ШАРОВОЙ КРАН

Полезная модель относится к запорной или регулирующей трубопроводной арматуре для управления потоками рабочей среды и предназначен, в частности, для установки на трубопроводах атомных станций и объектах ядерного топливного цикла.
Известен шаровой кран, содержащий корпус в проходном канале которого размещена сферическая поворотная пробка, установленная на седловые уплотнения, находящиеся в углублениях корпуса, в которых содержатся выходные отверстия специальных каналов, сообщающихся с проходным каналом корпуса, при этом седловые уплотнения выполнены в виде упругих полых металлических колец, внутренние полости которых через штуцера герметично соединены с выходными отверстиями специальных каналов (см. МПК F16K5/06, описание полезной модели к патенту №42610 Российской Федерации, опубл. 10.12.2004 г.).
В отличие от известных шаровых кранов этот шаровой кран имеет более широкие функциональные возможности по давлению и температуре рабочей среды, но более сложную конструкцию, что снижает его эксплуатационные характеристики.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является шаровой кран, содержащий корпус с двумя патрубками, один из которых выполнен за одно целое с корпусом, а второй выполнен отдельно от корпуса за одно целое с муфтой, с помощью которой шаровая пробка установлена в корпусе и поджата к уплотняющим эластичным кольцам, при этом на внутренней поверхности второго патрубка выполнена резьба для подсоединения к трубопроводу (см. МПК F16K 5/06, описание полезной модели к патенту №69184 Российской Федерации, опубл. 10.12.2007 г.) - ближайший аналог.
К недостаткам известного шарового кран следует отнести невысокие эксплуатационные характеристики, обусловленные ограничениями по температуре и агрессивности рабочих сред и интенсивным изнашиванием эластичных уплотнений, выполненных из полимерных материалов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение эксплутационных характеристик за счет повышения надежности при работе шарового крана в условиях высоких температур и агрессивных рабочих сред.
Сущность технического решения заключается в том, что в шаровом кране, содержащем корпус с двумя патрубками, шаровую пробку, установленную в корпусе, снабженном уплотнительными кольцами, при этом уплотнительные кольца выполнены металлическими, а их рабочие поверхности и рабочая поверхность шаровой пробки снабжены защитным покрытием из металлических или керамических материалов.
Выполнение уплотнительных колец из металла позволит обеспечить надежную работу шарового крана в условиях высоких температур и при агрессивных рабочих средах, повысить его долговечность.
Снабжение рабочих поверхностей шаровой пробки и уплотнительных металлических колец защитными покрытиями, которые могут быть выполнены из металлических или керамических материалов (см. таблицу 1) позволит при высокой надежности крана повысить срок его эксплуатации.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид шарового крана в разрезе; на фиг.2 - элемент А фиг.1; элемент Б фиг.1.
Шаровой кран состоит из корпус 1 с проходным каналом 2, выходного патрубка 3 с проходным каналом 4, шаровой пробки 5 с проходным каналом 6 и снабженной покрытием 7, например, хромом на ее рабочей поверхности, уплотнительных металлических колец 8 снабженных покрытием 9, например, хромом на ее рабочей поверхности 10, и установленных в канавках 11 корпуса 1 (см. фиг.2), штока 12, поворотной рукоятки 13 и соединительных винтов 14 и гаек 15.
Шаровой кран работает следующим образом. При открытом положении шарового крана, устанавливаемого рукояткой 13 через шток 12 рабочая жидкость свободно проходит через каналы 2, 4 и 6. При этом металлические уплотнительные кольца 8 плотно прилегают к рабочей поверхности 10 шаровой пробки 5, обеспечивая необходимую герметичность корпуса 1 и шарового крана в целом. Наличие покрытий 7 и 9, например, из хрома обеспечивает высокую герметичность крана вне зависимости от вида рабочей среды и температурного режима работы шарового крана, достигающей 400°C.
В нижеследующей таблице приведены характеристики предлагаемых покрытий.
Таблица 1
Материал покрытия
Способ нанесения покрытия
Толщина слоя мм
Твердость слоя HRC
Хром
Электрогальванический
0,065
70
Никелевый сплав
Плазма-газопламенное напыление
0,8
56-58
Кобальтовый сплав
Плазма-газопламенное напыление
0,8
62-65
Оксид алюминия
Напыление
0,3
Более 70
В отличие от аналогичных устройств, заявляемый шаровой кран может быть использован на трубопроводах атомных станций и объектах ядерного топливного цикла. Благодаря наличию покрытия на рабочей поверхности шаровой пробки и уплотнительных металлических колец повышается надежность крана, высокий срок службы при транспортировании таких рабочих сред как жидкие радиоактивные отходы, газообразные среды, пар, конденсат, масла и техническая вода при давлениях 1,0-4,0 МПа.