла и поэтому снижают надежность работы и уменьшают срок службы крана.
Другим недостатком крана является то, что шпиндель, нагруженный моментом от пружины кручения, должен иметь механизм фиксации в положении «Закрыто», что усложняет конструкцию и снижает надежность работы крана.
Задачей изобретения является повышение надежности работы при увеличении срока службы.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, в котором расположен шпиндель, седло с уплотнителями, неподвижный и подвижный упоры, поворотный запорный орган, имеющий проходной канал, верхнюю и нижнюю сферические опоры, причем верхняя опора установлена эксцентрично оси вращения, и паз, выполненный в виде прямоугольного сектора, в котором установлены оба упора, при этом подвижный упор взаимодействует с упругим элементом, упругий элемент выполнен в виде плоской пружины, имеющей уступ для взаимодействия с подвижным упором, и установленной в пазу между неподвижным и подвижным упорами от одного торца паза до другого.
На фиг.1 изображен общий вид шарового крана в положении "Открыто"; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же сечение в положении "Закрыто".
Кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышку 4, запорный орган 5 с возможностью поворота, выполненный со сквозным каналом для прохода среды и размещенный опорами в сферических подшипниках, нижнюю опору 6 - непосредственно в корпусе 1 и верхнюю опору 7, установленную эксцентрично в шпинделе 8. В верхней части запорного органа 5 имеется паз 9, выполненный в виде прямоугольного сектора, с которым взаимодействует неподвижный упор 10, установленный на оси, параллельной оси патрубков корпуса 1, и подвижный упор 11, жестко связанный со шпинделем 8. Шпиндель 8 через упор 11 контактирует с
пазом 9 запорного органа 5 и удерживается в этом положении уступом 12 плоской пружины 13, установленной в пазу 9 между упорами 10 и 11 от одного торца паза 9 до другого. В корпусе 1 со стороны выходного патрубка 3 установлено седло 14 с уплотнителями.
Шаровой кран работает следующим образом. В положении "Открыто" неподвижный упор 10 контактирует с одним торцом паза 9, а подвижный упор 11с другим, где удерживается уступом 12 плоской пружины 13. При повороте шпинделя 8 по часовой стрелке запорный орган 5 вращается до тех пор, пока неподвижный упор 10 не коснется противоположного торца паза 9, т.е. повернется на 90°. При дальнейшем вращении шпинделя 8 упор 11, преодолевая усилие пружины 13, теряет контакт с уступом 12 и движется к противоположному торцу паза 9, лишь касаясь внешней поверхностью пружины 12. При этом запорный орган 5 движется в направлении седла 14 и, прижимаясь к нему, обеспечивает герметичность крана. При повороте шпинделя 8 против часовой стрелки запорный орган 5 вначале отжимается от седла 14 а затем, подвижный упор 11, входит в контакт с торцом паза 9 и поворачивает запорный орган 5 на 90° в положение «Открыто», т.е. исходное положение, при этом уступ 12 плоской пружины 13 входит в контакт с подвижным упором 11 и удерживает его в этом положении.
Преимущество заявляемого шарового крана заключается в том, что плоская пружина не создает крутящего момента на шпинделе, чем обеспечивает лучшие условия герметизации запорного органа и делает необязательным наличие в конструкции крана механизма фиксации шпинделя, что повышает надежность работы крана и увеличивает срок службы.