Шаровой кран системы овандер

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в трубопроводных системах нефте- и газопроводов, водоснабжения и множестве других гидравлических устройств. Шаровой кран содержит корпус с одной или двумя крышками с каналами для прохода жидкости, шаровой затвор с проходным каналом и управляющим шпинделем, плавающий между двумя седлами из элементов с высокой и низкой жесткостью, размещенными в крышках и корпусе в стыках каналов с затвором. Жесткий элемент седла выполнен в виде кольца из жесткого и прочного материала с антифрикционными свойствами на поверхности контакта с затвором и установлен без начального натяга по затвору. Мягкий элемент седла расположен на наружной поверхности жесткого элемента и выполнен в виде фланцевой манжеты. Лопасть этой манжеты имеет натяг по шаровому затвору. Фланцевая часть манжеты размещена с диаметральным натягом в охватывающей ее расточке корпуса или крышки. Изобретение направлено на многократное увеличение допустимых диаметров проходных каналов и перепадов давления жидкости, а также на увеличение ресурса работы шарового крана с плавающим затвором при одновременном снижении трудоемкости изготовления и момента на управляющем шпинделе. 1 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может использоваться в трубопроводных системах нефти- и газопроводов, водоснабжения и множестве других гидравлических устройств.

Известны шаровые краны, содержащие корпус с одной или двумя крышками с каналами для прохода жидкости, шаровой затвор с проходным каналом и управляющим шпинделем, плавающий между двумя седлами, размещенными в крышках или корпусе в стыках каналов с затвором. (См. книгу А.Ф.Быкова «Арматура с шаровым затвором для гидравлических систем», М., Машиностроение, 1971 г., стр.8, рис.1.) Их недостатками являются:

- малые допустимые диаметры проходных каналов и перепады давлений жидкости, связанные с опасностью перегрузки материала седел, на которые действует вся нагрузка на шаровой затвор от перепада давления жидкости, и с возможностью выдавливания седел из их посадочных мест силами от перепада давления жидкости на седлах;

- большая трудоемкость изготовления, определяемая необходимостью для обеспечения герметичности затвора высокой точности изготовления его шаровой поверхности и жестко нормированного натяга между седлами и затвором;

- высокий и нестабильный момент на управляющем шпинделе от трения затвора по седлам при малых перепадах давления жидкости из-за большой жесткости седел и изменения их натяга с затвором при их тепловом расширении и изнашивании;

- невысокий ресурс работы, определяемый малым запасом на износ седел от трения и потока жидкости.

Известны принятые за прототип шаровые краны, содержащие корпус с одной или двумя крышками с каналами для прохода жидкости, шаровой затвор с проходным каналом и управляющим шпинделем, плавающий между двумя седлами из элементов с высокой и низкой жесткостью, размещенными в крышках или корпусе в стыках каналов с затвором. (См. статью Рафаэля Ангелини «Шаровые краны для тяжелых условий эксплуатации» в журнале «Арматуростроение» №2, 2006 г., стр.42, рис.1.) Такие краны, благодаря выполнению седел из чередующихся слоев жестких элементов (стальных дисков) и мягких элементов (междисковых слоев графита), имеют повышенный ресурс работы в тяжелых условиях эксплуатации. Остальные недостатки, перечисленные у выше приведенного аналога, сохраняются и у этого прототипа, так как в нем жесткие элементы не выполняют функции опоры затвора, а лишь усиливают мягкие элементы, повышая их жесткость и, соответственно, снижая герметизирующую способность.

Цель изобретения - повышение допустимых диаметров проходных каналов и перепадов давления жидкости, снижение трудоемкости изготовления, уменьшение момента на управляющем шпинделе, повышение ресурса работы шарового крана.

Поставленная цель достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с одной или двумя крышками с каналами для прохода жидкости, шаровой затвор с проходным каналом и управляющим шпинделем, плавающий между двумя седлами из элементов с высокой и низкой жесткостью, размещенными в крышках или корпусе в стыках каналов с затвором, согласно изобретению жесткий элемент седла выполнен в виде кольца из жесткого и прочного материала с антифрикционными свойствами на поверхности контакта с затвором и установлен без начального натяга по затвору, а мягкий элемент седла расположен на наружной поверхности жесткого элемента и выполнен в виде фланцевой манжеты, лопасть которой имеет натяг по шаровому затвору, а фланцевая часть размещена с диаметральным натягом в охватывающей ее расточке корпуса или крышки.

Такое техническое решение за счет разделения опорной и уплотнительной функций седла между жестким опорным кольцом из высокопрочного материала и мягкой уплотнительной манжетой позволяет многократно увеличить допустимые нагрузки на седло и, соответственно, допустимые перепады давления жидкости и допустимые диаметры проходных каналов. Трудоемкость изготовления шарового крана снижается благодаря замене многоэлементного седла на конструкцию из двух деталей. Этому способствует и то, что жесткий опорный элемент одновременно выполняет функцию фиксатора манжеты в ее посадочном месте. Использование мягкой манжеты с натягом по затвору в основном за счет растяжения ее лопасти по диаметру, а не сжатию по сечению, как в прототипе обеспечивает более пологую зависимость ее сил на контакте с затвором от деформации лопасти и лучшую компенсацию погрешностей формы и взаимного положения контактирующих поверхностей, что снижает требования к точности изготовления затвора и величине натяга между ним и манжетой, уменьшает трение манжеты о затвор и момент на управляющем шпинделе, а также увеличивает запас на износ манжеты и, соответственно, повышает ресурс работы шарового крана. Повышение ресурса также достигается благодаря защитному действию опорных колец, препятствующих экструзии мягких манжет в зазоры между затвором и крышками под действием давления жидкости.

На чертеже представлена конструкция заявленного шарового крана. Он состоит из корпуса 1 с крышкой 2, имеющих каналы 3 для прохода жидкости, шарового затвора 4 с проходным каналом 5 и управляющим шпинделем 6, плавающего между двумя седлами из жестких 7 и мягких 8 элементов. Жесткий элемент выполнен в виде опорного кольца из жесткого и прочного материала, например бронзы или стали, с бронзофторопластовым покрытием поверхности 9, контактирующей с затвором, и установлен без начального натяга к поверхности затвора. Мягкий элемент расположен на наружной поверхности 10 жесткого элемента и представляет собой фланцевую уплотнительную манжету, например из фторопласта, с лопастью 11 и фланцем 12. Лопасть манжеты имеет натяг по затвору, а фланцевая часть размещена с диаметральным натягом в охватывающей ее расточке 13 корпуса или крышки.

Шаровой кран работает следующим образом. В открытом положении затвора, когда оси каналов в корпусе, крышке и затворе совпадают, жидкость свободно проходит через кран. При повороте затвора на 90 градусов каналы в корпусе и крышке перекрываются сплошной частью поверхности шарового затвора. Под действием перепада давления плавающий между седлами затвор смещается в сторону действия давления и прижимается к опорному кольцу седла, расположенного за затвором. При этом в седле перед затвором между опорным кольцом и затвором образуется зазор, в который проходит жидкость и, воздействуя на тыльную сторону манжеты этого седла, отжимает ее лопасть от затвора и подходит к манжете, расположенной за затвором. Эта манжета воспринимает давление своей передней частью и надежно герметизирует затвор при низких и высоких давлениях жидкости, так как опирается на опорное кольцо, беззазорно контактирующее с затвором и выполняющее функцию антиэкструзионной защиты манжеты. Благодаря наличию утолщенной фланцевой части, расположенной с диаметральным натягом в охватывающей ее расточке корпуса или крышки, манжеты седел надежно удерживается от уноса потоком жидкости в моменты закрытия и открытия крана.

Технический результат предлагаемого шарового крана по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, заключается в многократном увеличении допустимых диаметров проходных каналов и перепадов давления жидкости, а также ресурса его работы при одновременном существенном снижении трудоемкости изготовления и момента на управляющем шпинделе.

Шаровой кран, содержащий корпус с одной или двумя крышками с каналами для прохода жидкости, шаровой затвор с проходным каналом и управляющим шпинделем, плавающий между двумя седлами из элементов с высокой и низкой жесткостью, размещенными в крышках и корпусе в стыках каналов с затвором, отличающийся тем, что жесткий элемент седла выполнен в виде кольца из жесткого и прочного материала с антифрикционными свойствами на поверхности контакта с затвором и установлен без начального натяга по затвору, а мягкий элемент седла расположен на наружной поверхности жесткого элемента и выполнен в виде фланцевой манжеты, лопасть которой имеет натяг по шаровому затвору, а фланцевая часть размещена с диаметральным натягом в охватывающей ее расточке корпуса или крышки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и к способу его изготовления и предназначено для надежного перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут), например, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем.

Изобретение относится к арматуростроению. .

Изобретение относится к запорной и регулирующей трубопроводной арматуре для транспортировки газа, нефти, нефтепродуктов, густых веществ, воды, пара, продуктов химической и нефтехимической промышленности, а также других жидкостей, преимущественно для вязких, коррозионных, эрозионных, абразивных сред и в условиях повышенного кавитационного износа.

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для использования в качестве запорного и регулировочного устройства при работе с жидкими или газообразными средами.

Изобретение относится к устройствам в области запорно-регулирующей арматуры и может быть широко использовано для регулирования и измерения различных параметров транспортируемой по трубопроводам среды в системах промышленного и жилищно-коммунального газо-водоснабжения с возможностью установки различных датчиков и других функциональных устройств не прибегая к дополнительным врезкам в действующих трубопроводах.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потока транспортируемой среды. .

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для изготовления такой арматуры, в частности промышленных кранов с шаровой пробкой для регулирования и перекрытия потока рабочей среды.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к шаровым кранам, и предназначено для использования в газовых и нефтяных магистральных и технологических трубопроводах.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в качестве запорно-регулирующего органа при трубопроводном транспорте газа, нефти, воды и других жидкостей и газообразных веществ

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для регулирования параметров потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности

Изобретение относится к клапану для трубопроводов систем пожаротушения, содержащему подвод для пожаротушащей жидкости под повышенным давлением, отвод для пожаротушащей жидкости, расположенные между подводом и отводом запорные средства и приводящие в действие запорные средства исполнительные средства для переключения запорных средств в открытое и закрытое положения, причем в состоянии покоя запорные средства находятся в закрытом положении, а в случае пожара исполнительные средства переключают запорные средства из закрытого положения в открытое положение таким образом, что пожаротушащая жидкость течет из подвода в отвод

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры, в частности к способам сборки шаровых кранов

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для использования в качестве шарового клапана на трубопроводах с агрессивными рабочими средами

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для применения в качестве запорно-очистительной арматуры на трубопроводах сети холодного или горячего водоснабжения, газовой сети и т.д

Изобретение относится к оборудованию для герметизации внутреннего канала спускаемых труб при бурении скважин, их эксплуатации и ремонте

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
Наверх