КРАН СФЕРИЧЕСКИЙ С РАЗДЕЛИТЕЛЕМ СРЕД
BALL PLUG VALVE WITH MEDIUM SEPARATOR

Изобретение относится к запорной арматуре и приборостроению, обеспечивающей нормальную эксплуатацию машин и установок, в частности к кранам, клапанам, задвижкам, с поворотными элементами, имеющими сферическую поверхность, предназначенным для использована в нефтяной и в любой другой отрасли промышленности, сфере ЖКХ, а именно где трубопровод применяется как средство транспортировки жидкости с наличием предохранительных устройств для измерительных приборов, используемых, в том числе, при низких температурах или агрессивных загрязнённых средах.
Известен фильтр и водоотделитель для жидкости легче воды, содержащий: раму; впуск жидкости, соединенный с рамой; круглую нижнюю камеру, сообщающуюся непосредственно с впускным отверстием и расположенная под ним, причем впускное отверстие расположено тангенциально к нижней камере; разделитель между нижней и верхней камерами с обратным клапаном в нем; круглое защитное кольцо с открытым дном, проходящее вниз от части рамы в нижнюю камеру; выпуск для жидкости, соединенный с выходным концом верхней камеры; фильтрующий элемент в верхней камере, расположенный между обратным клапаном и выходом жидкости на пути потока жидкости; а также средство доступа для открывания верхней камеры для обслуживания фильтрующего элемента (Патент № US4502954A. Опубл. 1985-03-05).
Однако известный фильтр и водоотделитель, предназначен лишь для функционирования двигателей внутреннего сгорания и не относится к запорной арматуре предназначенной для использована в нефтяной и в любой другой отрасли промышленности, сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).
Известен сепаратор поливной воды, состоящий из трехходового степпера, шарового клапана и части управления шаровым краном. Средняя часть трехходового степпера снабжена полостью шарового крана. Сердечник шарового крана расположен в полости шарового крана. Сердцевина клапана шарового клапана снабжена первым дренажным отверстием и третьим дренажным отверстием, при этом два дренажных отверстия горизонтально связаны друг с другом. Второе дренажное отверстие расположено под заданным углом относительно первого и третьего дренажных отверстий. Сердечник клапана шарового клапана вращается в полости шарового клапана посредством части управления шаровым клапаном, чтобы реализовать переключение между первым выходом воды и вторым выходом воды (Патент № CN204152227. Опубл. 2015-02-11).
Однако известное изобретение относится к строительной технике и не предназначено, в виду конструктивных особенностей, к запорной арматуре предопределенной для использована в нефтяной и в любой другой отрасли промышленности, сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).
Известен водоотделитель перед сливным клапаном, содержащий верхнюю крышку, камеру для разделения пара и воды и шлаковую камеру, которые последовательно соединены, а внешняя окружность окружена кожухом, уплотнительный фланец соединен между верхней крышкой, камерой разделения пара и воды и шлаковой камерой, верхний конец верхней крышки снабжен впускным отверстием для конденсата, выпускная труба для конденсата расположена в камере разделения пара и воды, а крышка для мазка и выпускная труба расположены на входе выпускной трубы для конденсата, а выпускная труба для конденсата выведена наружу. Группа конденсатоотводчика расположена на внешнем конце корпуса, а соединительный порт для конденсированной воды, манометр и предохранительный клапан дополнительно расположены в камере для разделения пара и воды. Дно бункера снабжено шаровым клапаном и сливным отверстием , соединенным с шаровым клапаном (Патент № CN208066061 (U). Опубл. 2018-11-09).
Однако известное решение не позволяет осуществить безопасную замену манометра, его защиту от инородных тел, сократить время для полного перекрытия среды, путем перевода рукояти из положения «открыто» в положение «закрыто», предупредить загрязнение окружающей среды.
Известен масло водоотделитель (сепаратор), в котором используются по меньшей мере две камеры отделения масла, которые работают параллельно в режиме обратного, но синергетического разделения. В камере отделения масла используется источник частичного вакуума, который втягивает поток в одну камеру, и в то же время останавливает поток от потока в другую камеру, удаляя источник вакуума, чтобы обеспечить единую плотность смешения между двумя камерами. Установлено распределение потока жидкости в шахматном порядке. В этом устройстве каждая камера создает частичный вакуум для активного отделения и удаления масла (Публикация № JP2018517560 (A) - 2018-07-05).
Однако известный масло водоотделитель не позволяет осуществить безопасную замену манометра, его защиту от инородных тел, сократить время для полного перекрытия среды, путем перевода рукояти из положения «открыто» в положение «закрыто», предупредить загрязнение окружающей среды.
Известен разделитель сред, содержащий корпус с крышкой, установленный в корпусе разделительный элемент и гаситель пульсаций давления, выполненный в виде сквозного отверстия в крышке с нанесенной на части его длины резьбой, с установленным в нем с возможностью перемещения регулировочным винтом и закрывающим отверстие с другой стороны упорным винтом. При этом резьбовое отверстие соединено с отверстием выходного штуцера и с полостью, образованной разделительным элементом и крышкой (Патент №RU 2248544. Опубл. 20.03.2005).
Однако конструкция известного разделителя не предназначена для быстрого перекрытия потока среды и быстрого сброса давления при этом.
Известен шаровой кран содержащий корпус с двумя патрубками, один из которых выполнен за одно целое с корпусом, в корпусе установлена шаровая пробка, уплотненная эластичными кольцами, и поджатая к ним с помощью муфты, имеющей с корпусом резьбовое соединение. При этом второй патрубок выполнен отдельно от корпуса за одно целое с муфтой, причем на внутренней поверхности патрубка выполнена резьба для подсоединения к трубопроводу (Патент № RU69184. Опубл. 10.12.2007).
Однако известный шаровой кран не позволяет осуществить защиту измерительного прибора – манометра и автоматический сброс давления при перекрытии потока среды.
Поставленный технический результат достигается тем, что в кране сферическом с разделителем сред, содержащем корпус, шток, прокладки, уплотнительные кольца, элемент управления, корпус выполнен в виде пустотелой прямой с двумя скругленными гранями призмы, оснащенной сквозными отверстиями, оси которых взаимоперпендикулярны, со стороны каждой скругленной грани с корпусом соединен, соответственно, один из концов штуцера и дополнительного штуцера, внутри корпуса расположен шток оснащенный сферой, размещенной между опорных элементов, каждый из которых установлен в соответствующей втулке седла, имеюще возможность контакта с тарельчатой пружиной, при этом на одном конце штока закреплен элемент управления, второй конец штока расположен в проходной пробке, оснащенной сквозным отверстием и закрепленной в отверстии корпуса, кроме того штуцер и дополнительный штуцер по наружной и внутренней поверхности выполнены ступенчатыми, на втором конце штуцера установлен стакан, с возможностью перемещения, оснащенный с одной стороны заглушкой, с другой стороны отверстием, в котором установлена шайба имеющая возможность контакта с мембраной, расположенной в кольце, на втором конце дополнительного штуцера выполнена наружная резьба, при этом в одной из ступеней штока выполнено выходное отверстие, взаимосвязанное соединительным отверстием с отверстиями, выполненными в сфере, кроме того в сфере выполнены взаимосвязанные отверстия, оси которых расположены под углом к горизонтальной плоскости.
Целесообразно, для заполнения мембраны жидкостью, возможность перемещения стакана осуществлена посредством оснащения наружной поверхности стакана резьбой и внутренней резьбой второго конца штуцера.
Целесообразно, для повышения износостойкости и предупреждения коррозии, уплотнительные кольца выполнять из резины.
Целесообразно, для повышения срока эксплуатации конструкции и предупреждения появления статического электричества, уплотнительные кольца, поверхности на которых они установлены и резьбовые поверхности смазывать графитовой смазкой.
В варианте выполнения, для сбора и утилизации рабочей среды, целесообразно в проходной пробке устанавливать дренажную трубку.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и графическими материалами, на которых:
Фиг. 1 - показывает сборочный чертеж главного вида в разрезе и вид слева крана сферического с разделителем сред;
Фиг. 2 - показывает плоскостной чертеж, с частичным разрезом, шток со сферой, оснащенных взаимосвязанными отверстиями;
Фиг. 3 - показывает в увеличенном масштабе сечение сферы вертикальной плоскостью А-А;
Фиг. 4 - показывает аксонометрию сферы в разрезе, то же что и на фиг 2.
Кран сферический с разделителем сред, содержит корпус 1 (Фиг. 1). Корпус 1 выполнен в виде пустотелой прямой с двумя скругленными гранями призмы по наружной поверхности, оснащенной сквозными отверстиями. Оси сквозных отверстий взаимоперпендикулярны. Внутри корпуса 1 расположен шток 2, оснащенный сферой 3. Сфера 3 расположена между опорными элементами 4 и 5. Каждый опорный элемент 4 и 5 установлен в соответствующей втулке седел 6 и 7, имеющих возможность контакта с тарельчатыми пружинами, соответственно, 8 и 9. Кроме того каждая втулка седла 6 и 7 оснащено наружными проточками для расположения в них уплотнительных колец 10 и 11. При этом на одном конце штока 2 закреплен элемент управления 12, который может быть выполнен в виде рукоятки (рукоять) и оснащен упором 13. Элемент управления закреплен гайкой 14. Второй конец штока 2 расположен в проходной пробке 15, оснащенной сквозным отверстием 16 и закрепленной в отверстии корпуса 1 с использованием уплотнительного кольца 17. Со стороны одной скругленной грани корпус 1 соединен с одним из концов разделителя сред, который выполнен в виде штуцера 18. При этом корпус штуцера 18 выполнен в виде цилиндра, оснащенного ступенчатым отверстием и ступенчатой наружной поверхностью. На втором конце корпуса штуцера 18 установлен стакан 19, с возможностью перемещения посредством резьбы. В стакане 19 со стороны дна выполнено отверстие 20. Стакан 19 установлен на кольце 21, оснащенным уплотнительным кольцом 22. В кольце 21 размещен конец мембраны 23, имеющей возможность контакта с фигурной втулка 24, оснащенной прокладкой 25. Стакан 19 оснащен заглушкой 26 с противоположной отверстию 20 стороны. Скомпонованные элементы конструкции позиций 17 по 26 выполняют функцию разделителя сред. Со стороны другой скругленной грани корпус 1 соединен с одним из концов дополнительного штуцера 27. Дополнительный штуцер 27 выполнен в виде ступенчатого цилиндра по наружной поверхности, оснащенного ступенчатым отверстием. На втором свободном конце дополнительного штуцера 27 выполнена наружная резьба 28. Корпус 1 оснащен уплотнительными кольцами 29 и 30.
Шток 2, выполнен по наружной поверхности в виде ступенчатого цилиндра (Фиг. 2). В одной из ступеней штока 2 выполнено отверстие 31, ось которого коаксиальна оси штока 2. В сфере 3 выполнено отверстие 32, ось которого расположена на одной из осей симметрии сферы 3. Отверстия 31 и 32 взаимосвязаны с помощью соединительного отверстия 33. В сфере 2 выполнены взаимосвязанные отверстия 34 и 35. Оси отверстий 34 и 35 выполнены под углом книзу по отношению к горизонтальной плоскости симметрии сферы 3 и по отношению друг к другу. Между собой группа отверстий (каналов) 31, 32, 33 и группа отверстий (каналов) 34, 35 не пересекаются.
Для повышения износостойкости и предупреждения коррозии, уплотнительные кольца 10, 11, 16, 22, выполнены из резины.
Уплотнительные кольца 10, 11, 16, 22, 29, 30, поверхности, на которых они установлены, и резьбовые поверхности смазаны графитовой смазкой, что повышает срока эксплуатации конструкции и предупреждает появление статического электричества.
Кран сферический с разделителем сред работает следующим образом.
В корпусе 1 размещают шток 2 со сферой 3. Устанавливают с обеих сторон сферы 3 опорные элементы 4 и 5. Размещают в проточках каждой втулки седел 6 и 7 уплотнительные кольца 10 и 11. Затем вводят в продольные отверстия корпуса 1 втулки седел 6 и 7 до контакта с соответствующим опорным элементом 4 и 5. Устанавливают по диаметру отверстия корпуса 1 уплотнительное кольцо 16 и закрепляют в отверстии корпуса 1 проходную пробку 15 снизу. На другом конце штока 2 над корпусом 1 устанавливают элемент управления 12 в виде рукояти, оснащают элемент управления 12 упором 13. Закрепляют элемент управления 12 шайбой и гайкой 14.
В одном из ступенчатых отверстий штуцера 17 размещают мембрану 23, кольцо с уплотнительным кольцом 22. Вводят в ступенчатое отверстие штуцера стакан 19 с установленной в его отверстии 20 фигурной втулки 24 с прокладкой 25. Устанавливают в стакане заглушку 26. Конец штуцера 18, используя уплотнительное кольцо 29 и тарельчатую пружину 9, закрепляют в продольном отверстии корпуса 1 со стороны одной из скругленных стороны. Дополнительный штуцер 27 устанавливают, используя уплотнительное кольцо 30 и тарельчатую пружину 8, закрепляют в продольном отверстии корпуса 1 со стороны другой скругленной грани.
Скомпонованный кран с разделителем сред установили, завернув резьбу 28 дополнительного штуцера 27 в предназначенное для него отверстие трубопровода. Затем разъединили корпус штуцера 18 и стакан 19. Заполнили мембрану 23 жидкостью, незамерзающей при температуре -60°С. При этом, предварительно установили фигурную втулку 24 и прокладку 25. Закрутили манометр (не показан) в стакан 19 до упора в корпус штуцера 18. Повернули рукоять 2 против часовой стрелки для подачи давления рабочей среды.
Принцип работы:
При положении крана «открыто» (рукоять 12 расположена вдоль корпуса) рабочая среда проходит через каналы 34 и 35 цилиндра 3 идавит на мембрану 23 разделителя сред. Давление от мембраны 23 передается на незамерзающую жидкость (с низким коэффициентом сжатия). Эта жидкость, в свою очередь, воздействует на чувствительные элементы манометра (не показан). Мембрана 23 защищает чувствительные элементы манометра от размораживания, воздействия агрессивной среды (растворов кислот и щелочей до 20%), воздействия твёрдых частиц в среде. При повороте рукояти 12 по часовой стрелке на 90° в положение «Закрыто» перекрывается подача давления к корпусу штуцера 18 (разделителю сред) и манометру, одновременно осуществляется сброс давления из плоскости разделителя сред через дренажный канал 16. Через отверстия 32, 33, 31 излишняя рабочая среда поступает в дренажный канал 16. В положении «открыто» рабочая среда проходит через каналы 34, 35. При повороте рукояти 12 в положение «закрыто» избыточное давление от разделителя сред 18 через каналы 32, 33 и 31 сбрасывается в дренажный канал 16. При необходимости в канал 16 устанавливается дренажная трубка (не показана) для отвода сброса проводимой среды. Кроме того, под трубкой может быть установлена ёмкость для сбора сбрасываемой проводимой среды. Запрещается выкручивать манометр при открытом положении крана.
Предложенное изобретение позволяет расширить арсенал технических средств позволяющих осуществлять безопасную замену манометра, защищает его от инородных тел в процессе эксплуатации.
Кроме того не требуется отдельных действий по выкручиванию и закручиванию спускника при быстром перекрытии потока среды.
Предложенное изобретение позволяет сохранять экологию окружающей среды.