КРАН СЕГМЕНТНЫЙ С РУБАШКОЙ ОБОГРЕВА
SEGMENTED VALVE WITH HEATING JACKET

Изобретение относится к трубопроводному арматуростроению и предназначено для установки в качестве запорных устройств на технологических линиях газовых, химических, нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных и других производств с жидкими, газообразными, в том числе агрессивными, рабочими средами, кристаллизующимися при понижении температуры, где по условиям эксплуатации необходим подогрев рабочей среды во избежание застывания.
Из уровня техники известен шаровой кран, содержащий цилиндрический корпус и две дисковые опоры, соединенные между собой болтами, а на каждой опоре жестко закреплена труба с фланцем, сферическая пробка со сквозным центральным отверстием, установленная через уплотнения между опорами и соединенная со штоком поворотного механизма, у которого каждая из опор, с противоположной относительно фланца стороны снабжена центрирующим выступом, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру цилиндрического корпуса, а по крайней мере один из фланцев установлен на трубе опоры с возможностью осевого перемещения по ней (см. RU 25063 U1, опубл. 10.09.2002).
Технической проблемой аналога является отсутствие подогрева рабочей среды во избежание ее кристаллизации при понижении температуры и, соответственно, ее застывания.
Из уровня техники известна задвижка, содержащая корпус с фланцами для соединения с трубопроводом, плоскую крышку и клин, причем корпус снабжен паровой рубашкой с фланцами для соединения с паропроводом (см. RU 2241888 С1, опубл. 10.12.2004).
Из уровня техники также известен кран с паровым обогревом для выгрузки из аппарата пульпы, содержащей гранулы, в корпусе которого имеется паровая рубашка, а запорным органом служит поворотная коническая пробка, уплотненный шток которой связан с приводом, у которого в корпусе крана установлен штуцер, через который шток проходит через сквозное отверстие пробки в выпускной штуцер (см. RU 427198 А1, опубл. 05.05.1974).
Технической проблемой указанных выше двух аналогов является невозможность обогрева с помощью продувки паром сальника штока, нижнего и верхнего опорных подшипников для запорного элемента.
Задачей заявленного изобретения является создание надежного и безотказного сегментного крана с внешним обогревом.
Технический результат, обеспечиваемый при устранении указанных технических проблем, заключается в исключении кристаллизации рабочей среды в уплотнении штока и опорах запорного элемента за счет обеспечения обогрева газом или жидкостью, продувки газообразной средой сальника штока, нижнего и верхнего подшипников запорного элемента, а также исключения скрытых полостей в корпусе, в которых может застаиваться рабочая среда.
Технический результат достигается тем, что кран сегментный с внешним обогревом содержит корпус с входным и выходным соединительными фланцами и рубашкой обогрева, установленный в корпусе запорный орган, уплотненный сальником шток которого связан с приводным устройством, причем запорный орган выполнен в виде сегмента, вращающегося в опорах верхнего и нижнего подшипников и контактирующего с уплотнительным седлом, а корпус имеет штуцера и каналы для продувки паром сальника штока, нижнего и верхнего подшипников.
Выполнение заявленного крана со штуцерами и каналами для продувки газообразной средой сальника штока, нижнего и верхнего подшипников позволяет подводить тепло посредством продувающей среды к указанным элементам с целью их обогрева, а также очистки от возможного образования кристаллов рабочей среды. Выполнение запорного органа в виде сегмента вместо шара позволяет уменьшить его объем и возможные скрытые полости в корпусе, что обеспечивает оптимальный обогрев запорного органа. Опоры запорного органа в виде верхнего и нижнего подшипников обеспечивают его плавное вращение без каких-либо усилий и заклиниваний (подкусываний).
Наличие редуктора с штурвалом в приводном устройстве штока также способствует облегчению поворота запорного органа за счет увеличения крутящего момента.
Продувка подшипников и сальникого узла крана осуществляется независимо от обогрева корпуса. При отсутствии необходимости продувки сальника штока, нижнего и верхнего подшипников каналы для подвода продувающей среды закрываются глухими фланцами путем их крепления посредством болтовых соединений. Данные фланцы препятствуют попаданию посторонних предметов, грязи, пыли в каналы для подвода продувающей среды.
Уплотнение запорного органа - металл по металлу способствует надежной работе крана на абразивных и кристаллообразующих средах.
Изобретение поясняется фигурами. На фигуре 1 изображен продольный разрез заявленного крана, на фигуре 2 - поперечный разрез заявленного крана.
Кран сегментный с внешним обогревом содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 соединительными фланцами и рубашкой обогрева, установленный в корпусе запорный орган 4, уплотненный сальником 5 шток 6 которого связан с приводным устройством.
Приводное устройство штока включает редуктор 7 с штурвалом 8, при этом редуктор прикреплен к бугелю 9, а бугель - к корпусу посредством болтовых соединений, состоящих из шпилек 10, 11 и гаек 12, 13.
Запорный орган 4 выполнен в виде металлического сегмента 14, вращающегося в опорах верхнего 15 и нижнего 16 подшипников. Нижний подшипник установлен на штоке 17 в нижней части корпуса, под которым прикреплена к корпусу через прокладку 18 крышка 19 посредством винтов 20. Верхний подшипник установлен на штоке 6, которые вместе с сальником 5 и направляющей 21 штока 6 расположены в канале, образованном верхней частью корпуса и прикрепленным к нему бугелем. Металлический сегмент 14 контактирует с уплотнительным узлом, содержащим металлическое седло 22 и размещенные за ним уплотнительное кольцо 23 и втулку 24, поджимаемые к металлическому сегменту стопором седла 25 через пружину 26.
Корпус имеет штуцер 27 с каналами в корпусе 1 и втулке сальника 28 для продувки газообразной средой сальника 5 штока 6, штуцер 29 с каналом в корпусе 1 для продувки нижнего подшипника 16 и штуцер 30 с каналом в корпусе 1 для продувки верхнего подшипника 15.
Заявленный кран работает следующим образом.
В открытом положении крана входная и выходная части корпуса соединены между собой посредством полости 31 металлического сегмента 14, обеспечивая прохождение рабочей среды с минимальным коэффициентом гидравлического сопротивления. При закрытии крана металлический сегмент поворачивается в опорах нижнего и верхнего подшипников, при этом сегмент находится в постоянном контакте с металлическим седлом уплотнительного узла. Металлический сегмент отсекает рабочую среду, поступающую во входную часть корпуса.
В случае понижения температуры и кристаллизации рабочей среды при ее застывании используют подогрев крана, посредством подачи обогревающей среды, температурой 200°С, в рубашку обогрева корпуса через штуцеры 32, 33. При этом для продувки сальника штока, нижнего и верхнего опорных подшипников запорного элемента и их нормального функционирования, среда подается к штуцерам продувки сальника штока, нижнего и верхнего подшипников.