Патент на изобретение №2369795

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2369795 (13) C2
(51) МПК

F16K5/06 (2006.01)
F16K27/10 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.08.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007130577/06, 09.08.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

09.08.2007

(43) Дата публикации заявки: 20.02.2009

(46) Опубликовано: 10.10.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2153616 С2, 27.07.2000. RU 2300035 С1, 27.05.2007. RU 2171936 С1, 10.08.2001. GB 1154958 А, 11.06.1969. US 3869108 А, 04.03.1975. US 3545721 А, 08.12.1970. US 4235003 А, 25.11.1980. CN 2209253 А, 04.10.1995.

Адрес для переписки:

152934, Ярославская обл., г. Рыбинск, ул. Крестовая, 100, а/я 19, Общественная организация ВОИР

(72) Автор(ы):

Перепелкин Сергей Анатольевич (RU),
Куликов Сергей Геннадиевич (RU),
Бекетов Владимир Николаевич (RU),
Лаптинский Константин Валерьевич (RU),
Маклаков Вячеслав Алексеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “Актан” (RU)

(54) ШАРОВОЙ КРАН С ПОЛНЫМ ОТКРЫТИЕМ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначена для надежного перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу. Шаровой кран с полным открытием размещен между двумя патрубками, концы которых уплотнены с шаром. Шар снабжен поворотным валом для открытия и закрытия крана. Шар и концы патрубков окружены корпусом. Корпус прикреплен своими концами к сторонам патрубков в качестве элемента, скрепляющего детали крана. На концах патрубков по их окружности сформирована выступающая часть. Эта часть содержит кольцевое уплотнение. Корпус присоединен к сторонам патрубков с возможностью размещения внутри пространства, образованного корпусом, шара и ступенчатых концов патрубков с их уплотнениями. На торцевых поверхностях корпуса выполнены фаски с обратным углом и на одной оси с валом дополнительное отверстие под второй вал. Корпус сформирован со сферическими концами, образующими плоскостно-кольцевой контакт с наружными поверхностями патрубков. При изготовлении такого шарового крана на торцевых поверхностях корпуса предварительно выполняют фаски с обратным углом и дополнительное отверстие на одной оси с валом, затем фиксируют шар в корпусе двумя валами. Обработку давлением осуществляют по концам корпуса с образованием сферической формы концов корпуса для получения плоскостно-кольцевого контакта между концами корпуса и патрубками. Группа изобретений позволяет повысить надежность и долговечность шарового крана. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

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

Известен шаровой кран, содержащий корпус с входными и выходными патрубками, сферическую пробку, седловые уплотнения, выполненные в виде набора упругодеформируемого кольца, сдвоенной тарельчатой пружины и поджимающего кольца, шток, сопряженный со сферической пробкой и размещенный в бобышке, жестко соединенной с корпусом, при этом каждый патрубок выполнен диаметром, меньшим диаметра корпуса, и сопряжен с ним усеченным конусом, угол при вершине которого выполнен не более 60° и обращен в сторону пробки.

Способ изготовления такого крана заключается в том, что изготавливают заготовку корпуса с патрубками, сферическую пробку, шток, по меньшей мере, одно седловое уплотнение вводят в контакт с пробкой, которую помещают во внутреннюю полость заготовки и фиксируют ее, после чего помещают заготовку в пресс-форму и осуществляют обжатие с уменьшением диаметра, по меньшей мере, одного из патрубков относительно диаметра корпуса с образованием сопрягающего участка в виде усеченного конуса, либо кругового кольца, либо на внутренней поверхности заготовки в зоне торцевой поверхности, по меньшей мере, одного из уплотнений, обращенной от пробки, предварительно выполняют кольцевую канавку остроугольного в продольном сечении заготовки профиля и обжатие осуществляют до смыкания сторон упомянутой канавки, обжатие поверхностей, по меньшей мере, еще один раз, при этом перед каждым последующим обжатием заготовку помещают в новую пресс-форму (см. МПК F16K 5/06, F16K 27/06, описание изобретения к патенту Российской Федерации 2193130, опубл. 2002.11.20).

Недостатком известного крана являются его невысокие эксплутационные характеристики, обусловленные тем, что он имеет существенные ограничения по величине рабочего давления из-за линейного контакта между корпусом и патрубками, не обеспечивающим достаточной герметичности соединения. Кроме того конструкция крана затрудняет проведение любых регламентных работ по осмотру и очистке внутренних полостей, требующих демонтажа.

Сам же способ достаточно трудоемок и требует дополнительной оснастки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является шаровой кран с полным открытием и способ его изготовления (см. МПК F16K 5/06, F16K 27/06 описание изобретения к патенту Российской Федерации 2153616, опубл. 2000.07.27).

Известный шаровой кран с полным открытием размещен между двумя патрубками, выполненными в виде труб, концы которых уплотнены с шаром крана, открывающим и закрывающим кран и поворачивающимся вокруг его оси, причем шар крана и концы труб окружены корпусом, выполненным рукавообразным и прикрепленным своими концами к сторонам патрубков так, что он является элементом, скрепляющим детали крана, и на концах труб по их окружности сформирована ступенчатая выступающая часть, содержащая кольцевое уплотнение, а корпус сформирован суженным по концам к своим концам и присоединен к сторонам труб так, что шар крана и ступенчатые концы труб с их уплотнениями размещены внутри пространства, образованного корпусом, при этом кольцевое уплотнение установлено и прикреплено в гильзе трубы, на наружной поверхности которой сформирован выступ для опоры противоположной относительно концов трубы стороны уплотнения или его несущего кольца.

Способ изготовления такого шарового крана заключается в том, что вокруг шара крана и концов труб устанавливают рукавообразный корпус, концы которого прикрепляют к сторонам вставленных в корпус труб в качестве элемента, скрепляющего детали крана, при этом перед прикреплением концов рукавообразного корпуса к сторонам труб проводят стадию формирования на обоих концах труб по их окружности, по существу, ступенчатой выступающей части для последующего размещения в ней кольцевого уплотнения, стадии примыкания концов труб и уплотнений к противоположным сторонам шара крана, а так же стадию сужения концов рукавообразного корпуса для того, чтобы их внутренний диаметр соответствовал наружному диаметру труб.

Шаровой кран с полным открытием и способ его изготовления обладает вышеприведенным недостатками крана по патенту Российской Федерации 2153616. Кроме этого известный способ приводит к перегибу до 90% конусных концов корпуса, что, в свою очередь, приводит к появлению трещин, а значит, к потере герметичности, снижению надежности и долговечности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности шарового крана.

Задача достижения технического результата решается тем, что в шаровом кране с полным открытием, размещенном между двумя патрубками, концы которых уплотнены с шаром крана, снабженного валом, открывающим и закрывающим кран, и поворачивающимся вокруг его оси, причем шар крана и концы патрубков окружены корпусом, прикрепленным своими концами к сторонам патрубков так, что он является элементом, скрепляющим детали крана, при этом на концах патрубков по их окружности сформирована выступающая часть, содержащая подпружиненное кольцевое уплотнение, а корпус присоединен к сторонам патрубков так, что кран шара и ступенчатые концы патрубков с их уплотнениями размещены внутри пространства, образуемого корпусом, на торцевых поверхностях которого выполнены фаски с обратным углом и на одной оси с валом дополнительное отверстие под второй вал, при этом корпус сформирован со сферическими концами, образующими плоскостно-кольцевой контакт с наружными поверхностями патрубков, а дополнительное отверстие выполнено фигурной профильной формы.

Способ изготовления шарового крана в соответствии с изобретением отличается тем, что на торцовых поверхностях корпуса предварительно выполняют фаски с обратным углом и дополнительное отверстие фигурной профильной формы на одной оси с валом, затем фиксируют шар в корпусе двумя валами, а обработку давлением осуществляют по концам корпуса с образованием сферической формы концов корпуса для получения плоскостно-кольцевого контакта между корпусом и патрубками. Способ также предусматривает дополнительное закрепление плоскостнокольцевого контакта между корпусом и патрубками посредствам сварки по их наружной поверхности.

Решение в соответствии с изобретением и по сравнению с известными шаровыми кранами делает конструкцию крана более надежной и обладающей высокими эксплутационными характеристиками за счет повышения герметичности, которая обеспечивается выполнением фасок с обратным углом на торцовых поверхностях корпуса и образованием плоскостно-кольцевого контакта между корпусом и патрубками.

Выполнение второго отверстия и наличие второго вала позволяет осуществить сборку крана методом пакетной сборки, что упрощает обработку давлением и исключает какое-либо смещение элементов крана относительно друг друга. Возможен также вариант дополнительного закрепления плоскостно-кольцевого контакта между корпусом и патрубками посредством сварки по их наружной поверхности, что также улучшает эксплутационные характеристики крана.

Заявленное изобретение поясняется описанием примера шарового крана и его выполнения чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез шарового крана, изготовленного заявленным способом; на фиг.2 – элемент А фиг.1; на фиг.3, 4 – кран в пакетной сборке в момент обработки давлением; на фиг.5 – сварка по наружной поверхности патрубков; на фиг.6 – дополнительное отверстие профильной фигурной формы.

Шаровой кран 1 с полным открытием размещен между патрубками 2 и 3, концы которых уплотнены со сферическим шаром 4 крана 1, снабженного валом 5, который открывает и закрывает кран 1, поворачивающийся вокруг оси 6. Шар 4 и концы патрубков 2 и 3 окружены корпусом 7, являющимся элементом, скрепляющим детали крана 1. На концах патрубков 2 и 3 сформирована выступающая часть 8, содержащая подпружиненное кольцевое уплотнение 9, а на торцевых поверхностях 10 и 11 корпуса 7 выполнены фаски 12 и 13 с обратным углом (например, 40°). На одной оси с валом 5 выполнено дополнительное отверстие 14 под второй вал 15. Корпус 7 сформирован со сферическими концами 16, 17, которые обеспечивают плоскостно-кольцевой контакт корпуса 7 с наружными поверхностями 18 и 19 патрубков 2 и 3. Дополнительное отверстие 14 выполнено фигурной профильной формы для того, чтобы фиксировать рукоятку в положении «открыто» «закрыто».

Шаровой кран с полным открытием изготавливают заявленным способом, при этом изготавливают заготовку корпуса 7 с патрубками 2 и 3, сферический шар 4, валы 5 и 15 и подпружиненное кольцевое уплотнение 9. На концах патрубков 2 и 3 формируют выступающую часть 8, а в корпусе 7 на его торцевых поверхностях 10 и 11 выполняют фаски с обратными углами и на одной оси с валом 5 второе дополнительное отверстие 14. Затем осуществляют сборку крана методом пакетной сборки (см. фиг.2).

Собранный узел крана 1 помещают в пресс-форму 20 и под действием давления формируют на корпусе 7 сферические концы 16 и 17 для получения плоскостно-кольцевого контакта 21 между концами 16 и 17 и патрубками 2 и 3. После извлечения крана 1 из пресс-формы 20, в случае необходимости, по наружной поверхности патрубков 2 и 3 осуществляют сварку.

Шаровой кран с полным открытием работает следующим образом:

В положении «открыто» сферический шар 4 расположен таким образом, что его проходное отверстие совпадает с проходными каналами патрубков 2 и 3 и корпуса 7, в результате чего рабочая среда свободно проходит через кран 1. Поворотом вала 5 на угол 40° сферический шар 4 перемещается таким образом, что он перекрывает путь рабочей среде. Уплотнение 9, плотно взаимодействующее со сферическим шаром 4, предотвращает протечку рабочей среды. Этот эффект усиливается плоскостно-кольцевым контактом корпуса 7 по наружным поверхностям 18 и 19 патрубков 2 и 3.

Изобретение используется в конструкции и способе изготовления шаровых кранов для трубопроводов, транспортирующих жидкости и газы.

Использование изобретения позволит повысить надежность и долговечность работы шарового крана за счет наличия двухопорной схемы установки шаровой пробки, что обеспечивает неизменное положение запорного элемента вдоль направления подачи рабочей среды, при этом не увеличивая габариты и массу конструкции, а также снизить себестоимость его изготовления.

Формула изобретения

1. Шаровой кран с полным открытием между двумя патрубками, концы которых уплотнены с шаром крана, снабженного валом, открывающим и закрывающим кран, и поворачивающимся вокруг его оси, причем шар крана и концы патрубков окружены корпусом, прикрепленным своими концами к сторонам патрубков так, что он является элементом, скрепляющим детали крана, при этом на концах патрубков по их окружности сформирована выступающая часть, содержащая кольцевое уплотнение, а корпус присоединен к сторонам патрубков так, что шар крана и ступенчатые концы патрубков с их уплотнениями размещены внутри пространства, образованного корпусом, отличающийся тем, что на торцевых поверхностях корпуса выполнены фаски с обратным углом и на одной оси с валом дополнительное отверстие под второй вал, при этом корпус сформирован со сферическими концами, образующими плоскостно-кольцевой контакт с наружными поверхностями патрубков.

2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что дополнительное отверстие выполнено фигурной профильной формы.

3. Способ изготовления шарового крана с полным открытием между двумя патрубками, выполненного с уплотнением между концами патрубков и шаром крана с валом, открывающим и закрывающим кран, поворачивающийся вокруг его оси, причем перед установкой корпуса вокруг шара и концами патрубков предварительно формируют на обоих концах последних по их окружности, по существу, ступенчатую выступающую часть для последующего размещения в ней кольцевого уплотнения, затем осуществляют примыкание концов патрубков и уплотнений к противоположным сторонам шара крана, а также стадию сужения концов корпуса давлением, отличающийся тем, что на торцевых поверхностях корпуса предварительно выполняют фаски с обратным углом и дополнительное отверстие на одной оси с валом, затем фиксируют шар в корпусе двумя валами, а обработку давлением осуществляют по концам корпуса с образованием сферической формы концов корпуса для получения плоскостно-кольцевого контакта между концами корпуса и патрубками.

4. Способ изготовления шарового крана по п.3, отличающийся тем, что дополнительное отверстие выполняют фигурной профильной формы.

5. Способ изготовления шарового крана по любому из пп.3 и 4, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное закрепление плоскостно-кольцевого контакта между концами корпуса и патрубками посредством сварки по их наружной поверхности.

РИСУНКИ


PC4A – Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Актан”

(73) Патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “НПО “Севермаш”

Договор № РД0062476 зарегистрирован 26.03.2010

Извещение опубликовано: 10.05.2010 БИ: 13/2010


Categories: BD_2369000-2369999