КРАН ШАРОВЫЙ НЕРАЗЪЕМНЫЙ

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, а именно к конструкции запорных устройств, используемых в технологических трубопроводах и трубопроводах инженерных коммуникаций.
Известен шаровый кран фирмы «Балломакс», состоящий из штампосварного корпуса и помещенного внутри корпуса шара с цилиндрически отверстием. Шар установлен между кольцевыми уплотнениями из тефлона и снабжен штоком. Кран имеет ограничитель хода, позволяющий поворачивать шар точно на 90° из положения, когда он полностью открыт до положения полного закрытия и назад, и приводится в действие рукояткой. Кран устанавливается на трубопроводе в любом положении в местах, доступных для эксплуатации. (Каталог фирмы BROEN, 1999, стр,24, 32, DN 125-400 PN 16).
К недостаткам прототипа можно отнести соединение корпуса крана с помощью двух сварочных швов, что снижает технологичность его конструкции и надежность в эксплуатации, а также повышенную материалоемкость крана.
В основу предлагаемого технического решения положена задача повышения надежности крана при его эксплуатации и технологичности конструкции при одновременном снижении материалоемкости и габаритов.
Поставленная задача решается тем, что в кране шаровом неразъемном, содержащем корпус, шар-пробку, шток, уплотнения шара и уплотнения штока, согласно предложению корпус крана выполнен из двух полукорпусов, соединенных сварным кольцевым швом, смещенным вдоль оси крана относительно центра шара-пробки, и имеющих наружные и внутренние сферические поверхности, концентричные шару-пробке, а также цилиндрические поверхности для взаимного центрирования полукорпусов.
Выполнение корпуса крана из двух полукорпусов позволяет осуществить соединение их сваркой только одним кольцевым швом, что повышает технологичность конструкции крана и его надежность в эксплуатации.
Наличие наружных и внутренних сферических поверхностей, концентричных шару-пробке, обеспечивает равномерность зазора между корпусом и шаром-пробкой и минимальную материалоемкость корпуса и крана в целом.
Взаимное центрирование полукорпусов с помощью наружной и внутренней цилиндрических поверхностей повышает точность сборки и разгружает сварной шов, соединяющий полукорпусы, от изгибающих моментов, возникающих при монтаже и эксплуатации крана, что повышает его надежность.
Сварной шов, соединяющий полукорпусы, смещен вдоль оси крана относительно центра шара-пробки на расстояние l, необходимое для приварки корпуса штока только к одному полукорпусу до сварки полукорпусов между собой. Это также повышает технологичность конструкции крана.
Форма и расположение сварного шва, соединяющего полу корпусы, позволяет легко его удалять, например на токарном станке, что обеспечивает ремонтопригодность крана путем замены деталей (шара-пробки, штока, уплотнений), изнашивающихся в процессе эксплуатации крана.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведен общий вид крана.
Кран содержит два полукорпуса 1, 2, расположенную в них шар-пробку 3, шток 4, уплотнения 5 шара и уплотнения 6 штока. Полукорпусы соединены одним сварочным кольцевым швом 7, который смещен относительно центра шара-пробки на расстояние l, минимально необходимое для приварки корпуса 8 штока только к одному полукорпусу, например 1.
Наружные А и внутренние Б поверхности каждого полукорпуса выполнены сферическими и имеют цилиндрические В поверхности для их взаимного центрирования.
Присоединение крана к трубопроводу может быть фланцевым с приварными плоскими или воротниковыми фланцами 9, приварным с дополнительно привариваемыми патрубками, муфтовым, штуцерным, цапковым или комбинированным.
Кран работает следующим образом.
На шток 4 крана разъемным способом устанавливается рукоятка 10. Воздействие от рукоятки через шток передается на шар-пробку 3 за счет специально изготовленного в нем паза (на чертеже не указан), в который свободно входит шип штока 11. Шар-пробка поворачивается в своих уплотнениях 5 и перекрывает поток. Кран имеет размещенные на корпусе штока ограничители хода, позволяющие поворачивать шар только на 90° из положения, когда кран полностью открыт, до положения полного закрытия.
Герметичность крана обеспечивается за счет первоначального стягивания полукорпусов при сборке, в процессе которого образуется беззазорное соединение шара-пробки с уплотнениями.
Класс герметичности затвора по Гост 9544-93- Класс А.
Для обеспечения герметичности крана по штоку 4 на последнем установлено кольцевое уплотнение 6, которое обжимается за счет ввинчивания в корпус штока резьбовой втулки 12.
Кран может работать при различных рабочих средах: газ, пар, водяной раствор, нефтепродукты, спиртосодержащие растворы, агрессивные жидкости.
Для сопоставления предлагаемого крана с аналогичным шаровым краном «Балломакс» фирмы «Broen valve qroup», Denmark в таблице приведены технические характеристики кранов под приварку с одинаковыми значениями условного прохода и эффективного диаметра.
Таблица технических характеристик
№ п/п
Наименование характеристики
Кран шаровый «Балломакс» Фирмы Broen valve qroup, Denmark
Предлагаемый кран шаровый
1
Условный проход (мм)
125
125
2
Эффективный диаметр (мм)
100
100
3
Строительная длина (мм)
390
381
4
Условное давление (МПа)
25
40
5
Масса крана (кг)
17,3
10,2
Как следует из таблицы, при равных условных проходах и эффективных диаметрах предлагаемый шаровый кран имеет существенно меньшую массу (материалоемкость) и, как следствие, меньшую стоимость, особенно в случае изготовления деталей крана из коррозионностойких материалов.
Промышленная применимость.
Краны могут использоваться в системах теплоснабжения промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства, системах водоснабжения, системах охлаждения и кондиционирования, технологических и инженерных сетях предприятий и магистральных трубопроводах, а также в составе движимой техники (пожарные машины, топливозаправщики и тому подобное).