Шаровой кран

 

Использование: для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводам. Сущность изобретения: в корпусе с входным и выходным патрубками установлен поворотный шар с подпружиненными к нему седлами. Между шаром, корпусом и седлами образована кольцевая полость, соединенная с входным патрубком обводным каналом. В кольцевой полости выполнено сужение, расположенное между входным седлом и обводным каналом. 1 ия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4850574/29 (22) 08.08.90 (46) 30.12.93 Бюл. Na 47-48 (76) Тетеревятников flea Николаевич (54) ШАРОВОЙ КРАН (57) Использование: для регулирования и перекрытитт потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводам. Сущность изобретения: в корпусе с

ps) КЦ (1ц 2005243 Cl (51) 5 Р 1б К 5 20 входным и выходным патрубками установлен поворотный шар с подпружиненными к нему седлами.

Между шаром, корпусом и седлами образована кольцевая полость, соединенная с входным патрубком обводным каналом. В кольцевой полости выполнено сужение, расположенное между входным седлом и обводным каналом 1 ил.

2005243

55

Поставленная цель достигается за счет пу того, что в шаровом кране. содержащем раз- па

Изобретение относится к запорной арматуре, касается кранов с шаровым рабочим органом и может применяться для регулирования и перекрытия потоков жидкостей и газов. транспортируе ых по трубопроводам.

Известен шаровой кран с поворотным шаром, размещенным в корпусе на опорах, и седлами с уплотнениями с обеих сторон шара, прижимаемыми к этому шару давлением среды.

Недостаток такого крана состоит в том, что постоянное прижатие седел к шару приводит к быстрому износу уплотнений в процессе поворотов шара.

Известны способы отвода седел перед поворотами шара, как это выполнено в крановой системе уплотнений (1).

Эта системы, однако, весьма сложна, требует дополнительного введения подвижных частей — поршней, уплотнений, пружин.

Существенно проще система ослабления прижатия уплотнений к шару (2).

В этой конструкции имеется обводной канал, сообщающий полость входного патрубка с кольцевой полостью между корпусом крана, шаром и седлами и снабженный посредством его перекрытия, Недостаток устройства состоит в труд- 30 ности управления подачей среды через средство перекрытия обводного канала.

Так, если подача среды мала, то среда проходит через неплотности контакта между шаром и выходным седлом, Давление в кольцевой полости поднимается незначительно и седло не отрывается от шара. По той же причине нет выравнивания давлений в кольцевой полости и в полости входного патрубка. В результате входное седло также 40 остается прижатым к шару большим перепадом давления.

При большой подаче среды по обводному каналу выходное седло оторвется от него. ko при этом одновременно возникает 45 большая утечка среды из кольцевой полости под это седло, что также будет препятствовать снижению перепада давления на входном седле, которое останется прижатым к шару. 50

Кроме того, большая подача среды по обводному каналу нежелательна, т.к. будет быстро загряэняться кольцевая полость, что ухудшит работу уплотнений обоих седел.

Все это делает систему и самого крана малонадежной.

Целью изобретения является повышение надежности работы шарового крана. мещенные в корпусе с входным и выходным патрубками поворотный шар с опорами и проходным каналом, подпружиненные к шару входное и выходное седла с уплотнениями по шару и корпусу, причем между шаром, корпусом и седлами образована кольцевая полость, соединенная с входным патрубком отводным каналом, в котором установлен вентиль, в кольцевой полости выполнено сужение, расположенное между выходным седлом и обводным каналом.

Такие отличительные особенности надежно обеспечивают уменьшение силы прижатия выходного седла к шару и резкое снижение перепада давления на входном седле. В результате снижаются контактные давления уплотнений по шару, уменьшается их износ и, следовательно, повышается надежность работы шарового крана, прежде всего герметичность перекрытия потока с его помощью.

Для доказательства соответствия заявленных признаков критерию "существенные отличия" рассмотрим работу устройства из книги Плотникова В.М., Подрешетникова В.А. и Тетеревятникова Л,Н.

Пр боры и средства учета природного газа и конденсата. Л.: Недра, 1989. с.54, рис.13.

В этих устройствах, как и в заявленном шаровом кране, корпус. размещенный в потоке, имеет сужение (диафрагма, сопло). В обоих случаях сужение влияет также на перепад давления.

Различия, однако, принципиальны, В устройствах по упомянутой книге нет шара и подвижных седел, Сужение используется для создания перепада давления, по которому измеряется расход серы, В заявленном же кране сужение позволяет снизить перепад давления на седле перед шаром, находящимся в наиболее трудных условиях, т.к. этот перепад непосредственно прижимает седло к шару и суммируется с силой давления поджимающих пружин.

Ф

Сказанное свидетельствует о соответствии заявленных и ризнаков критерию "существенные отличия", На чертеже представлен вариант исполнения заявленного шарового крана, Кран содержит корпус 1 и поворотный шар 2 с проходным каналом 3, размещенный в корпусе на опорах в виде осей 4, входное седло 5 перед шаром (по потоку) и выходное седло 6 за шаром. Седла прижаты к шару пружинами 7 и 8 и имеют уплотнения

9 и 10 по корпусу 1 и по шару 2 в виде резиновых или пластмассовых колец. Корс 1 выполнен с входным 11 и выходным 12 трубками. Полость 13 входного патрубка

2005243 (56) Патент Великобритании 1315297, 35 кл. F 16 К 5/20, опублик. 1973.

Патент Франции 1586335, кл. F 16 К 5/20, опублик. 1970. шаром, корпусом и седлами образована .ШАРОВОЙ КРАН, содержащий раэме- кольцевая полость, соединенная с входщенные в корпусе с входным и выходным ным патрубком обводным каналом, в котопатрубками поворотный шар с опорами и ром установлен вентиль, отличающийся проходным каналом, подпружиненные к тем, что в кольцевой полости выполнено шару входное и выходное седла с уплотне- 45 сужение, расположенное между выходным ниями по шару и корпусу, причем между седлом и обводным каналом.

11 соединена с кол . цевой полостью 14. образованной корпусом, шаром и седлами, обводным каналом 15, снабженным средством его перекрытия в виде вентиля 16.

Кольцевая полость 14 разделена на две части сужением корпуса в виде кольца 17, эавальцованного в этот корпус. При этом кольцо 17 размещено между седлами, отделяя вход 18 обводного канала в полость 14 от выходного седла 6.

Работает шаровой кран следующим образом.

Перед поворотом шара открывают вентиль 16, Среда из полости 13 входного патрубка 11 поступает в кольцевую полость 14 и далее через зазор между шаром 2 и кольцом 17 к седлу 6. Кольцо 17 создает сопротивление движению среды через кольцевую полость. При соответствующем выполнении внутреннего диаметра кольца 17 это сопротивление может быть достаточно большим, За счет этого давление в кольцевой полости

14 будет приближаться к давлению в полости 13 входного патрубка 11. Таким образом резко уменьшится перепад давления на седле 5 и прижатие уплотнения 10 этого седла к шару. . При дальнейшем движении среды она проходит между кольцом 17 и шаром 2, повышая перепад давления на седле 6. которь!1 оторвет это седло с уптлотнением.10 от шара или по крайне мере также резко уменьшит прижатие его к шару.

После такой разгрузки уплотнений открывают кран, поворачивая шар 2

Трение уплотнений по шару вследствие их разгрузки резко уменьшается, снижается их износ и, следовательно. повышается надежность работы шарового крана, Одновременно снижаются усилия, необходимые для поворота шара, что также

5 повышает надежность работы крана, особенно при автоматическом управлении.

После поворота шара вентиль 16 закрывается.

Наличие сужения корпуса в виде кольца 10,17 гарантирует сопротивление быстрой утечке среды из кольцевой полости 14. независимо от работы уплотнения 10 седла 6, Это позволяет открывать вентиль 16 полностью, что также повышает надежность рабо15 ты шарового крана при автоматическом управлении шаром 2 и вентилем 16.

Ограничение перетока среды с помощью кольца 17 важно также для уменьшения загрязнения кольцевой полости

20 твердыми частицами, всегда имеющимися в некотором количестве в любой среде, транспортируемой по трубопроводам. При этом уменьшается количество отложений на wape внутри кольцевой полости, а следова25 тельно, снижается трение между шаром и уплотнениями и их износ, Надежная работа уплотнений позволит во многих случаях обойтись без дорогой си30 стемы смазки, что обеспечить значительный экономический эффект и упростит обслуживание кранов.

2005243

Составитель Е.Тетеревятников

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М лароши

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3429

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101