Шаровой кран

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.79 (21) 2859596/25-08 е (5!.) М. Кл.а

F !6К5/20 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гасударственный кемнтет

СССР

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 5.11.81 (53) УДК 621.646 (088.8) по делам нэвбретений и вткрмтий

А П. Майоров, В. М. Наосевков, В. T. Пайс в, Е. Г. Васильченко и И. Г. Филатов

l

Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский институт атомного энер чесКЬго машиностроения / (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ШАРОВОЯ КРАН

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве запорного устройства для перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах большого диаметра.

Известен шаровой куан с механизмом автоматического управления седлами, выполненным в виде гидрокииематической цепи с золотниками 1! .

Однако сложная конфигурация золотни-. ков усложняет производство крана и снижает его надежность.

Известен. также шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный затвор с подвижными седлами, шпиндель с кулачком, взаимодействующим с дренажным клапаном, и золотниковый механизм автоматического управления седлами !2).

Однако при таком выполнении устройства также не обеспечивается высокая надежность и герметичность в виду того, что механизм управления расположен вне запорного устройства и состоит из большого количества золотников.

Цель изобретения — повышение надежности и герметичности.

Цель достигается тем, что шпиндель снабжен подвижной в осевом. направлении втулкой, установленной с возможностью взаимодействия с затвором посредством торцового шлицевого соединения, в затворе образована полость и выполнены дренажное отверстие и каналы, соединяющие полость с входным и выходным патрубками, а в полости размещен золотниковый механизм ав-!

6 томатического управления седлами, выполненный в виде трех подпружиненных золотников, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с дренажным mверстием, а два других — с проходными отверстиями каналов, и толкатель золотника, взаимодействующего с дренажным îi верстием, выполненный в виде ходовой гайки, установленной на конус шпинделя с возможностью осевого перемещения вдоль шпинделя и взаимодействия с затвором посредством винтового соединения.

Для обеспечения замыкания и размыкания силового взаимодействия шпинделя я затвора иа боковой поверхности подвижиоф

881444 втулки выполнены управляющие выступы, а. в корпусе — пазы, взаимодействующие с указанными выступами.

На фиг. схематически показан кран при закрытом положении затвора, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, при повороте шпинделя на 90, продольный разрез; на фиг. 3 — то же>при открытом положении затвора, разрез; на фиг. 4 — диаграмма положений элементов крана, определяющих вращение затвора.

В корпусе l с патрубками 2 и 3 и крышкой 4 установлены подвижные в осевом направлении седла 5 и шаровой затвор б, фиксируемый в корпусе 1 неподвижной перегородкой 7 и подшипникамн скольжения 8, и шпиндель 9. На шпинделе 9 установлены кулачок 10, управляющий дренажным клапаном l i, и подвижная втулка 12 с торцовыми шлицами 13, взаимодействующими со шлицами 14 затвора 6 при передаче крутящего момента. В верхней части затвора 6

1О

2О выполнена полость 15, разделенная подвижной перфорированной перегородкой 16, служащей опорой для пружины золотников 17, 18 н 19, перекрывающих дренажное отверстие 20 и каналы 21 и 22, соединяющие полость 15 с полостью над затвором 23 и патрубками 2 и 3. Для принудительного открытия золотника 17 па нижнем конце шпинделя 9 установлен подвижный в осевом направлении толкатель 24, выполненный в виде ходовой гайки н взаимодействующий с эатво- M ром посредством винтовой передачи. Для согласования времени срабатывания золотни. ка 17 и втулки 12 на боковой поверхности последней выполнены управляющие выступы 25, взаимодействующие с пазами 26 иа

35 торцовой поверхности неподвижной перегородки 7. Постоянное поджатие втулки 12 к затвору б осуществляется пружиной 27.

Кран работает следующим образом.

При закрытом кране (см. фиг. 1) подвижные седла 5 прижаты к затвору б действием перепада между давлением в патрубках и давлением над затвором, равным давлению в дренажной системе. При этом положении шпинделя 9 клапан 11 открыт кулачком 10.

Давление в полости 15 равно давлению во входном патрубке (в патрубке высокого

45 давления). "îëîтник 17 герметично закрыт, под действием перепада давлений. К седлам 5 приложено усилие, обеспечивающее герметичность затвора б.

Кран открывается в два этапа: поворот шпинделя 9 на 90 и поворот на 180 . При повороте шпинделя 9 tta 90 (см. фиг. 1, 2 и 4) вращается кулачок 10, закрывается клапан 11, происходит отключение дренажной системы от внутриклапанной полости.

Одновременно со шпинделем 9 вращаются втулка 12 и толкатель 24. При этом управляющие выступы 25 втулки 12 скользят по торцовой поверхности перегородки 7, а торцовые шлицы 13 не соприкасаются со шлицами 4. При вращении шпинделя толкатель 24 по винтовой нарезке опускается и открывает золотник 17, соединяя полость 15 с полостью над затвором 6, открывается золотник 18 или 19 в зависимости от того, в каком патрубке большее давление, Перепад давлений на седлах 5 выравнивается, усилие прижатия седла к затвору 6 значительно . уменьшается, затвор 6 разгружается.

При дальнейшем вращении шпинделя 9 управляющие выступы 25 втулки 12 попадают в пазы 26 перегородки 7, и втулка 12 под действием пружины 27 опускается. Торцовые шлицы 13 втулки 12 входят в зацепление со шлицами 14. затвора б. Начинается вращение затвора 6.

При открытом положении затвора (см. фиг. 3 и 4) управляющие выступы 25 упираются в торец паза 26 на перегородке 7 (фиг. 4). Давление в патрубках и над затвором 6 при этом практически одинаково. 3олотник 17 открыт. Золотники 18 и 19 находятся в нейтральном положении. Клапан ll закрыт

Закрытие крана бсуществляется в обратном порядке. Затвор 6 поворачивается иа

90 до тех пор, пока управляющие выступы 25 втулки 12 (см. фиг. 4) не выйдут из паза 26 перегородки 7. В этот момент.происходит подъем втулки 12 и разведение шлицов 13 и 14. При дальнейшем вращении шпинделя 9 закрывается золотник 1? и открывается дренажный клапан I l. Полость над затвором б соединяется с дренажной магистралью. Седла под действием давления в напорной магистрали прижаты к затвору б

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении надежности и герметнчности шаровогб крана.

Формула изобретения

l.. Шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный затвор с подвижными седлами, шпиндель с кулачком, взаимодействующим с дренажным клапаном, и золотниковый механизм автоматического управления седлами, отличакщийся тем, что, с целью повышения надежности и герметичности, шпиндель снабжен подвижной в осевом направлении втулкой, установленной с возможностью взаимодействия с затвором посредством торцового шлицевого соединения, в затворе образована полость и выполнены дренажное отверстие и каналы, соединяющие полость с входным и выходным патрубками, а в полости размещен золотниковый механизм автоматического управления седлами, выполненный в виде трех подпружиненных золотников, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с дренажным отверстием, а два других — с проходными отверстиями каналов, н толкатель золотника, взаимодей.ствующего с дренажным отверстием, выполненный в виде ходовой гайки, установленной на конус ш инделя с возможностью осевого перемещения вдоль шпинделя и взаимодействия с затвором посредством винтового соединен и я.

2. Кран по и. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности подвижной втулки выполнены управляющие выступы, а в корпусе — пазы, взаимодействующие с указанными выступами.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент США № 3901474, кл. 251—

159, опублнк. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 480226, кл. F 16 К 5/06, 1972 (прототип).

Составитель Г. Иванов

Редактор Ю. Петруико Техред A. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 9916/58 Тираж 1009 Подннсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н от крыта%

113035, Москве, Ж вЂ” 35, Рву вскан наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектнав, 4