Кран шаровой



Кран шаровой
Кран шаровой
Кран шаровой

 


Владельцы патента RU 2480658:

Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено, в частности, для использования в трубопроводной запорной арматуре пневмогидросистем ракет-носителей космического назначения, а также в любой отрасли промышленности, использующей гидравлическую технику, где необходимо периодически перекрывать большие расходы жидкостей. Кран шаровой содержит корпус с входным и выходным патрубками, затвор шаровой и седла в виде уплотнительных колец. Затвор шаровой представляет собой пустотелый тонкостенный шар с центральным проходным каналом в виде полого цилиндра, герметично соединенного с наружной поверхностью шара. Корпус крана имеет сквозные дренажные отверстия. Затвор шаровой снабжен ребрами и шаровыми сегментами с центральными отверстиями под полый цилиндр. Ребра выполнены в виде тонкостенных пластин круглой формы и расположены диаметрально противоположно во внутренней полости затвора шарового непосредственно под седлами при закрытом положении затвора шарового. Изобретение направлено на расширение эксплуатационных возможностей крана шарового и на уменьшение его массы. 3 ил.

 

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к трубопроводной запорной арматуре пневмогидросистем ракет-носителей космического назначения, работающих на криогенном топливе и при жестких ограничениях конструкций по массе и гидравлическим потерям, а также к любой отрасли промышленности, использующей гидравлическую технику, где необходимо периодически перекрывать большие расходы жидкостей.

Известны конструкции шаровых кранов, где шаровые пробки выполнены с уменьшенной толщиной стенки, например: известен шаровой кран (патент полезной модели RU 45495), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, проходной канал, сферическую поворотную пробку на опорах.

Известен шаровой кран (патент полезной модели RU 40424), содержащий корпус, входной и выходной патрубки, шаровую пробку, установленные в проточках патрубков упругие седла.

Известен шаровой трехходовой переключающий кран, содержащий размещенную в корпусе с входным и выходным патрубками шаровую пробку, контактирующую с седлом, при этом шаровая пробка, как следует из рисунка, приведенного в описании патента SU №1732099 А1, выполнена пустотелой.

Во всех вышеописанных конструкциях шаровых кранов значительная часть массы приходится на шаровую пробку, доля массы которой в массе всего шарового крана возрастает с увеличением проходного сечения.

Примерные массовые характеристики кранов шаровых-аналогов для сравнения приведены, например, в каталоге «Шаровые краны. Комплексные поставки трубопроводной арматуры» ЗАО «Энергомаш» (www.energomash-nov.rn), где на странице 14 для крана с шаром в опорах с диаметром прохода шара, равным 254 мм, масса крана составляет от 405 кг до 565 кг без учета массы привода. Предлагаемая конструкция крана шарового имеет диаметр прохода шара, равный 270 мм, а его масса составляет 80 кг (вместе с массой привода).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является кран шаровой, содержащий корпус, в котором установлены шток, поворотная шаровая пустотелая пробка с центральным проходным каналом и седла в виде уплотнительных колец, которые имеют сферическую расточку, эквидистантную наружной поверхности шаровой пробки (см. свидетельство на полезную модель RU №10821).

Недостатками этого технического решения, а также вышеописанных конструкций являются большая масса конструкций, так как пробки шаровые в них не имеют в своей внутренней полости элементов, увеличивающих жесткость сферы, что приводит к необходимости выполнения стенок сферы значительной толщины, а значит, значительной металлоемкости. А также вышеописанные конструкции крана шарового имеют ограниченные эксплуатационные возможности из-за невозможности использования их при работе с криогенными средами (например, с жидким кислородом или с жидким водородом) вследствие негерметичности подвижных уплотнений по сферической поверхности в закрытом положении. Предлагаемое устройство крана шарового предназначено в первую очередь для работ с криогенными легко испаряемыми жидкостями. Вынужденные утечки через уплотнения сферической поверхности в полость, расположенную между верхней частью корпуса и шаровым поворотным затвором (застойная полость), приводят к перемещению криогенных жидкостей из потока с высоким давлением в проточной части гидравлической магистрали в застойную полость, находящуюся без повышенного давления, что при наличии значительных притоков тепла (кран шаровой располагается на незначительном удалении от работающего с большим выделением тепла жидкостного ракетного двигателя) может привести к быстрому испарению криогенной жидкости, резкому росту давления во внутренней полости корпуса крана шарового и в конечном итоге - к разрушению его конструкции. Кроме того, организованный отвод через дренажные отверстия испарившейся криогенной жидкости из застойной полости крана шарового обеспечивает исключение негативного воздействия холодной среды на двигатель и препятствует его несанкционированному захолаживанию и отказу при запуске.

Задачей заявляемого технического решения является расширение эксплуатационных возможностей крана шарового за счет повышения надежности при работе с криогенными средами и снижение массы крана шарового - что является определяющим при проектировании ракетной техники.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве крана шарового, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, затвор шаровой, представляющий собой пустотелый тонкостенный шар с центральным проходным каналом, выполненным в виде полого цилиндра, герметично соединенного с наружной поверхностью шара, седла в виде уплотнительных колец, при этом корпус крана имеет сквозные дренажные отверстия, а затвор шаровой снабжен ребрами, расположенными диаметрально противоположно во внутренней полости затвора шарового непосредственно под седлами при закрытом положении затвора шарового, выполненными в виде тонкостенных пластин круглой формы, и шаровыми сегментами с центральными отверстиями под проходной канал.

На фиг.1 представлен общий вид устройства крана шарового в закрытом положении. На фиг.2 представлен общий вид устройства крана шарового в открытом положении. На фиг.3 представлено сечение А-А с фиг.1 при промежуточном положении затвора шарового.

Устройство крана шарового содержит составной корпус 1 (фиг.1) с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3 и размещенный в нем затвор шаровой 4, уплотненный седлами 5. Затвор шаровой 4 выполнен в виде тонкостенной сферы, в полости которой герметично закреплен (например, приварен) полый цилиндр 6. Внутренняя поверхность полого цилиндра 6 образует канал проходной 7 в затворе шаровом 4. Во внутренней полости затвора шарового 4 размещены параллельно продольной оси полого цилиндра 6 диаметрально противоположно ребра 8, выполненные в виде круглых тонкостенных пластин для повышения жесткости конструкции, в которых допускается изготавливать отверстия 9 для уменьшения массы сборки. Ребра 8 расположены таким образом, что при закрытом положении шаровой пробки они располагаются непосредственно под седлами 5. Внутри пустотелого затвора шарового 4 в зонах входа-выхода выполнены упрочняющие шаровые сегменты 10 (фиг.2) с центральными отверстиями 11, которые увеличивают жесткость затвора шарового 4 в местах круглых вырезов в сферической поверхности затвора шарового 4 под полый цилиндр 6.

Устройство снабжено валом привода 12 (привод на фигурах условно не показан) и осью 13, жестко закрепленными на затворе шаровом 4, для крепления в корпусе 1 и поворота затвора шарового 4. Корпус 1 в нижней его части снабжен отверстиями 14 (фиг.1, фиг.2), дренажным отверстием 15 для дренажа рабочей среды из застойной полости, расположенной между верхней частью корпуса 1 и затвором шаровым 4, с выходом за пределы корпуса 1 через дренажное отверстие 15 в магистраль (условно не показана) и отвода в безопасное место.

Кран шаровой работает следующим образом. С целью открытия крана шарового из положения "закрыт" в положение «открыт» для пропуска рабочей среды, например жидкого кислорода, поворачивают затвор шаровой 4 при помощи вала привода 12 таким образом, чтобы канал проходной 7 затвора шарового 4 совпал с отверстиями входного патрубка 2 и выходного патрубка 3. Рабочая среда поступает из входного патрубка 2 и направляется по каналу проходному 7 в затворе шаровом 4 через выходной патрубок 3 в трубопровод (условно не показан). Для перекрытия потока рабочей среды поворачивают затвор шаровой 4 на 90° в обратном направлении либо на 90° далее по ходу. Конструкция крана шарового выполнена симметричной, поэтому кран шаровой может пропускать рабочую среду в любом направлении. При этом часть рабочей среды, проникающей в застойную полость корпуса 1 в процессе поворота затвора шарового 4 при открытии или закрытии (фиг.3) или через зазоры между затвором шаровым 4 и седлами 5 в закрытом или открытом положении, отводится через отверстия 14 корпуса 1 и дренажное отверстие 15 корпуса 1 в безопасное место.

Заявленная конструкция крана шарового позволит расширить его эксплуатационные возможности и уменьшить массу крана шарового.

Кран шаровой, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, затвор шаровой, представляющий собой пустотелый тонкостенный шар с центральным проходным каналом, выполненным в виде полого цилиндра, герметично соединенного с наружной поверхностью шара, седла в виде уплотнительных колец, отличающийся тем, что корпус крана имеет сквозные дренажные отверстия, а затвор шаровой снабжен ребрами, расположенными диаметрально противоположно во внутренней полости затвора шарового непосредственно под седлами при закрытом положении затвора шарового, выполненными в виде тонкостенных пластин круглой формы, и шаровыми сегментами с центральными отверстиями под полый цилиндр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования на магистральных нефтепроводах, газопроводах, на предприятиях энергетического комплекса, нефтеперерабатывающей химической промышленности.

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 оборудованию для герметизации внутреннего канала спускаемых труб при бурении скважин, их эксплуатации и ремонте. .

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

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

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 арматуростроения и предназначено для регулирования параметров потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности.

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 электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах. При аварийном исчезновении напряжения в цепях защиты энергоустановки и управления электроприводом крана происходит срабатывание пружинных толкателей 21, поворачивающих рычаги 19. При этом освобождается плавающий фланец 15, который под действием пружины осевого перемещения 16 движется вверх, перемещая в том же направлении муфту сцепления 12. Шплинт 17 выходит из нижней прорези муфты сцепления 12, освобождая промежуточный вал 10 от сцепления с приводным валом 13. Пружина кручения 14 получает возможность раскручиваться, ее движение передается промежуточному валу 10 и соединенному с ним шпинделю 3, которые поворачиваются на угол 90° до положения закрытия шарового запорного элемента 2 шарового крана. Изобретение направлено на повышение надежности за счет обеспечения автоматического мгновенного закрытия шарового крана в случае прекращения подачи электроэнергии к приводу крана. 1 ил.

Изобретение относится к жидкостным запорно-выпускным устройствам, в частности к металлическому посадочному месту для высокотемпературных жидкостей. Металлическое посадочное место снабжено непосредственным уплотнением типа металл к металлу с корпусом клапана путем изменения формы самого посадочного места. Последнее имеет металлическую кромку. Указанная кромка предназначена для взаимодействия с корпусом клапана за счет предварительного давления на указанную кромку в ходе сборки и за счет давления жидкости в ходе работы клапана. Указанная кромка имеет металлический кольцевой выступ и выполненную под указанным выступом и проходящую вдоль оси кольцевую полость. Последняя предназначена для улучшения упругости кромки, на которой располагается выступ. Изобретение направлено на расширение диапазона рабочих температур и исключение потребности в дополнительных металлических уплотнениях между посадочным местом и корпусом клапана. 9 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к узлам уплотнения подвижных соединений, а именно к шаровым кранам с уплотняющими седлами из материала с низким модулем упругости, например из терморасширенного графита, и предназначено для надежного перекрытия и/или регулирования потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. Шаровой кран содержит корпус, в котором в двух седлах в форме кольца размещен сферический запорный орган, связанный с приводом его вращения. Каждое из седел сформировано из фольги, содержащей слой терморасширенного графита с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца. Изобретение направлено на повышение износостойкости шарового крана и его эрозионную стойкость при высоких рабочих температурах, а также на повышение его надежности и долговечности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия и регулирования потока различных жидких сред. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным патрубками, шаровую полую пробку с профилированным центральным проходным отверстием, поджатые к шаровой пробке входное и выходное седла, установленные соответственно на выходном и входном участках входного и выходного патрубков, и сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, на котором закреплена ручка. Проекция проходного отверстия на плоскость, расположенную перпендикулярно боковым стенкам проходного отверстия, имеет грибовидную форму. «Шляпка» этой грибовидной формы выполнена с загнутыми в сторону «ножки» закругленными краями и образована выпуклой дугой окружности. Закругленные края, образованные дугой окружности, сопряжены с «ножкой» вогнутой внутрь «шляпки» кривой, плавно сопряженной с «ножкой», расположенной горизонтально, плавно сужающейся от «шляпки» к основанию «ножки», выполненной в средней части с постоянной шириной. Основание «ножки» выполнено шире средней части «ножки» и образовано выпуклой дугой окружности с закругленными по выпуклой дуге окружности краями, плавно сопряженными вогнутыми дугами окружности со средней частью «ножки». Проходное отверстие выполнено симметричным относительно его продольной оси. Изобретение направлено на снижение факторов образования кавитации в процессе регулирования расхода через шаровой кран, на повышение плавности и точности регулирования расхода и на снижение уровня шума в процессе дросселирования потока через шаровую полую пробку. 3 ил.

Кран // 2542774
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком рабочей среды с абразивными включениями в качестве запорного и запорно-регулирующего крана. Кран содержит корпус с соосными входным и выходным отверстиями, два седла с уплотнительной конической поверхностью, запорный элемент в виде двух раздельных сегментов с уплотнительными сферическими поверхностями. Сегменты размещены с эксцентриситетом в противоположные стороны относительно оси входного и выходного отверстий корпуса. Каждый сегмент снабжен введенными сопрягаемыми элементами в виде пружинной втулки и цилиндрической втулки со шпоночным пазом, взаимодействующими при повороте соответственно с хвостовиком шпинделя и валом со шпонкой. Соединение с валом каждого сегмента обеспечивает соосное расположение уплотнительных поверхностей сегментов и седел. Пружинные втулки обеспечивают поворот сегментов до совмещения их уплотнительных сферических поверхностей с коническими поверхностями седел и дополнительное поджатие. Линии контакта хвостовика шпинделя с пружинными втулками совпадают с осями уплотнительных поверхностей седел. Изобретение направлено на повышение двухсторонней герметичности крана в конце закрытия затвора за счет дополнительного поджатия каждого сегмента к седлу. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве обтюраторного клапана для соединения труб. Клапан 1 содержит, по меньшей мере, один корпус с проточным проходом, обтюратор 16, удерживаемый в положении покоя напротив гнезда 14 посредством действия первой силы, образуемой средством 38 предварительного нагружения. Средство 28 для вращения обтюратора выполнено с возможностью поворота обтюратора между открытым положением клапана 1 для прохода текучей среды и закрытым положением для перекрытия прохода текучей среды. Средство 26, 40 для прямолинейного перемещения обтюратора 16 из первого положения напротив гнезда 14 во второе положение, в котором между обтюратором 16 и гнездом 14 создан зазор j1. Указанное средство 26,40 для прямолинейного перемещения выполнено с возможностью прямолинейного перемещения обтюратора16 независимо от вращательного перемещения этого обтюратора 16. Средство 28 для вращения обтюратора 16 выполнено с возможностью вращения обтюратора 16 независимо от прямолинейного перемещения обтюратора 16. Имеются устройство для соединения труб и способ соединения труб с таким обтюраторным клапаном. Группа изобретений направлена на повышение надежности устройства для соединения труб. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах. При аварийном исчезновении напряжения в цепях защиты энергоустановки и управления электроприводом крана исчезает магнитное поле, удерживающее толкатели 27 и рычаги 21 в рабочем положении. Под действием дополнительных пружинных толкателей 29 ролики 23 преодолевают сопротивление углублений в собачках 28, более не удерживаемых толкателями 27, рычаги 21 и соответственно 22 поворачиваются, освобождается плавающий фланец 15, который под действием пружины осевого перемещения 16 движется вверх, перемещая в том же направлении муфту сцепления 12. Шплинт 19 выходит из нижней прорези муфты сцепления 12, освобождая промежуточный вал 10 от сцепления с приводным валом 13. Пружина кручения 14 получает возможность раскручиваться, ее движение передается промежуточному валу 10 и соединенному с ним шпинделю 3, которые поворачиваются на угол 90° до положения закрытия шарового запорного элемента 2 шарового крана. Изобретение направлено на повышение надежности за счет обеспечения автоматического мгновенного закрытия шарового крана в случае прекращения подачи электроэнергии к электромагнитам и приводу крана и возможности последующего дистанционного возвращения шарового крана в исходное положение. 2 ил.

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования в условиях криогенных температур, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя. Шаровой клапан содержит корпус 1 с входным переходником 2, выходным переходником 26 с отверстием, шаровой затвор 3 со шлицевым отверстием и проточкой, вал 4, уплотнение вала 4 и нижнюю опору 5. Во входном переходнике 2 выполнена проточка, в которую установлено уплотнение в виде манжеты 6. Уплотнение взаимодействует с поверхностью проточки входного переходника 2 и кромкой манжеты 6 с шаровым затвором 3. Вал 4 установлен в шарикоподшипниках 8. В проточку шарового затвора 3 установлен шарикоподшипник 8, взаимодействующий с нижней опорой 26. На внутренней поверхности кромки манжеты 6 выполнен уступ с конической поверхностью, параллельной касательной к окружности шарового затвора 3. Изобретение направлено на упрощение конструкции, на снижение момента поворота затвора с валом, на повышение герметичности шарового клапана при больших проходных сечениях в условиях криогенных температур компонентов, на увеличение ресурса работы шарового клапана. 1 ил.

Группа изобретений относится к области арматуростроения и предназначена в качестве металлического уплотнения для обеспечения герметичности в шаровых кранах. Металлическое уплотнение (50) для клапанов (10) шарового (30) типа содержит кольцевой корпус (51) и кольцевой выступ (52) с передней поверхностью (52a) для относительного контакта с поверхностью шара (30). Упомянутый кольцевой корпус (51) имеет большую толщину в продольном направлении и является жестким. Упомянутая передняя поверхность (52a) для осуществления относительного контакта содержит углубленные радиальные канавки (53). Имеется шаровой клапан, содержащий упомянутое металлическое уплотнение (50). Группа изобретений направлена на повышение герметичности при использовании клапана при высоких рабочих давлениях и очень высоких и/или очень низких температурах. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх