Пробковый кран

 

Изобретение относится к пробковому крану и предназначено для перекрытия прохода для рабочей среды и выравнивания давления в обеих камерах, расположенных у торцов пробки. Пробковый кран содержит корпус с проходящим через него проходом для потока среды, двумя камерами и конической расточкой. Последняя пересекает указанный проход. Кран также содержит коническую пробку с наружной поверхностью, большим торцом, обращенным к одной из камер, и меньшим торцом, обращенным к другой камере. Пробка установлена в расточке с возможностью поворота и перекрытия прохода при нахождении крана в закрытом положении. Пробка выполнена с проходным отверстием и каналом. Проходное отверстие расположено с возможностью сообщения с проходом при нахождении крана в открытом положении. Канал изолирован от проходного отверстия пробки и соединяет больший и меньший торцы пробки для обеспечения возможности выравнивания давлений в обеих камерах, расположенных у торцов пробки. Шток выполнен отдельно от пробки и кинематически связан с ней для осуществления ее поворота. В канале установлен обратный клапан для обеспечения возможности изменения давления и создания соответствующего потока в направлении от большего торца пробки к ее меньшему торцу. В результате исключается возможность возникновения у большего торца пробки резкого скачка давления, вдавливающего пробку в расточку и вызывающего ее заклинивание. 4 з.п.ф-лы, 13 ил.

Настоящее изобретение относится к пробковому крану.

Пробка так называемого "уравновешенного по давлению среды" пробкового крана обычно имеет два отверстия, одно из которых соединяет проходное отверстие пробки с ее большим торцом, а второе соединяет это же отверстие с ее меньшим торцом. Это позволяет уравнивать давление у обоих торцов пробки с давлением среды, движущейся по трубопроводу и проходящей через кран. Зачастую в отверстии у меньшего торца пробки расположен обратный клапан, позволяющий среде, движущейся по трубопроводу, протекать из проходного отверстия к меньшему торцу. Такой кран описан в патенте Франции N. A-2328905.

Однако, обнаружено, что в некоторых случаях среда, движущаяся по трубопроводу, вызывает коррозию пробки и/или ухудшение качества смазки или уплотнителя. Кроме того, если среда является загрязненной или абразивной, возможны блокировка отверстий и/или повреждение, заклинивание или иная неисправность обратного клапана.

В патенте США N A-2124359 описан пробковый кран, содержащий корпус, коническую пробку, размещенную в конической расточке корпуса, и шток, выполненный отдельно от корпуса, но кинематически связанный с ним, причем в пробке имеется канал, соединяющий ее больший и меньший торцы. Однако иногда у большего торца пробки возникает резкий скачок давления, вдавливающий пробку в расточку и вызывающий ее заклинивание.

В патенте США N A-2573238, кл. F 16 K 39/00, 1951 г. описан пробковый кран, содержащий корпус с проходящим через него проходом для потока среды, двумя камерами и конической расточкой, пересекающей указанный проход, коническую пробку с наружной поверхностью, большим торцом, обращенным к одной из камер, и меньшим торцом, обращенным к другой камере, установленную в расточке с возможностью поворота и перекрытия прохода при нахождении крана в закрытом положении и выполненную с проходным отверстием, расположенным с возможностью сообщения с проходом при нахождении крана в открытом положении, и каналом, изолированным от проходного отверстия пробки и соединяющим больший и меньший торцы пробки для обеспечения возможности выравнивания давлений в обеих камерах, расположенных у торцов пробки, и шток, выполненный отдельно от пробки и кинетически связанный с ней для осуществления ее поворота.

Однако и в этом пробковом кране у большего торца пробки иногда возникает резкий скачок давления, вдавливающий пробку в расточку и вызывающий ее заклинивание.

Задачей настоящего изобретения является создание пробкового крана, не подверженного этим отрицательным явлениям или подверженного им в меньшей степени, то есть такого крана, в котором практически исключена возможность возникновения у большего торца пробки резкого скачка давления, вдавливающего пробку в расточку и вызывающего ее заклинивание.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что предложенный пробковый кран содержит корпус с проходящим через него проходом для потока среды, двумя камерами и конической расточкой, пересекающей указанный проход, коническую пробку с наружной поверхностью, большим торцом, обращенным к одной из камер, и меньшим торцом, обращенным к другой камере, установленную в расточке с возможностью поворота и перекрытия прохода при нахождении крана в закрытом положении и выполненную с проходным отверстием, расположенным с возможностью сообщения с проходом при нахождении крана в открытом положении, и каналом, изолированным от проходного отверстия пробки и соединяющим больший и меньший торцы пробки для обеспечения возможности выравнивания давлений в обеих камерах, расположенных у торцов пробки, и шток, выполненный отдельно от пробки и кинематически связанный с ней для осуществления ее поворота, при этом в канале установлен обратный клапан для обеспечения возможности изменения давления и создания соответствующего потока в направлении от большего торца пробки к ее меньшему торцу.

Таким образом, наличие в предложенном пробковом кране обратного клапана позволяет практически исключить возможность возникновения у большего торца пробки резкого скачка давления, вдавливающего пробку в расточку и вызывающего ее заклинивание. Обратный клапан удерживает уплотнитель или смазку в камере у меньшего торца пробки. Изменение давления заключается в том, что давление в камере у большего торца уменьшается, а давление в камере у меньшего торца возрастает до тех пор, пока не произойдет их выравнивание. Однако у меньшего торца пробки может быть создано более высокое давление, чем у ее большего торца. Таким образом, создается допустимое усилие дисбаланса, способствующее предотвращению заклинивания пробки в расточке.

Обратный клапан может быть расположен у меньшего торца пробки. Это предусмотрено для сведения к минимуму количества уплотнителя или смазки в канале и в камере у меньшего торца. Но обратный клапан может быть также размещен и вблизи большего торца.

Канал, соединяющий больший торец пробки с ее меньшим торцом, может быть непосредственно просверлен в пробке, при этом сообщение канала с проходным отверстием не допускается.

Канал также может быть выполнен в виде канавки на наружной поверхности пробки, при этом канавка может быть отформована при литье и выполнена продольной, и по ней также подается уплотнитель или смазка для создания пленки между конической наружной поверхностью пробки и примыкающей к ней внутренней поверхностью расточки.

Канал также может быть выполнен в виде трубки, закрепленной в соответствующем положении в канавке, образованной при литье на наружной поверхности пробки, например сваркой.

Далее представлены пять вариантов выполнения изобретения со ссылкам на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки известного пробкового крана; фиг. 1A изображает продольный разрез предложенного пробкового крана, при этом канавки для подачи уплотнителя или смазки пробки не показаны; фиг. 2 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки пробкового крана, соответствующего первому варианту выполнения изобретения; фиг. 3 изображает вид сверху пробки, показанной на фиг. 2; фиг. 4 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки крана, соответствующего второму варианту выполнения изобретения; фиг. 5 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки крана, соответствующего модификации второго варианта выполнения изобретения; фиг. 6 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки крана, соответствующему третьему варианту выполнения изобретения; фиг. 7 изображает вид сверху пробки, показанной на фиг. 6; фиг. 8 изображает в увеличенному масштабе часть вида, показанного на фиг. 6;
фиг. 9 изображает вид сбоку с частичным разрезом пробки крана, соответствующего четвертому варианту выполнения изобретения;
фиг. 10 изображает вид сверху пробки, показанной на фиг. 9;
фиг. 11 изображает в увеличенном масштабе часть вида, показанного на фиг. 10;
фиг. 12 изображает вид сбоку пробки крана, соответствующего пятому варианту выполнения изобретения;
фиг. 13 изображает в увеличенном масштабе часть вида, показанного на фиг. 12.

Известный пробковый кран содержит показанную на фиг. 1 коническую пробку 1, которая вставляется в расточку соответствующей формы в корпусе крана. Коническая пробка имеет проходное отверстие 2, через которое может протекать движущаяся по трубопроводу среда, и две продольные канавки 3, 4, выполненные на наружной поверхности 6 пробки для подачи уплотнителя или смазки на внутреннюю поверхность расточки, в которой прилегает пробка. Канавки, однако, не доходят ни до одного из торцов пробки. У меньшего торца 5, расположенного в верхней части пробки, находится приводной шток (не показан). При эксплуатации шток вызывает поворот пробки вокруг оси O-O между открытым и закрытым положениями. Пробка 1 имеет два отверстия 7, 8 . Отверстие 7 ведет от меньшего торца 5, расположенного в верхней части пробки, к проходному отверстию 2, а отверстие 8 - от большего торца 9, расположенного в нижней части пробки, к тому же отверстию 2. В верхнем отверстии 7 расположен обратный клапан 10, предотвращающий перетекание среды из полости у верхней части пробки в отверстие 2. Отверстия 7, 8 позволяют уравнивать давление в полостях корпуса крана над пробкой и под ней с давлением среды в трубопроводе, при этом перемещение пробки в осевом направлении из места ее установки в расточке при неожиданном скачке давления в трубопроводе предотвращено.

Однако если среда является коррозионной или загрязненной, например мелкими частицами абразива, возможно повреждение, заклинивание или иная неисправность обратного клапана 10.

На фиг. 1А показан предложенный пробковый кран в сборе, содержащий корпус 1 с проходом 2 для потока среды, двумя камерами 3 и 4 и конической расточкой 5, коническую пробку 6, установленную в расточке 5, и шток 7, выполненный отдельно от пробки.

Первый вариант выполнения изобретения содержит пробковый кран с конической пробкой 11, которая показана на фиг. 2 и 3 и которая вставляется в расточку соответствующей формы в корпусе крана. Пробка 11 имеет проходное отверстие 12, две продольные канавки 13 и кольцевую канавку 14, выполненные на наружной конической поверхности 26 пробки для подачи уплотнителя или смазки на внутреннюю поверхность расточки, к которой прилегает пробка. Канавка 14 размещена вблизи большего торца 20 пробки на некотором расстоянии от него, а канавки 13 размещены диаметрально противоположно друг другу (фиг. 3) и проходят от кольцевой канавки до меньшего торца 15 пробки. Приводной шток (не показан) входит своим концом соответствующей формы в паз 18, имеющий прямоугольное сечение и расположенный у торца 15 в верхней части пробки 11, и при эксплуатации поворачивает последнюю вокруг оси P-P между открытым и закрытым положениями.

Пробка имеет канал 17, образованный выполненной при литье широкой канавкой 89, которая имеет параллельные стороны и полуцилиндрическое основание, расположена на наружной поверхности 16 и проходит по всей длине от торца 15 пробки до ее торца 20. В основании канавки 89 установлена круглая в сечении трубка 19, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру основания канавки. Трубка 19 приварена в требуемом положении, а оставшаяся часть канавки 89 заполнена сварочным сплавом. Ось трубки в основном параллельна наружной конической поверхности 16. Канал 17 так расположен между отверстием 12 и поверхностью 16, что он не сообщается ни с отверстием, ни с поверхностью.

Вблизи торца 15 в верхней части пробки трубка 19 снабжена обратным клапаном 21, обеспечивающим возможность изменения давления и создания соответствующего потока от торца 20 в нижней части пробки к торцу 15 в ее верхней части, но не в противоположном направлении. Таким образом происходит выравнивание давлений в камерах у большего и меньшего торцов пробки. Однако из-за наличия клапана 21 возможно кратковременное повышение давления в камере у верхней части пробки, т.е. у ее меньшего торца, по сравнению с давлением в нижней камере, т.е. у нижнего, большего торца пробки, с последующей разгрузкой благодаря происходящему при этом перемещению пробки. Канал 17 трубки 19 позволяет автоматически выравнивать давление у меньшего торца пробки и давление у ее торца 20. Однако повреждение, заклинивание или иная неисправность обратного клапана в результате воздействия среды, протекающей по трубопроводу, или находящихся в ней загрязнений невозможны, так как клапан никак не соединен с отверстием 12.

Второй вариант выполнения изобретения содержит пробковый кран с пробкой 24, показанной на фиг. 4 и выполненной во многом аналогично пробке в первом варианте выполнения. Одинаковые элементы на фиг. 4 имеют ту же нумерацию, что и на фиг. 2, и повторно не описываются.

В соответствии с этим вариантом выполнения пробка имеет канал 17, образованный путем сверления отверстия в пробке по всей ее длине от меньшего торца в ее верхней части до большего в ее нижней части, причем ось этого отверстия параллельна оси Q-Q вращения пробки. Отверстие расположено между проходным отверстием пробки и ее конической наружной поверхностью и не сообщается ни с тем, ни с другой. Вблизи меньшего торца пробки расположен обратный клапан 25, помещенный в расширенную часть 26 отверстия. При эксплуатации поток может поступать от торца 20 пробки к ее торцу 15 для выравнивания давления.

На фиг. 5 показана пробка модификации крана, соответствующего второму варианту выполнения изобретения. Приводной шток 84 присоединен к большему торцу пробки с помощью фигурного выступа 82, вставленного в прямоугольный паз 18. Пробка (и расточка) перевернуты по отношению к конструкции, изображенной на фиг. 4, т.е. больший торец теперь находится вверху, а меньший торец - внизу. В отношении всего остального пробка (и расточка) аналогична предыдущей.

Третий вариант выполнения изобретения содержит пробковый кран с пробкой 50, которая изображена на фиг. 6, 7 и 8 и которая вставляется в расточку соответствующей формы в корпусе крана. Как и в первом варианте выполнения, пробка 50 имеет проходное отверстие 12, две продольные канавки 132 и кольцевую канавку 14. В резьбовом отверстии 52, расположенном у большего торца пробки, установлен обратный клапан 51. В основании этого отверстия выполнено отверстие 53, которое проходит параллельно оси P-P вращения пробки и соединено дополнительным отверстием 54, проходящим радиально по отношению к оси P-P, с одной из канавок 13. Таким образом, больший торец пробки соединен с ее меньшим торцом через резьбовое отверстие 52, отверстие 53, дополнительное отверстие 54 и канавку 13, чем и обеспечивается возможность выравнивания давлений между этими двумя торцами.

Положение и конфигурация резьбового отверстия и двух других отверстий могут быть и иными, так что эти отверстия соединяются с кольцевой канавкой 14, а выравнивание давлений от большего торца пробки к меньшему осуществляется через продольные канавки 13 и кольцевую канавку 14.

Пробка 60 крана, соответствующего четвертому варианту выполнения изобретения, изображенная на фиг. 9, 10 и 11, имеет все особенности крана в четвертом варианте выполнения. Однако, как видно из чертежей, в особенности на фиг. 9 и 11, в резьбовом отверстии 66 у большего торца пробки расположен дополнительный обратный клапан 65, а перепускное отверстие 67, в котором предпочтительно находится фильтр 68, соединяет резьбовое отверстие с проходным отверстием. Таким образом, обеспечивается возможность выравнивания давлений между проходным отверстием и большим торцом пробки.

Кран, соответствующий пятому варианту выполнения изобретения, содержит пробку 70, изображенную на фиг. 12 и 13 и имеющую приводной шток 71, который соединен с ней с помощью фигурного выступа 88, вставленного в прямоугольный паз 86 у большего торца пробки. На небольшом расстоянии от большего торца 73 пробки находится кольцевая канавкам 72, служащая для подачи уплотнителя или смазки, а две продольные канавки 74 (из которых изображена только одна), также служащие для подачи уплотнителя или смазки и расположенные диаметрально противоположно друг другу по отношению к оси Q-Q вращения пробки, соединяют кольцевую канавку с меньшим торцом 77 пробки 70.

В отверстии 76 у большего торца пробки расположен обратный клапан 75, а проход 78 соединяет основание этого отверстия с кольцевой канавкой 72, как изображено на чертежах, в особенности на фиг. 13, или с одной из двух продольных канавок. Таким образом, отверстие 76, проход 78, кольцевая канавка 72 и две продольные канавки образуют канал, который соединяет широкий торец у верхней части пробки с меньшим торцом у ее нижней части и обеспечивает возможность выравнивания давлений.


Формула изобретения

1. Пробковый кран, содержащий корпус с проходящим через него проходом для потока среды, двумя камерами и конической расточкой, пересекающей указанный проход, коническую пробку 11,24,50,70 с наружной поверхностью 16, большим торцом 20, обращенным к одной из камер, и меньшим торцом 15, обращенным к другой камере, установленную в расточке с возможностью поворота и перекрытия прохода при нахождении крана в закрытом положении и выполненную с проходным отверстием 12, расположенным с возможностью сообщения с проходом при нахождении крана в открытом положении, и каналом 17, изолированным от проходного отверстия 12 пробки и соединяющим больший 20 и меньший 15 торцы пробки для обеспечения возможности выравнивания давления в обеих камерах, расположенных у торцов 20 и 15 пробки, и шток 84,71, выполненный отдельно от пробки 11,24,50,70 и кинематически связанный с ней для осуществления ее поворота, отличающийся тем, что в канале 17 установлен обратный клапан 21,25,51,75 для обеспечения возможности изменения давления и создания соответствующего потока в направлении от большего торца пробки к ее меньшему торцу.

2. Кран по п.1, отличающийся тем, что обратный клапан 21,25 расположен у меньшего торца пробки.

3. Кран по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что канал 17 непосредственно просверлен в пробке 24.

4. Кран по п.1 или 2, отличающийся тем, что канал 17 выполнен в виде канавки 13 на наружной поверхности 16 пробки 50,70.

5. Кран по п. 1 или 2, отличающийся тем, что канал 17 выполнен в виде трубки 19, закрепленной в соответствующем положении в канавке 89, образованной при литье на наружной поверхности 16 пробки 11.

Приоритет по пунктам:
12.08.94 - по пп.1 - 3 и 5;
27.10.94 - по п.4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14



 

Похожие патенты:

Дроссель // 1645714

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам и предназначено для облегчения переключения крана с поворотной пробкой, имеющей седловую поверхность в виде поверхности тела вращения

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия потока рабочих жидкостей при цементировании скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к многоходовым кранам, и предназначено для изменения направления потока среды в пневмогидравлической системе, в частности при необходимости отключения от системы для ремонта или демонтажа одного предохранительного клапана и одновременного подключения к системе без остановки рабочего процесса другого предохранительного клапана

Изобретение относится к запорным вентилям и предназначено для использования в трубопроводной арматуре

Клапан // 2467233
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды в магистральных трубопроводах высокого давления при больших расходах рабочей среды с абразивными включениями

Изобретение относится к пробковому крану и предназначено для перекрытия прохода для рабочей среды и выравнивания давления в обеих камерах, расположенных у торцов пробки

Наверх