Шаровой кран

Полезная модель относится к кранам с поворотными запорными органами, имеющими сферическую поверхность, и предназначена для перекрытия рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.
Известны шаровые краны, имеющие клиновое гнездо в корпусе, в которое помещаются уплотнители и шаровой запорный орган, например, по патентам RU 112317, RU 161476, CN 101551023, CN 105422902, US 2018245697, US 5088687. Общим недостатком таких кранов является сложность изготовления и низкая надежность, поскольку требуется изготовить детали сложной формы и обеспечить их плотное прилегание при эксплуатации.
Известен шаровой кран по патенту JPS 5590766 (выбран в качестве прототипа), содержащий поворотный запорный элемент со штоком, корпус с клиновым гнездом, с заполняющим клиновое гнездо уплотнителем, охватывающим запорный элемент и поджатым крышкой. Уплотнитель выполнен в виде литой цельной детали из синтетического каучука или мягкой смолы, имеющей вырез, расклинивающийся выступом корпуса. Таким образом обеспечивается уплотнение при поджатии крышкой. Его недостатком является сложность изготовления корпуса с выступом и литого уплотнителя на запорном элементе. Для сборки известного шарового крана требуется специальное оборудование для помещения затвора в литую деталь уплотнения или же специальное оборудование для заливки каучукового уплотнения в клиновое гнездо и время на его остывание.
Технической задачей полезной модели является упрощение изготовления шарового крана. Техническим результатом является повышение технологичности изготовления шарового крана.
Технический результат достигается в шаровом кране, содержащем поворотный запорный элемент со штоком, корпус с клиновым гнездом, с заполняющим клиновое гнездо уплотнителем, охватывающим запорный элемент и поджатым крышкой. Уплотнитель образован двумя отдельными секторами, с зазором между ними. Крышка выполнена резьбовой. Запорный элемент со штоком выполнены в виде цельной детали. Клиновое гнездо имеет форму усеченного конуса.
Полезная модель поясняется рисунками: фиг. 1 - шаровой кран (разрез); фиг. 2 - схема штока с поворотным запорным элементом и уплотнителем, в разобранном виде (взрыв-схема).
Шаровой кран содержит металлический поворотный запорный элемент 1, выполненный в виде шара с проходным отверстием 5, соединенного со штоком 2. Запорный элемент 1 может быть выполнен со штоком 2 в виде цельной детали или они могут быть разъемными и устанавливаются в металлическом корпусе 3 с клиновым гнездом 4. Клиновое гнездо 4 может иметь разную форму боковых, сужающихся книзу стенок. Например, оно может иметь форму усеченного конуса, как показано на рисунках. Такая форма наиболее проста и технологична в изготовлении. Кроме того, оно может иметь форму усеченной четырехугольной пирамиды.
Пространство между клиновым гнездом 4 и запорным элементом 1, при его установке в корпус 3, заполнено уплотнителем 6, охватывающим запорный элемент 1 и поджатым крышкой 7, которая может быть выполнена резьбовой (в виде гайки). Поджатие крышки также может осуществляться за счет дополнительных, прижимных элементов.
Для предотвращения проскальзывания уплотнителя 6 в клиновом гнезде 4 конической формы при повороте запорного элемента 1 ручкой 9 трущиеся поверхности выполняют с необходимой шероховатостью. Так, размер шероховатостей на сопрягаемых поверхностях клинового гнезда 4 и уплотнителя 6 должен быть больше, чем размер шероховатостей на сопрягаемых поверхностях между уплотнителем 6 и запорным элементом 1.
Уплотнитель 6 образован двумя отдельными секторами с проходными отверстиями, совмещенными с проходными отверстиями в запорном элементе 1 и в корпусе 3, как показано на рисунках, с зазором 8 между ними. Уплотнитель 6 может быть изготовлен из различных материалов известными способами: фторопласт, полиамид, капролон, маслобензостойкая резина, мягкие сплавы металлов, из комбинированных материалов, в том числе, слоеных. В зависимости от упругости, от способности использованных материалов сжиматься, выбирают размер зазора 8 перед сборкой шарового крана таким образом, чтобы контакт между отдельными секторами происходил при полной затяжке крышки 7. Наличие зазора 8 может быть установлено визуально, при наложении отдельных секторов уплотнителя 6 на запорный элемент 1. За счет поджатия крышкой 7 половинок уплотнителя 6 между стенок клинового гнезда 4 и запорным элементом 1 происходит герметизация шарового крана.
При износе трущихся деталей крышка 7 может быть дополнительно поджата и герметичность крана восстанавливается. Изготовление уплотнителя 6 в виде двух отдельных секторов позволяет повысить технологичность изготовления шарового крана, поскольку позволяет производить сборку шарового крана из комплекта готовых деталей. При этом не требуется специальное оборудование. Сборка занимает минимум времени.