КРАН ЗАПОРНЫЙ

Областью применения предлагаемой полезной модели являются запорные краны, перекрывающие рабочую среду в трубопроводах, и могут найти широкое применение в водопроводах, нефтепроводах, газопроводах и т.д.
Известны конические запорные краны (см., например, Д.Ф.Гуревич «Справочник конструктора трубопроводной арматуры», Машиностроение, 1987 г., стр.72, рис.2.4). Данный кран имеет корпус и коническую пробку, являющуюся запорным органом, в поперечном сечении которой выполнено отверстие прохода рабочей среды. При повороте на 90° происходит закрытие крана. Размеры и форма отверстия должны обеспечить в закрытом положении крана перекрытие пробкой корпуса, достаточные для герметизации запорного органа.
Основными достоинствами являются: простота конструкции, небольшая высота, малое гидравлическое давление.
Основными недостатками являются: для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуются большие крутящие моменты, необходимы тщательное обслуживание и смазка уплотнительных поверхностей конической пробки и корпуса во избежание «прикипания» пробки к корпусу, усложнена пригонка (притирка) конической пробки к корпусу, неравномерный по высоте износ конических пробок, что в процессе эксплуатации приводит к снижению герметизации запорного органа.
Широко известны шаровые краны на опорах с подвижным уплотнительным кольцом для трубопроводов с большими условными диаметрами прохода рабочей среды (см., например, Д.Ф.Гуревич «Справочник конструктора трубопроводной арматуры», Машиностроение, 1987 г., стр.78, рис.2.12б). Данный шаровой кран имеет
корпус, запорный орган и два уплотнительных органа. Корпус содержит сквозной канал под рабочую среду, на концах которого выполнены два трубопроводных фланца с проходным отверстием рабочей среды, причем симметрично фланцам выполнено отверстие, перпендикулярное оси канала рабочей среды под запорный орган, который содержит шпиндель, две опоры и рабочую поверхность, имеющую перпендикулярно оси опор сквозное отверстие прохода рабочей среды, причем оно меньше перемычки в поперечном сечении, с торца в отверстие под запорный орган установлена центрирующая втулка с уплотнительными элементами и подшипником под опору, а с двух сторон рабочей поверхности запорного органа установлены уплотнительные органы с центральным отверстием прохода рабочей среды и уплотнением в канале рабочей среды, которые поджимаются к рабочей поверхности пружинами.
y
y
Основным достоинством является возможность использования в трубопроводах с условным проходом D≤1400 мм и более при давлении P≤16 МПа. На линейной части магистральных газопроводов шаровые краны являются основными запорными устройствами. Они получили широкое применение и на других объектах газопроводов.
Основными недостатками являются: нетехнологичность конструкции шарового крана при механической обработке и сборке крана, ведущая к трудоемкости изготовления крана и повышенной себестоимости, а также вязкие и загрязненные рабочие среды ведут к быстрому износу уплотнительных органов.
По технической сущности данный шаровой кран имеет все вышеперечисленные общие признаки с предлагаемой полезной моделью, поэтому его принимаем за прототип.
Поставленной задачей для создания полезной модели явилось:
а) создание более технологичной конструкции крана при механической обработке и сборке, что позволит снизить трудоемкость изготовления крана и значительно снизить его себестоимость;
б) расширение области применения крана благодаря созданию уплотнительных органов, которые работали бы длительное время в вязкой и загрязненной среде, и т.д.
Поставленная задача достигается тем, что корпус выполнен в виде двух труб разного сечения, установленных перпендикулярно одна в другую, концы которых симметричны перпендикулярным осям труб, герметично соединенных между собой, и имеющий проходной канал одного диаметра для рабочей среды и перпендикулярный проходной канал другого диаметра для запорного органа, который имеет два шпинделя и цилиндрическую рабочую поверхность, причем с двух сторон канала под запорный орган установлены две центрирующие втулки, при этом между цилиндрической рабочей поверхностью и втулками в корпусе установлены заглушки сброса рабочей среды, а уплотнительными органами являются чугунные втулки с полной цилиндрической поверхностью на торце, притертой по рабочей поверхности запорного органа, причем пружины поджаты трубопроводными фланцами, выполненными отдельными элементами при их установке с уплотнительными элементами в корпус.
Предлагаемая полезная модель представлена схематично:
На фиг.1 - пример выполнения запорного крана;
На фиг.2 - пример выполнения запорного органа;
На фиг.3 - пример выполнения корпуса;
На фиг.4 - пример выполнения уплотнительного органа.
Предлагаемый запорный кран, представленный на фиг.1, состоит из корпуса 1, запорного органа 2, уплотнительных органов 3 и 4, пружин 5 и
6, трубопроводных фланцев 7 и 8, центрирующих втулок под запорный орган 9 и 10, заглушек сброса рабочей среды 11 и 12.
1
2
2
2
Запорный орган 2, представленный на фиг.2, состоит из двух опор 13 и 14, двух шпинделей 15 и 16, рабочей цилиндрической поверхности 17 диаметром d с отверстием d прохода рабочей среды, перпендикулярным оси опор 13 и 14 поверхность 18, причем d<l, где l - перемычка между входом и выходом отверстия d в поперечном сечении.
3
1
1
1
Корпус 1, представленный на фиг.3, состоит из двух труб 19 и 20 разного сечения, установленных перпендикулярно одна в другую, концы которых симметричны перпендикулярным осям труб «а-а» и «в-в», и соединенных между собой герметичным сварным швом. В трубе 19 выполнен проходной канал рабочей среды d поверхность 21, а в трубе 20 - проходной канал под запорный орган диаметром d поверхность 22. Причем d в запорном органе 2 имеет зазор к отверстию d в корпусе 1.
3
3
3
2
1
1
Уплотнительные органы 3 и 4, представленные на фиг.4, выполнены в виде чугунных втулок наружным диаметром d поверхность 23 с уплотнительным кольцом 24, где d втулки имеет зазор относительно отверстия d поверхность 21 корпуса 1. Внутреннее отверстие d поверхность 25 соответствует проходному отверстию рабочей среды. На торце втулки выполнена полная поверхность 26 диаметром d, притертая на рабочей поверхности 17 диаметром d запорного органа 2.
Сборка запорного крана осуществляется следующим образом: в корпус 1 устанавливается запорный орган 2, затем устанавливаются центрирующие втулки 9 и 10 с подшипниками 27 и 28 с уплотнительными кольцами 29, 30, 31, 32, после чего в отверстие d3 корпуса 1 вставляются с двух сторон уплотнительные органы 3 и 4, охватывающие рабочую поверхность запорного органа 2, поджимающиеся пружинами 5 и 6, которые сжимаются трубопроводными фланцами 7 и 8 с уплотнительными кольцами 33 и 34,
вставленными в корпус 1, в котором вставлены заглушки сброса рабочей среды 11 и 12 между центрирующими втулками 9 и 10 и запорным органом 2.
Работа запорного крана осуществляется поворотом запорного органа 2 на 90° и обратно.