КРАН С ШАРОВОЙ ПРОБКОЙ

Полезная модель относится к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, а именно, к конструкциям промышленных кранов с шаровой пробкой для регулирования и перекрытия потока рабочей среды.
Из уровня техники известен кран с шаровой пробкой, включающий полый корпус с приваренными к нему подводящим и отводящим патрубками, смежные торцы которых расположены внутри корпуса, последовательно установленные на торцах патрубков внутри несущей втулки пружинные опоры, ступенчатые кольцевые элементы и кольцевые уплотнения и размещенную между уплотнениями шаровую пробку со сквозным отверстием, соединенную с приводным шпинделем (см. патент RU 62441, кл. F16K 5/06, опубл. 10.04.2007). Недостатками известного устройства являются сложность и ненадежность конструкции, обусловленная хрупкостью несущей втулки.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении долговечности крана. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в кране с шаровом пробкой, включающем полый корпус с приваренными к нему подводящим и отводящим патрубками диаметра d, смежные торцы которых расположены внутри корпуса, последовательно установленные на торцах патрубков пружинные опоры, ступенчатые кольцевые элементы и кольцевые уплотнения и размещенную между уплотнениями шаровую пробку со сквозным отверстием, соединенную с приводным шпинделем, торцы патрубков, расположенные в корпусе, обжаты до диаметра 0.7-0.9d с образованием концевых цилиндрических участков, внутри которых выполнена расточка с упором для пружинных опор, а шаровая пробка выполнена равномерно усеченной с противоположных сторон с образованием двух параллельных плоских граней, причем высота усеченной пробки не превышает диаметр расточки в указанном цилиндрическом участке.
На чертеже представлено продольное сечение предлагаемого крана.
Кран представляет собой полый корпус 1 с приваренными к нему подводящим 2 и отводящим 3 патрубками диаметра d. Смежные торцы патрубков 2-3 расположены внутри корпуса 1 и обжаты до диаметра 0.7-0.9d с образованием концевых цилиндрических участков 4, внутри которых выполнена расточка с упором для пружинных опор 5. Следом за пружинными опорами 5 в расточке участка 4 установлены ступенчатые кольцевые элементы 6 и кольцевые уплотнения 7. Между уплотнениями 7 размещена шаровая пробка 8 с отверстием 9. Пробка 8 выполнена равномерно усеченной с противоположных сторон с образованием двух параллельных плоских граней, причем высота усеченной пробки не превышает диаметр расточки в цилиндрическом участке 4. Пробка 8 соединена с приводным шпинделем 10, обеспечивающим возможность регулировки проходного сечения крана.
Во всех рабочих положениях, устанавливаемых с помощью шпинделя 10, шаровая пробка 8 под действием перепада давлений между стороной отвода потока (слева на чертеже) и стороной подачи потока (справа на чертеже) прижимается к сферическим уплотнительным поверхностям кольцевых уплотнений 7. Кроме того, созданию усилия прижима способствуют и пружинные опоры 5, поджимающие уплотнения 7 через ступенчатые кольцевые элементы 6.
Благодаря установке рабочих элементов 5-7 непосредственно внутри патрубков 2-3 (без несущих втулок) значительно увеличивается прочность конструкции и долговечность крана в целом.
Формирование цилиндрического участка 4 меньшего диаметра, чем диаметр остального патрубка позволяет увеличить усилие поджима уплотнений 7 к пробке 8 за счет создания избыточного давления. Опытным путем было показано, что если диаметр участка 4 больше 0.9d, то эффект от уменьшения проходного сечения практически не достигается. Если же диаметр участка 4 меньше 0.7d, то усилие на уплотнениях 7 увеличивается слишком сильно и значительно повышается вероятность заклинивания крана. Создание оптимального прижимного усилия между уплотнениями 7 и пробкой 8 обеспечивает стабильную работу шарового крана, что также увеличивает его долговечность.
Выполнение шаровой пробки 8 усеченной позволяет создать шаровой кран более компактным, а также обеспечивает возможность ее частичного входа в цилиндрическую часть 4 патрубков 2-3 в случае больших скачков давления, что предохраняет пробку 8 от повреждений и деформации и, соответственно, увеличивает срок службы крана в целом.