Запорный кран с керамическими шайбами

 

Изобретение относится к арматуростроению, а именно, к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, и предназначено для использования в качестве запорной арматуры, а также может быть использовано для регулирования потока рабочей среды. Запорный кран содержит корпус с затвором в виде контактирующих между собой трех керамических дисков, крышку, завинчиваемую в корпус и сжимающую керамические диски, и уплотнительные прокладки. Два крайних из дисков закреплены неподвижно и снабжены фиксаторами положения. Средний диск установлен с возможностью поворота и соединен с приводной рукояткой. Последняя выходит наружу корпуса через прорезь. Уплотнительные прокладки установлены между крайними дисками, корпусом и крышкой. В дисках выполнены центральные отверстия для размещения в них оси и сквозные окна в виде секторов для прохода среды. На подвижном диске выполнен радиально расположенный хвостовик. В зоне прорези корпуса на его наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая проточка. Рукоятка выполнена пластмассовой с двумя гибкими лепестками и надета на хвостовик. Лепестки размещены в кольцевой проточке, охватывают часть корпуса и скреплены с корпусом замком типа "ласточкина хвоста". Элементы замка расположены на концах лепестков. Изобретение позволяет повысить технологичность крана, упростить процессы его монтажа и демонтажа и уменьшить потери давления при течении среды через него при полностью открытых рабочих окнах. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к запорно-регулирующей трубопроводной арматуре, и предназначено для использования в качестве запорной арматуры, а также может быть использовано для регулирования рабочей среды.

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус, установленное в нем перпендикулярно потоку среды неподвижное седло с проходными окнами, постоянно взаимодействующий с седлом поворотный дисковый запорно-регулирующий орган и приводной узел, см .а. с. N 552072, кл. F 16 К 3/08, 1972.

Недостатком известной конструкции является сложность механизма поворота запорного органа и его недостаточная надежность.

Известно также запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус, установленное в нем перпендикулярно потоку среды неподвижное седло в виде диска с проходными окнами, примыкающий к седлу поворотный дисковый запорно-регулирующий орган и приводной узел, выполненный в виде охватывающего запорно-регулирующий орган хомута, конец которого связан с элементами, передающими на хомут усилия, см. а. с. N 1104335А, кл. F 16 K 3/08, 1984.

Недостатком известного устройства является низкая износостойкость седла и запорного органа, а также сложность приводного узла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с затворами в виде трех керамических дисков. Крайние диски закреплены неподвижно, а средний является поворотным и связан с приводной рукояткой, выходящей наружу корпуса через прорезь. В дисках выполнены центральные отверстия для расположения оси, относительно которой поворачивается подвижный диск. Кроме того, в дисках выполнены окна в виде секторов для прохода рабочей среды. Диски закреплены в корпусе крышкой, см. пат. Великобритании N 2136544 А, кл. F 16 К 3/08, 1984.

Недостатком известного устройства является сложность замены приводной рукоятки в случае ее поломки, сложность сборки устройства, невозможность вымывания продуктов износа оси из центральных отверстий дисков, а также сравнительно большое гидравлическое сопротивление потоку среды из-за острых кромок окон в дисках.

Задачей изобретения является создание более технологичной конструкции, характеризующейся более простым монтажом и демонтажом, а также снижение гидравлического сопротивления потоку рабочей среды.

Технический результат достигается тем, что в запорно-регулирующем устройстве, содержащем корпус с затвором в виде контактирующих между собой трех керамических дисков, два крайних из которых закреплены неподвижно и снабжены фиксаторами положения, а средний соединен с приводной рукояткой, выходящей наружу корпуса через прорезь, и установлен с возможностью поворота, крышку, завинчиваемую в корпус и сжимающую керамические диски, уплотнительные прокладки, установленные между крайними дисками, корпусом и крышкой, в дисках выполнены центральные отверстия для размещения в них оси, а также сквозные окна в виде секторов для прохода рабочей среды. Согласно изобретению на подвижном диске выполнен радиально расположенный хвостовик, в зоне прорези корпуса на его наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая проточка, рукоятка выполнена пластмассовой с двумя гибкими лепестками и надета на хвостовик подвижного диска.

Кроме того, фиксаторы положения дисков выполнены в виде расположенных на их цилиндрических поверхностях выступов, входящих в ответные пазы, выполненные вдоль образующей внутренней цилиндрической поверхности корпуса.

При этом центральное отверстие в одном крайнем диске выполнено глухим, в подвижном диске оно выполнено сквозным, а в другом крайнем диске оно выполнено сквозным и ступенчатым, причем ступень большего диаметра обращена к подвижному диску. Вдоль образующей оси выполнен паз.

Радиальные стенки сквозных окон, выполненных в виде секторов, на крайних керамических дисках имеют наклон относительно оси и образуют сходящийся насадок в направлении от неподвижных дисков к подвижному, а кромки тупых углов, образованных наклонными радиальными стенками сквозных окон и крайней плоскостью неподвижного диска, скруглены, т.е. геометрия внутренних поверхностей сквозных окон крайних дисков для потока, входящего в сквозное окно снаружи, приближается к коноидальной, обладающей наименьшим сопротивлением потоку.

Контровка резьбового соединения крышки и корпуса осуществляется посредством жидкого и твердеющего со временем материала.

Запорно-регулирующее устройство иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 изображено запорно-регулирующее устройство, продольный разрез, на фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А запорно-регулирующего устройства, на фиг. 3 изображен один из крайних керамических дисков, а на фиг. 4 - разрез этого диска по кольцевой линии Б-Б.

Запорно-регулирующее устройство содержит корпус 1, в котором размещен затвор в виде трех контактирующих Друг с другом керамических дисков 2,3 и 4. Два диска 2 и 4 закреплены в корпусе 1 неподвижно. Расположенный между ними диск 3 установлен с возможностью поворота. Диски сжаты между собой крышкой 5, завинченной в корпус 1. Между крайними дисками 2 и 4, корпусом 1 и крышкой 5 расположены уплотняющие прокладки 6 и 7. Для прохода рабочей среды во всех дисках выполнены окна 8 в виде секторов. На подвижном диске 3 выполнен радиально расположенный хвостовик 9. Для прохода хвостовика наружу корпуса 1 в корпусе выполнена прорезь 10. В зоне прорези 10 на наружной цилиндрической поверхности корпуса выполнена кольцевая проточка 11. На хвостовик 9 надета рукоятка 12, выполненная из пластмассы и имеющая два гибких лепестка 13 и 14. Лепестки 13 и 14, охватывающие корпус, размещены в кольцевой проточке 11 и скреплены с корпусом 1 замком в виде "ласточкина хвоста". Элементы замка расположены в концах соответствующих лепестков.

Для исключения проворачивания крайних керамических дисков 2 и 4 последние снабжены фиксаторами положения, выполненными в виде выступов 15, расположенных на цилиндрических поверхностях дисков. Выступы 15 входят в ответные им пазы 16, выполненные на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 и расположенные вдоль ее образующей.

Подвижный диск поворачивается относительно оси 17, установленной в центральных отверстиях дисков. В крайнем диске 2 выполнено глухое центральное отверстие 18, в подвижном диске 3 имеется сквозное отверстие 19, а в другом крайнем диске 4 центральное отверстие 20 выполнено сквозным и имеет ступенчатую форму.

Причем указанный крайний диск 4 обращен большей ступенью отверстия к подвижному диску.

На наружной цилиндрической поверхности оси 17 вдоль ее образующей выполнен паз, предназначенный для сбора продуктов износа трущихся пар оси и соответствующих керамических дисков.

Для уменьшения гидравлического сопротивления рабочей среде радиальные стенки сквозных окон, выполненных в виде секторов, на крайних керамических дисках 2 и 4 имеют наклон относительно оси и образуют сходящийся насадок в направлении от неподвижных дисков к подвижному, а кромки тупых углов, образованных наклонными радиальными стенками сквозных окон и крайней плоскостью диска, скруглены (см. фиг. 4).

Запорно-регулирующее устройство работает следующим образом.

Рабочая среда под давлением поступает на ход корпуса 1 или крышки 5 и проходит на выход через отверстия, образующиеся при совпадении проходных окон 8 неподвижных 2 и 4 и подвижного 3 дисков. Поворотом подвижного диска 3 изменяют площадь этих отверстий и тем самым осуществляют регулировку расхода. Профиль окон определяет расходную характеристику устройства. По мере открытия диском 3 окон 8 в неподвижных дисках 2 и 4 расход среды возрастает и достигает своей максимальной величины при совпадении окон подвижного диска 3 с окнами неподвижных дисков 2 и 4.

Полное совпадение окон происходит при повороте диска 3 до упора хвостовика 9 в торец 21 прорези 10, а при упоре хвостовика 9 в торец 22 прорези 10 в корпусе окна неподвижных дисков полностью закрываются. При полностью открытых рабочих окнах благодаря форме радиальных стенок секторов, близких к коноидальной, потери давления на устройстве значительно уменьшаются по сравнению с формой окон прототипа.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении его технологичности, что позволяет упростить процессы монтажа и демонтажа, а также в уменьшении потерь давления при течении среды через запорно-регулирующее устройство при полностью открытых рабочих окнах.

Формула изобретения

1. Запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с затвором в виде контактирующих между собой трех керамических дисков, два крайних из которых закреплены неподвижно и снабжены фиксаторами положения, а средний соединен с приводной рукояткой, выходящей наружу корпуса через прорезь, и установлен с возможностью поворота, крышку, завинчиваемую в корпус и сжимающую керамические диски, уплотнительные прокладки, установленные между крайними дисками, корпусом и крышкой, в дисках выполнены центральные отверстия для размещения в них оси, а также сквозные окна в виде секторов для прохода рабочей среды, отличающееся тем, что на подвижном диске выполнен радиально расположенный хвостовик, в зоне прорези корпуса на его наружной цилиндрической поверхности выполнена кольцевая проточка, рукоятка выполнена пластмассовой с двумя гибкими лепестками и надета на хвостовик, а лепестки, размещенные в кольцевой проточке и охватывающие часть корпуса, скреплены с корпусом замком типа "ласточкина хвоста", элементы которого расположены на концах лепестков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиальные стенки сквозных окон, выполненных в виде секторов, на неподвижных дисках имеют наклон относительно оси и образуют сходящийся насадок в направлении потока среды от неподвижного диска к подвижному, а кромки тупых углов, образованных наклонными стенками и плоскостью торца неподвижного диска, скруглены.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксаторы положения дисков выполнены в виде расположенных на их цилиндрических поверхностях выступов, входящих в ответные пазы, выполненные вдоль образующей внутренней цилиндрической поверхности корпуса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральное отверстие в одном крайнем диске выполнено глухим, в подвижном диске оно выполнено сквозным, а в другом крайнем диске оно выполнено сквозным и ступенчатым, причем ступень большего диаметра обращена к подвижному диску.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на цилиндрической поверхности оси вдоль ее образующей выполнен паз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4