ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к запорной арматуре, а более конкретно к устройствам с шаровым запорным элементом.
Из уровня техники известны различные конструкции шаровых кранов. Так в патенте US-A-№4061307, 1977 описан шаровой кран, содержащий корпус с внутренней полостью, сообщающейся с двумя сквозными соосно расположенными отверстиями для рабочей среды, при этом во внутренней полости размещены шаровой затвор, снабженный размещенными на корпусе средствами для его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси сквозных отверстий, и два седловых уплотнения, расположенные соосно соответствующему каждому из них сквозному отверстию и взаимодействующие с расположенными напротив друг друга участками поверхности шарового затвора. Корпус шарового крана выполнен разъемным по плоскости, перпендикулярной оси сквозных отверстий и проходящей через его внутреннюю полость, а для сопряжения шарового крана с трубопроводом каждая часть его корпуса снабжена соответствующим кольцевым фланцем.
Недостатками этого шарового крана являются низкая герметичность, вследствие выполнения корпуса разъемным, а также большие габариты вследствие использования фланцевых соединений с трубопроводом.
Известен также шаровой кран, содержащий корпус с внутренней полостью, сообщающейся с двумя сквозными соосно расположенными сквозными отверстиями для рабочей среды с резьбовыми участками для сопряжения шарового крана с трубопроводом, при этом во внутренней полости размещены шаровой затвор, снабженный размещенными на корпусе средствами для его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси сквозных отверстий, и два седловых уплотнения, расположенные соосно
соответствующему каждому из них сквозному отверстию и взаимодействующие с расположенными напротив друг друга участками поверхности шарового затвора, а одно из седловых уплотнений прижато к участку поверхности шарового затвора с помощью опорной втулки, зафиксированной в соответствующем сквозном отверстии с помощью разрезного кольца (см. патент US-A-№3948480, 1976).
Известный шаровой кран имеет небольшие габариты и вес. Однако использование для прижатия седлового уплотнения с кольцевым фиксирующим элементом не обеспечивает высокой эксплуатационной надежности шарового крана. Кроме того, этот кран не может быть использован совместно с гибкими трубопроводами (шлангами).
В качестве прототипа взят шаровой кран, описанный в патенте US-A-№4552335, 1985 и содержащий корпус с внутренней полостью, сообщающейся с двумя соосно расположенными сквозными отверстиями, одно из которых предназначено для рабочей среды, а другое - для размещения в нем резьбового участка пробки с осевым сквозным отверстием для рабочей среды, при этом во внутренней полости корпуса размещены шаровой затвор, снабженный выполненными с возможностью дистанционного управления и размещенными на корпусе средствами для его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси сквозных отверстий, и два седловых уплотнения, расположенных соосно соответствующему каждому из них сквозному отверстию и взаимодействующие с расположенными напротив друг друга участками поверхности шарового затвора, причем одно из седловых уплотнений размещено в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на поверхности внутренней полости, другое седловое уплотнение прижато к участку поверхности шарового затвора завинчивающейся пробкой, а оба отверстия для рабочей среды выполнены с резьбовыми участками для сопряжения шарового крана с трубопроводом.
Прототип имеет следующие недостатки. Во-первых, известный шаровой кран не может быть использован в системах с гибкими трубопроводами (например с шлангами), так как его фиксация в пространстве обеспечивается жесткостью трубопроводов к которым он подсоединен. Во-вторых, для обеспечения с помощью пробки надежного прижатия свободно расположенного во внутренней полости корпуса седлового уплотнения к шаровому затвору это седловое уплотнение выполнено армированным, иными словами имеет сложную конструкцию. Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по обеспечению возможности использования шарового крана в гидравлических системах, выполненных из гибких шлангов при одновременном сохранении его технико-эксплуатационных параметров, в том числе и возможности дистанционного управления его шаровым затворам, за счет возможности жесткой фиксации положения шарового крана в пространстве и упрощении процесса его сборки, а также конструкции седловых уплотнений.
Поставленная задача решена тем, что шаровой кран, содержащий корпус с внутренней полостью, сообщающейся с двумя соосно расположенными сквозными отверстиями, первое сквозное отверстие предназначено для рабочей среды, а во втором резьбовом сквозном отверстии размещен резьбовой участок пробки с осевым сквозным отверстием для рабочей среды, во внутренней полости корпуса размещены шаровой затвор, снабженный выполненными с возможностью дистанционного управления и размещенными на корпусе средствами для его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси сквозных отверстий, и первое седловое уплотнение, расположенное соосно первому сквозному отверстию в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на поверхности внутренней полости корпуса, а второе седловое уплотнение расположено соосно второму сквозному отверстию и прижато с помощью завинчивающейся пробки к участку поверхности шарового затвора, расположенного напротив участка
поверхности шарового затвора, взаимодействующего с первым седловым уплотнением, согласно полезной модели, дополнительно содержит два патрубка для подсоединения соответствующих гибких шлангов и два пластинчатых элемента, каждый из которых выполнен с, по крайней мере, одним отверстием под резьбовой крепежный элемент, при этом первый патрубок расположен соосно первому сквозному отверстию и выполнен заодно с корпусом, второй патрубок расположен соосно пробке и выполнен заодно с ней, седловые уплотнения выполнены из полимерного материала, причем второе седловое уплотнение размещено в кольцевой канавке, выполненной в пробке и соосно ей, а пластинчатые элементы выполнены заодно с корпусом и расположены напротив друг друга в плоскости, перпендикулярной оси сквозных отверстий.
Кроме того, поставленная задача решена также тем, что средства для поворота шарового затвора выполнены в виде штока, расположенного соосно шаровому затвору и герметично относительно корпуса, при этом один конец штока размещен в соответствующем ему глухом отверстии, выполненном в шаровом затворе, а на другом конце штока закреплена пластина с поводком и двумя отгибами, взаимодействующими поочередно с выполненным на корпусе упором соответственно в открытом и закрытом положениях шарового затвора, поводок выполнен с отверстием для соединения его с дистанционными средствами управления, а пластинчатые элементы расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через центр шарового затвора и перпендикулярной оси его поворота.
Таким образом, предложенное выполнение корпуса шарового крана и пробки заодно с соответствующим каждому из них патрубком для подсоединения к соответствующему гибкому шлангу, а также выполнение корпуса шарового крана заодно с двумя пластинчатыми элементами, каждый из которых выполнен с, по крайней мере, одним отверстием под резьбовой крепежный элемент, а сами пластинчатые элементы расположены напротив
друг друга в плоскости, перпендикулярным оси сквозных отверстий корпуса, обеспечивает при сохранении высокой герметичности возможность не только сопряжения шарового крана с гидравлической системой, выполненной полностью или частично из гибких шлангов, но и сохранение тех же эксплуатационных параметров (в том числе и возможности дистанционного управления шаровым краном), благодаря возможности жесткой фиксации шарового крана, но не за счет использования его в гидравлических системах с металлическими трубопроводами, как в прототипе, а с помощью резьбовых крепежных элементов. Кроме того, известные из прототипа трудности (связанные с обеспечением при сборке шарового крана соосного относительно оси сквозных отверстий расположения второго седлового уплотнения) еще больше усугубляются за счет выполнения пробки заодно со вторым патрубком для подсоединения к соответствующему гибкому шлангу. Предложенное размещение второго седлового уплотнения в кольцевой канавке, выполненной в пробке, приводит с одной стороны к упрощению процесса сборки шарового крана и повышению надежности его работы за счет исключения поперечных смещений второго седлового уплотнения, а с другой стороны к возможности использования не армированных (как в прототипе), а более дешевых седловых уплотнений, целиком выполненных из полимерных материалов, например фторопласта.
Средства для поворота шарового затвора, выполненные в виде штока, расположенного соосно шаровому затвору и герметично относительно корпуса, обеспечивают (как следует из прототипа) возможность использования их совместно с простейшими механическими средствами дистанционного управления, например с использованием тросика.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения ожидаемого технического результата приведенной выше совокупностью существенных признаков.
На фиг.1 представлен продольный разрез шарового крана в открытом положении; на фиг.2 - шаровой кран вид сверху; на фиг.3 - то же вид сбоку в закрытом положении, частичный разрез.
Шаровой кран содержит корпус 1 с выполненными заодно с ним первым патрубком 2 для подсоединения гибкого шланга и двумя пластинчатыми элементами 3 и 4, пробку 5 с резьбовым участком 6 и выполненным заодно с ней вторым патрубком 7 для подсоединения другого гибкого шланга. Корпус 1 и пробка 5 выполнены, например, из алюминиевого сплава АК9М2. Корпус 1 выполнен с первым сквозным отверстием 8, предназначенным для рабочей среды, с внутренней полостью 9 и со вторым сквозным резьбовым отверстием 10, в котором размещен резьбовой участок 6 пробки 5. Во внутренней полости 9, сообщающейся с расположенными соосно оси 11 первым 8 и вторым 10 сквозными отверстиями, размещены шаровой затвор 12 с диаметрально расположенным проходным отверстием 13, а также первое седловое уплотнение 14, которое расположено соосно первому сквозному отверстию 8 в соответствующей ему кольцевой канавке 15, выполненной на поверхности внутренней полости 9. Пробка 5 выполнена со сквозным осевым отверстием 16 для рабочей среды, а второй патрубок 7 расположен соосно пробке 5. Второе седловое уплотнение 17 размещено в кольцевой канавке 18, которое выполнено в пробке 5 и соосно ей, и прижато с помощью пробки 5 к участку поверхности шарового затвора 12, расположенного напротив участка поверхности шарового затвора 12, взаимодействующего с первым седловым уплотнением 14. Первый патрубок 2 расположен соосно первому сквозному отверстию 8. Седловые уплотнения 14 и 17 выполнены из полимерного материала, например, фторопласта.
В каждом пластинчатом элементе 3 и 4 выполнено, по крайней мере одно отверстием, соответственно 19 и 20 под резьбовой крепежный элемент, например болт. Пластинчатые элементы 3 и 4 расположены напротив друг друга в плоскости, перпендикулярной оси 11.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели пластинчатые элементы 3 и 4 расположены симметрично относительно плоскости 21, проходящей через центр 22 шарового затвора 12 и перпендикулярно оси 23 его поворота.
Шаровой затвор 12 снабжен выполненными с возможностью дистанционного управления (механического, электромеханического, пневмо- или гидромеханического) и размещенными на корпусе 1 средствами для его поворота вокруг оси 23, перпендикулярной оси 11. В предпочтительном варианте осуществления полезной модели средства для поворота шарового затвора 12 выполнены аналогично тому, как описано в прототипе, а именно: в виде штока 24, расположенного соосно оси 23 (соосно шаровому затвору 12) и герметично относительно корпуса 1 например с помощью уплотнительных колец 25 (007,5-010,5-19, ГОСТ 9833-73). Один конец штока 24 размещен в соответствующем ему глухом отверстии 26, выполненном в шаровом затворе 12. На другом конце штока 24, например с помощью гайки 27, закреплена пластина 28 с поводком 29 и двумя отгибами 30 и 31, которые поочередно взаимодействуют с выполненным на корпусе 1 упором 32, соответственно в открытом (фиг.2) и закрытом (фиг.3) положениях шарового затвора 12. На конце поводка 29 выполнено отверстие 33 для соединения поводка 29 с дистанционными средствами управления, например с центральной жилой тросика (на чертежах не показан).
Шаровой кран работает следующим образом.
Корпус 1 шарового крана с помощью резьбовых крепежных элементов, расположенных в отверстиях 19 и 20, закрепляется на стенке, ребре жесткости и т.п. элементах объекта, в котором расположена гидравлическая система с гибкими шлангами. На патрубки 2 и 7 надеваются концы соответствующих гибких шлангов гидравлической системы. К поводку 29 подсоединяется центральная жила тросика, оплетка которого закрепляется на любом расположенном рядом неподвижном элементе. После этого устройство
готово к работе, которая осуществляется аналогично тому, как работает прототип. В положении поводка 29, показанном на фиг.2 связанный со штоком 24 шаровой затвор 12 расположен таким образом, что его проходное отверстие 13 совпадает с первым 8 и вторым 10 сквозными отверстиями и рабочая среда свободно проходит через шаровой кран. Поворотом поводка 29 на 90° по часовой стрелке до контакта отгиба с упором 32 шаровой затвор 12 также поворачивается на 90° и перекрывает путь потоку рабочей среды.
Полезная модель может быть использована для регулирования потока рабочей среды транспортируемой по различным гидравлическим системам с гибкими шлангами.