ЦЕЛЬНЫЙ ШАРОВОЙ КРАН И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Способ изготовления цельных шаровых кранов, согласно которому элементы крана отливают один поверх другого в пресс-форме с несколькими полостями или последовательно в нескольких пресс-формах, в результате чего образуется единое цельное изделие, причем способ включает в себя последовательное литье под давлением, при котором каждый последующий элемент крана отливают поверх предыдущего, в результате, последующий элемент охватывает предыдущий, причем элементы отливают по меньшей мере в следующей последовательности:
внутренний элемент (1) шарового затвора со штоком управления крана;
шаровой затвор (2), отливаемый поверх внутреннего элемента (1);
единый уплотняющий элемент (3), вмещающий шаровой затвор (2) и покрывающий внутреннюю часть крана, а также обеспечивающий герметичность штока и входного и выходного патрубков крана;
корпус (4) крана.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что внутренний элемент (1) шарового затвора совместно со штоком изготавливают другими способами, например:
литьем под давлением с выплавляемым стержнем;
литьем с установкой в пресс-форме различных устройств, например втягиваемых стержней;
литьем под давлением с газом или с водой;
использованием вспенивающих веществ или структурообразователей;
литьем под давлением с последующей чистовой обработкой поверхностей, обеспечивающей удаление дефектов, после чего устанавливают уплотнения и поверх заливают корпус крана, формируя в результате цельное изделие.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаровой затвор (2) изготавливают за одно целое с внутренним элементом (1) литьем под давлением с газом или с водой или за счет использования вспенивающих веществ, обеспечивающих возможность объединения указанных элементов в один, в результате чего исключают соответствующий этап из процесса.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки отлитого шарового затвора (2) является равномерной и составляет предпочтительно от 2,5 до 3 мм, причем механическая прочность указанного элемента не снижается.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаровой затвор (2) и внутренний элемент (1) изготавливают следующими способами:
литьем под давлением с выплавляемым стержнем;
литьем с установкой в пресс-форме различных устройств, например втягиваемых стержней;
литьем под давлением с газом или с водой;
использованием вспенивающих веществ или структурообразователей;
причем внутренний элемент (1) заменяют аналогичным элементом, изготовленным из материала, который в дальнейшем удаляют, например металла с низкой температурой плавления или растворимого полимера, для того, чтобы уменьшить толщину затвора (2).
6. Способ по п.1, предусматривающий использование механизма для поворота шарового затвора (2) внутри пресс-формы, в которой отливают корпус (4) крана, причем затвор (2) вращают, пока отливка еще горячая.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что механизм для поворота шарового затвора (2) внутри пресс-формы, в которой отливают корпус (4) крана, содержит гидравлический цилиндр, закрепленный в нижней части пресс-формы, рейку, предназначенную для приведения в движение зубчатого колеса, соответствующее зубчатое колесо и шпиндель, взаимодействующий с зубчатым колесом и обеспечивающий соединение со штоком крана, в результате чего происходит поворот шарового затвора.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на шаровой затвор (2) в процессе его переноса в пресс-форму, предназначенную для литья единого уплотняющего элемента (3), наносят безвредное и легкоиспаряющееся вещество или разделительную смазку в виде суспензии, удаляемую из пресс-формы.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверх единого уплотняющего элемента (3) или седловых уплотнений шарового затвора устанавливают внутренние элементы (24а) и (24b) жесткости.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что линия (x) разъема всех пресс-форм проходит диаметрально через центральную часть шарового затвора (2) и совпадает с направлением движения жидкой среды через отверстие.
11. Цельный шаровой кран, изготовленный способом по п.1 и содержащий по меньшей мере следующие элементы:
внутренний элемент (1) шарового затвора с управляющим штоком, имеющий, по существу, сферическую форму, причем в нем выполнен цилиндрический канал, ось которого проходит через центр шарового затвора, по существу, перпендикулярно оси управляющего штока;
шаровой затвор (2) в форме полой сферы, вмещающий внутренний элемент (1);
единый уплотняющий элемент (3) в виде оболочки, полностью покрывающий шаровой затвор (2) и внутреннюю часть корпуса крана, причем он содержит два цилиндрических отверстия, соответствующих входному и выходному патрубкам корпуса (4) крана, причем в указанном уплотняющем элементе, на участке, где он охватывает шток, предусмотрено отверстие;
корпус (4) крана, выполненный, по существу, в форме полого цилиндра с входным и выходным патрубками на концах, а также с радиальным отверстием в средней части корпуса, обеспечивающим возможность вращения штока, причем на входном и выходном патрубках предусмотрены системы быстроразъемного соединения с трубами.
12. Кран по п.11, отличающийся тем, что системы быстроразъемного соединения корпуса (4) крана с трубами на входном и выходном патрубках крана содержат:
упорный фланец (29), имеющий по существу кольцевую форму, с цилиндрической опорной поверхностью, причем внутрь упорного фланца вставлен конец трубы, а сам фланец упирается в корпус (4) крана рядом с концом (31) единого уплотняющего элемента (3), при этом упорный фланец имеет продольную выступающую часть, предназначенную для крепления уплотнительного кольца (32) и трубного зажима (30);
уплотнительное кольцо (32), установленное в канавке, выполненной в упорном фланце (29);
трубный зажим (30) по существу конической и кольцевой формы, проходящий в продольном направлении и содержащий на внутренней поверхности зубья (33), причем в нем выполнен паз (34), обеспечивающий возможность уменьшения диаметра зажима и поглощения отклонений диаметра трубы;
зажимная гайка (28) по существу кольцевой формы, проходящая в продольном направлении, причем на одном из концов гайки выполнена внутренняя резьба, обеспечивающая возможность соединения гайки с корпусом (4) крана, кроме того, гайка содержит внутреннюю коническую поверхность, посредством которой гайка при установке прижимает упорный фланец (29) и уплотнительное кольцо (32) к торцу (31), а трубный зажим (30) вдавливает зубья (18) в трубу.
13. Кран по п.11, отличающийся тем, что гибкие упорные выступы (35), расположенные в зоне стыка с упорным фланцем (29), а также гибкие упорные выступы (35') на конце трубного зажима (30) блокируют поступательное перемещение зажимной гайки (28).
14. Кран по п.11, отличающийся тем, что трубный зажим (30) содержит металлическую шайбу (38), заменяющую один из зубьев трубного зажима и предназначенную для закрепления/фиксации жестких труб в трубопроводных системах с высоким давлением среды.
15. Кран по п.11, содержащий фракционный фильтр, закрепленный внутри корпуса (4) крана.
16. Способ сборки крана по п.12, включающий в себя следующие этапы:
устанавливают уплотнительное кольцо (32) в канавку упорного фланца (29);
устанавливают трубный зажим (30) в упорный фланец (29);
помещают трубный зажим (30) внутрь зажимной гайки (28);
навинчивают зажимную гайку (28) таким образом, чтобы уплотнительное кольцо (32) и упорный фланец (29) оказались прижатыми не полностью;
вставляют трубу до тех пор, пока она не упрется в основание фланца (29);
продолжают навинчивать гайку (28) до тех пор, упорный фланец (29) не окажется в конечном положении, прижатым к торцу (31) уплотняющего элемента (3).
17. Кран по п.11, отличающийся тем, что традиционная система соединения корпуса (4) крана на входном и выходном патрубках содержит:
по существу кольцеобразный концевой элемент (соединительную деталь), проходящий в продольном направлении, причем указанный элемент скреплен с трубой посредством клеевого, сварного (40), резьбового соединения или высокотемпературной сваркой под давлением, причем труба вставлена во внутреннюю часть указанного элемента, а сам элемент упирается в корпус (4) крана рядом с концом (31) единого уплотняющего элемента (3);
по существу кольцеобразную гайку (28), проходящую в продольном направлении, причем гайка на одном конце содержит внутреннюю резьбу, обеспечивающую возможность соединения с корпусом (4) крана, при этом внутренняя поверхность гайки соответствует форме концевого элемента, закрепленного на трубе.
18. Кран по п.11, отличающийся тем, что внутренний элемент (1) и шаровой затвор (2) изготовлены из материалов, которые проявляют определенное химическое сродство, предпочтительно полипропилена, поливинилхлорида (PVC), поливинилиденфторида (PVDF), полифенилсульфона (PPSU), полисульфона (PSU), сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полиоксиметилена (РОМ), и сетчатого полиэтилена (РЕх).
19. Кран по п.11, отличающийся тем, что единый уплотняющий элемент (3) изготовлен из термопластического эластомера (ТРЕ) с соединениями на основе термопластичных или термореактивных материалов, например на основе полипропилена (РР), полиэтилена (РЕ), полиэстера (UP), полиамида (РА), силиконового каучука (SI) и полиэстера (UP), предпочтительно из термопластичной резины на основе термопластичного эластомер-эфир-эстера (ТЕЕЕ).
20. Кран по п.11, отличающийся тем, что корпус (4) крана изготовлен из непластифицированного поливинилхлорида (PVC-U), хлорированного поливинилхлорида (PVC-C), поливинилиденфторида (PVDF), гомополимера полипропилена (РР-Н), статистического сополимера полипропилена (PP-R), смеси статистического сополимера и стекловолокна (PP-R+30%GF), термостабилизированного полипропилена (PP-CRT), сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полисульфона (PSU), полифенилсульфона (PPSU), полиэтилена (РЕ), сетчатого полиэтилена (РЕх), полиоксиметилена (РОМ), полифениленоксида (РРО) или других материалов.