Шаровой край для криогенных продуктов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 F 16 К 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 3l 11 8 19 15

22 19 27,ЖГ 8 1 21Р (21) 3803209/25-08 (22) 12.10.84 (46) 23.05.86. Бюл. и 19 (72) А.М.Афанасьев, Ю.Ф.Куликов, О.Л.Селиевский и Н.В.Филин (53) 621.646(088.8) (56) Патент США Р 3036811, кл. 251-160, опублик. 1962.

Авторское свидетельство СССР

Ф 530991, кл. F 16 К 31/54, 1975. (54)(57) ШАРОВОЙ КРАН ДЛЯ КРИОГЕННЫХ

ПРОДУКТОВ, в корпусе которого установлены плавающие опоры, подпружиненные в направлении от седла, и с зазором по отношению к седлу поворотная шаровая пробка с цапфами, снабженная приводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения усилия привода, на торцах цапф установлены эксцентрики, а привод снабжен имеющей ограничительные упоры нажимной втулкой, шарнирно соединенной с эксцентриками, причем ограничительные упоры установлены с возможностью взаимодействия с цапфами при перемещении пробки в пределах зазора, а между нажимной втулкой и корпусом со стороны седла размещена пружина.

1 12

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в криогенной технике.

Цель изобретения — уменьшение усилия привода при управлении краном за счет устранения трения между седлом шаровой пробкой.

На фиг.l изображен предлагаемый шаровой кран в открытом положении, общий вид; на фиг,2 — вид по А на фиг.l; на фиг.3 — кран в закрытом положении (запорный орган повернут, но не прижат), общий вид, на фиг.4— вид Б на фиг,3; на фиг.5 — кран в полностью закрытом положении, общий вид.

1!1аровой кран для криогенных продуктов включает в себя корпус 1 с седлом 2 и уплотнителем 3, фланец 4, на котором установлена неподвижная втулка 5, входящая в зацепление с подвижной втулкой б, имеющей плавающие опоры 7, в гнездах которых на осях 8 в подшипниках 9 установлен запорный орган 10 в виде поворотной шаровой пробки. Подвижная втулка 6 с плавающими опорами 7 отжата отжимной пружиной 11 так, что между уплотнителем 3 седла и запорным органом

10 обеспечен зазор 12. Зтот зазор устанавливается, например, эа счет набора прокладок 13. На осях 8 запорного органа выполнены эксцентри- ки 14, которые соединены серьгами 15 с нажимной втулкой 16, соединенной в свою очередь с фланцем !7 посредством трубы 18 ° В нажимной втулке 16 и фланце 17 установлены две скользящие опоры 19, которые перемещаются при работе клапана по неподвижному трубопроводу 20 с фланцем 21, являющимся ограничителем хода клапана.

Между торцом этого фланца и запорным органом предусмотрен зазор 22.(фиг.1 и 3).

Втулка 16 снабжена с одной стороны выступами 23, на торцах которых имеются упоры 24, взаимодействующие при закрытии клапана с упорами 25 цапф 26 запорного органа (фиг.4), а с другой стороны упорами 27, взаимодействующими с упорами 28 фланца 21 при открытии клапана (фиг.1,3 и 5).

Приводные сильфоны: наружный 29 и внутренней 30, размещенные вдоль трубопровода 20, образуют герметичные полости: управляющую 6 и продукционную Г . Между корпусом и ходовой втул32888!

О !

2i3

5; кой дополнительно установлена пружина 3t, которая обеспечивает отжатие от седла (совместно с отжимной пружиной 11) и поворот запорного органа при открытии клапана. Подача управляющей среды осуществляется через трубу 32.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении кран нормально открыт. (фиг,l). Запорный орган

10 отжат от седла 2 отжимной пружиной II, образуя зазор 12 °

Дальнейшему осевому перемещению запорного органа 10 препятствует внутренний бурт неподвижной втулки

5, в которой уперта наружным буртом подвижная втулка 6. Открытому положению запорного органа соответствует строго определенное положение эксцентриков t4 и серег 15 (фиг.2).

При таком положении запорного органа рабочий продукт безпрепятственно транспортируется как бы по единой трубе с минимальным гидравлическим сопротивлением.

Для перекрытия потока рабочей среды (криогенного продукта) в полость

В подается управляющая среда по трубе 32.:Усилие от давления управляющей среды, действуя на наружную площадь сильфона 29 и внутреннюю площадь сильфона 30, преодолевая усилие от давления рабочего продукта, действующего на внутреннюю площадь сильфона 29 и наружную площадь сильфона

30, а также преодолевая усилия пружин 3!, перемещает нажимную втулку

16 и другие подвижные элементы влево вдоль трубопровода 20. По мере осевоro перемещения подвижных элементов на участке пути S серьги 15, зацепленные за оси эксцентриков 14, поворачивают запорный орган 10 на угол о а (90 ) и занимают положение, изображенное на фиг.3 и 4. В процессе поворота на угол м, запорный орган IO не трется об уплотнитель 3, т,е. зазор

12 сохраняется на всем участке пути

S. В этот момент (в момент окончания прохождения пути S и окончания поворота запорного органа на угол с6) упоры 24 входят в контакт с цапфами 26 запорного органа и перемещают его в направлении седла до упора в уплотнитель 3. На этом участке пути (равном линейному размеру зазора 12) происходит только поступательное движение.

ВидА

Фиг. Z

75 2

10 1Ч

3 1232

Дальнейшему повороту запорного органа препятствуют противоположно направленные силы: от действия управляющего давления на приводные сильфоны

29 и 30 с одной стороны и отжимной пружины ll — с другой, которые передаются на цапфы 26.

Закрытое положение клапана показано на фиг.5. Величина управляющего давления рассчитывается исходя из 10 усилий, необходимых для достижения заданных удельных давлений на уплот нителе 3 и обеспечивающих герметичность затвора при криогенных температурах. Управляющее давление в данной 15 конструкции клапана должно быть выше давления рабочего продукта.

Для открытия клапана необходимо сбросить давление из управляющей полости В . Сначала усилиями от пружин 2р

ll и 31 и давлениями рабочей среды, действующей на шаровую поверхность

888 1 рабочего органа 10, отжимают рабочий орган и все подвижные элементы от седла на величину зазора 12. Затем под действием усилий от пружины 31 и давления рабочей среды в полости Г запорный орган поворачивается на угол . При этом на участке пути, равном линейному размеру зазора 12, рабочий орган не вращается. Этому препятствует взаимодействие упоров

24 выступа 23 нажимной втулки 16 с упорами 25 цапф 26 запорного органа.

На участке же пути S линейного перемещения подвижных элементов запорный орган 10, как бы зависая в свободном пространстве в плавающих опорах 7, осуществляет поворот относительно осей 8 до тех пор, пока втулка 16 не упрется во фланец 21 неподвижного трубопровода 20, при этом клапан приходит в исходное положение (фиг. 1 и 2).

1232888

Вид 6 2925

Составитель Г. Ив анов

Техред И.Попович Корректор A,Òÿñêî

Редактор Н.Яцола

Заказ 2753/37 Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4