ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована в газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной отраслях промышленности.
Известна конструкция шарового крана, содержащая корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также привод поворота шаровой пробки с обеспечением дискретной фиксации шаровой пробки через 90° в пределах ее полного оборота (см. Патент РФ, №2165555, F 16 К 5/06, 1999).
Недостатком данной конструкции шарового крана является то, что шаровая пробка крана совершает рабочий поворот в постоянном контакте с седлами, вследствие чего повышается износ всей рабочей поверхности шаровой пробки и сокращается срок службы шарового крана.
Из известных конструкций наиболее близкой к предлагаемой является шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, с обеих сторон снабженной
сменными кольцевыми элементами из керамического материала, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также привод поворота шаровой пробки в пределах сектора в 90° (см. Патент РФ, №2002151, F 16 К 3/02, 1992).
Недостаток известной конструкции заключается в том, что шаровая пробка крана совершает рабочий ход в пределах одного и того же сектора в 90° в постоянном контакте с седлами, что приводит к локальному износу пробки, особенно в зоне возникновения максимального перепада давления потока рабочей среды, где наблюдается повышенная абразивная эрозия контактных поверхностей, и, как следствие, к сокращению долговечности защитных керамических элементов.
Задачей полезной модели является создание конструкции шарового крана, которая обеспечивала бы повышение надежности и долговечности работы шарового крана, а также снижение расхода защитных материалов за счет выведения шаровой пробки и седел из контакта непосредственно в зоне размыкания затвора, т.е. в зоне, которая характеризуется повышенным абразивным износом контактных поверхностей.
Указанный технический результат достигается тем, что шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, с обеих сторон снабженной сменными кольцевыми элементами из керамического материала, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель с приводом, согласно полезной модели, снабжен узлом вывода из контакта шаровой пробки и седел, выполненным в виде двух дисков с диаметрально расположенными выступами, установленных на шаровой пробке, с возможностью взаимодействия с выступами идентичного профиля на седлах.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретного варианта ее выполнения и сопровождающими чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид шарового крана в положении шаровой пробки "открыто"; на фиг.2 - то же, но
положение шаровой пробки соответствует моменту ее выведения из контакта с седлами крана.
Шаровой кран (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с соосными входным 2 и выходным 3 патрубками, седла 4, 5 с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой 6, с обеих сторон снабженной сменными кольцевыми элементами 7 из керамического материала, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель 8 с приводом и узел 9 вывода из контакта шаровой пробки 6 и седел 4, 5. Узел 9 вывода из контакта шаровой пробки 6 и седел 4, 5 выполнен (фиг.2) в виде двух установленных на шаровой пробке 6 дисков 10 с диаметрально расположенными выступами 11, при этом на седлах 4, 5 выполнены выступы 12 идентичного профиля.
Шаровой кран работает следующим образом.
В режиме закрытия шаровая пробка 6 совершает рабочий поворот на 90°. В пределах сектора рабочего поворота шаровой пробки 6, в котором на шаровой затвор не действует полный перепад давления перекрываемой рабочей среды, узел 9 не выводит шаровую пробку 6 и седла 4, 5 из контакта. Этому сектору соответствует перемещение проходного отверстия шаровой пробки 6 в пределах проходного отверстия седел 4, 5. В момент возникновения полного перепада давления, т.е. в момент выхода проходного отверстия шаровой пробки 6 за пределы проходного отверстия седел 4, 5, узел 9 выводит седла 4, 5 из контакта с шаровой пробкой 6. Последующий сектор рабочего поворота шаровая пробка 6 проходит без трения о контактные поверхности седел 4, 5 до положения "закрыто", где контакт седел с шаровой пробкой восстанавливается. В режиме открытия узел 9 работает аналогично в обратном порядке.
Преимуществом предлагаемой конструкции шарового крана является то, что вывод седел из контакта с шаровой пробкой позволяет значительно снизить крутящий момент на приводе в период воздействия максимального перепада давления
рабочей среды на шаровой затвор крана, т.е. происходит разгрузка затвора за счет дополнительной разгерметизации. Кроме того, в момент вывода седел из контакта и соответствующей разгерметизации затвора ближайшими к зоне воздействия агрессивного потока оказываются кольцевые керамические элементы, имеющие максимальную стойкость к абразивной эрозии именно на скользящих углах атаки, что значительно повышает долговечность и надежность работы шарового крана. Описанная конструкция может быть реализована в шаровом кране как с шаровой пробкой на опорах, так и с «плавающей» шаровой пробкой.