ШАРОВОЙ КРАН
BALL VALVE

Изобретение относится к относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия или открывания канала трубопровода или штуцера, а также для обеспечения движения рабочей среды только в одном направлении. Может использоваться в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Известен шаровой кран [патент RU 2168092, МПК F16K 5/06, опубл. 10.01.2001], содержащий корпус, в котором в двух седлах в форме кольца установлен сферический запорный орган, связанный с приводом его вращения. При этом каждое из седел выполнено из терм расширенного графита. Недостатком данного крана является то, что он в открытом положении не препятствует движению жидкости при изменении ее направления. Для обеспечения этого условия к корпусу шарового крана соединяют трубой или штуцером обратный клапан.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является шаровой кран [патент RU 161849, МПК F16K 5/06, опубл. 10.05.2016], содержащий корпус, в котором в двух седлах установлен сферический запорный орган, связанный с приводом его вращения, снабженный шариком и выполненный со сквозным отверстием. Недостатком прототипа является сложность конструкции, обусловленная наличием значительного количества деталей в его составе - стопорного кольца, направляющей втулки для шарика, выполненной из профильной трубы, шайбы, шарика, пружины сжатия, корпуса, двух седел, запорного органа, рукоятки и валом привода запорного органа.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции шарового крана. Поставленная задача решается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус, в котором в двух седлах установлен сферический запорный орган, связанный с приводом его вращения, снабженный шариком и выполненный со сквозным отверстием, новым является то, что сквозное отверстие запорного органа состоит из трех расположенных своими осями в одной вертикальной плоскости цилиндрических выборок: первой выборки, имеющей дно, направленной вниз и выполненной со сферической стенки запорного органа; второй выборки, выполненной с нижней части дна первой выборки, перпендикулярно стенке этого дна; третьей выборки, направленной вниз, выполненной со сферической стенки запорного органа и сообщающейся с полостью второй выборки, причем с грани между боковой стенкой второй выборки и стенкой дна первой выборки снята фаска, причем шарик установлен в первую выборку и под собственным весом герметично прилегает своей стенкой к конической стенке фаски при расположении привода вращения запорного органа наверху корпуса, причем с верхней части боковой стенки первой выборки выполнена резьбовая выборка, в которую завернут винт, предотвращающий выход шарика из первой выборки.
На фиг. 1 изображен общий вид шарового крана в разрезе; на фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Шаровой кран содержит корпус 1 (фиг. 1), в котором в двух седлах 2 установлен сферический запорный орган 3. Запорный орган 3 связан с приводом 4 его вращения, снабжен шариком 5 и выполнен со сквозным отверстием 6. Сквозное отверстие 6 запорного органа 3 состоит из трех расположенных своими осями в одной вертикальной плоскости цилиндрических выборок. Первая выборка 7 имеет дно, направлена вниз и выполнена со сферической стенки 8 запорного органа. Вторая выборка 9 выполнена с нижней части дна первой выборки 7, перпендикулярно стенке 10 этого дна. Третья выборка 11 направлена вниз, выполнена со сферической стенки 8 запорного органа 3, и сообщается с полостью второй выборки 9. С грани между боковой стенкой второй выборки 9 и стенкой 10 дна первой выборки 7 снята фаска. Шарик 5 установлен в первую выборку 7 и под собственным весом герметично прилегает своей стенкой к конической стенке 12 фаски при расположении привода 4 вращения запорного органа 3 наверху корпуса. Герметичность прилегания шарика к конической стенке 12 обеспечивается обработкой этой стенки с шероховатостью не менее Ra 0,8 микрон. С верхней части боковой стенки первой выборки 7 выполнена резьбовая выборка 13, в которую завернут винт 14, предотвращающий выход шарика 5 из первой выборки 7.
Шаровой кран на трубопровод или штуцер емкости устанавливают в горизонтальном положении рукояткой сверху. При этом шарик 5, упираясь на нижнюю часть боковой стенки, под действием своего веса и из-за того что первая выборка 7 направлена вниз, своей стенкой упирается на коническую стенку 12 фаски. Пользуются краном следующим образом. Поворотом рукоятки 15 устанавливают открытое положение запорного органа 3 (как изобр. на фиг. 1). Под действием давления жидкости, передаваемой через третью выборку 11 и вторую выборку 9, шарик 5 отходит влево от второй выборки 9 и упирается на винт 14. Далее жидкость, проходя через первую выборку 7, поступает в левый канал корпуса 1 шарового крана и затем на трубопровод. При аварии на объекте, связанном посредством трубопровода с шаровым краном, давление жидкости в первой выборке 7 повышается и становится больше давления жидкости поступающей справа в третью выборку 11. При этом шарик 5, под действием своего веса и от давления жидкости, двигается по полости первой выборки 7 вправо. Шарик 5 встречается с конической стенкой 12 фаски, и герметично закрывает вторую выборку 9, препятствуя движению жидкости вправо. В этом случае шаровой кран работает как обратный клапан. Для предотвращения движения жидкости как справа, так и слева шаровой кран закрывают за рукоятку 15. При этом сквозное отверстие 6 запорного органа 3 располагается поперек корпуса 1. В этом случае шаровой кран работает как запорная арматура.
В предложенном шаровом кране, в отличие от прототипа, имеются две стандартные детали: шарик и винт. В прототипе имеются: стопорное кольцо, направляющая втулка для шарика, выполненная из профильной трубы, шайба, шарик и пружина сжатия. Из сравнительно-сопоставительного анализа видно, что в прототипе деталей значительно больше, чем в предложенном устройстве. Поэтому в предложенном шаровом кране упрощается конструкция.