ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и может быть использована на трубопроводах, транспортирующих природный газ, сжиженный углеводородный газ, жидкие нефтепродукты, пар, воду и другие среды.
7
Известен шаровой кран, защищенный патентом WO 01/38761, МПКF 16 K 5/06, дата публикации - 31.05.2001. Кран содержит корпус с проточной частью и установленную в проточной части на фторопластовых седлах шаровую пробку. Седла снабжены периферийными буртами, консольно зажатыми в проточках корпуса. В комплект седла входят уплотнительное кольцо, опорное кольцо и тарельчатая пружина, обеспечивающая поджатие седла к пробке и к цилиндрическим поверхностям проточки в корпусе при циклическом изменении давления и температуры рабочей среды.
Недостатком аналога является сложная конфигурация седла, повышенная трудоемкость изготовления узла уплотнения шарового крана и его сборки, низкая надежность работы.
Прототипом заявляемого устройства является шаровой кран, защищенный патентом GB 1139676, МПК F 16 K 5/06, дата публикации - 08.01.69. Шаровой кран содержит корпус, входной и выходной патрубки, шаровую пробку, упругие седла для пробки, упругие полые уплотнительные кольца и тарельчатые пружины. Упругое седло установлено в цилиндрической проточке патрубка, там же установлено упругое полое уплотнительное кольцо, в полости которого размещена тарельчатая пружина, опертая с одной стороны на шайбу, а с другой стороны - на жесткое плоское кольцо с периферийным буртом. Через плоскую часть жесткого кольца с буртом осевое усилие от тарельчатой пружины передается на седло и поджимает седло к пробке. Радиальное усилие от тарельчатой пружины передается через бурт кольца на упругое полое уплотнительное кольцо и поджимает его к внутренней цилиндрической поверхности проточки в патрубке, уплотняя дополнительно шаровой затвор.
Неплотное прилегание тарельчатой пружины к жесткому плоскому кольцу с периферийным буртом не позволяет использовать уплотнительное усилие тарельчатой пружины в достаточной степени.
Полезная модель решает задачу повышения герметичности шарового
затвора относительно внешней среды за счет улучшения уплотнения в узлах «шаровая пробка - упругое седло - патрубок».
Технический результат достигается в шаровом кране, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, шаровую пробку, установленные в проточках патрубков упругие седла, тарельчатые пружины и жесткие промежуточные кольца для передачи осевого уплотнительного усилия от тарельчатых пружин седлам и радиального уплотнительного усилия от тарельчатых пружин патрубкам. Жесткое промежуточное кольцо выполнено из гомогенного, например спеченного, материала. Поперечное сечение жесткого промежуточного кольца выполнено трапецеидальным, при этом большее основание трапеции обращено к периферии кольца и прилегает к поверхности проточки патрубка, а наклон боковой стороны трапеции, прилегающей к тарельчатой пружине, соответствует наклону образующей тарельчатой пружины в рабочем состоянии. На упругом седле со стороны пробки выполнен торцевой наружный уплотнительный бурт.
Между упругим седлом и жестким промежуточным кольцом размещено жесткое формообразующее кольцо для упругого седла.
Существо полезной модели поясняется чертежом:
фиг.1 - шаровой кран в открытом положении;
фиг.2 - жесткое промежуточное кольцо из гомогенного, например спеченного, материала;
фиг.3 - жесткое формообразующее кольцо;
фиг.4 - упругое седло.
Шаровой кран содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и шаровой пробкой 3, установленной в упругих седлах 4. Упругие седла 4 размещены в проточках патрубков 2 и поджаты к пробке 3 тарельчатыми пружинами 5. Между упругими седлами 4 и тарельчатыми пружинами 5 размещены жесткие промежуточные кольца 6 из гомогенного, например спеченного, материала. Поперечное сечение жесткого промежуточного кольца 6 выполнено трапецеидальным, большее основание сечения обращено к периферии кольца и прилегает к поверхности проточки патрубка 2. Наклон боковой стороны трапеции, прилегающей к тарельчатой пружине 5, соответствует наклону образующей тарельчатой пружины 5 в рабочем состоянии. На упругом седле 4 со стороны пробки 3 выполнен торцевой наружный уплотнительный бурт 7. Между упругими седлами 4 и жесткими промежуточными кольцами 6 размещены жесткие
формообразующие кольца 8 для упругих седел 4. Шаровая пробка 3 снабжена шпинделем 9 и узлом управления 10. Шпиндель 9 уплотнен относительно внешней среды сальником 11. Соединение корпуса 1 с патрубками 2 уплотнено прокладками 12.
При работе шарового крана тарельчатые пружины 5 плотно прилегают к боковым поверхностям жестких промежуточных колец 6 из гомогенного материала, которые, в свою очередь, равномерно передают осевое уплотняющее усилие от тарельчатых пружин 5 через формообразующие кольца 8 упругим седлам 4. В режиме циклических изменений температуры и давления рабочей среды обеспечивается постоянное, плотное и равномерное поджатие упругих седел 4 к шаровой пробке 3. При этом формообразующие кольца 8 армируют седла 4, предохраняя материал седел 4 от разрушения и вытекания в проходные отверстия пробки 3 и патрубков 2. Одновременно, жесткие промежуточные кольца 6, будучи гомогенными, эффективно передают рабочее радиальное усилие от тарельчатых пружин 5 патрубкам 2, уплотняя относительно внешней среды радиальные зазоры между упругими седлами 4 и патрубками 2. Дополнительное уплотнение радиальных зазоров осуществляют бурты 7 седел 4. Таким образом в затворе обеспечивается заданная степень герметичности.