Патент на изобретение №2165555

(54) ШАРОВОЙ КРАН (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для перекрытия потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности. Шаровой кран по первому варианту содержит корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, рукоятку и ограничитель поворота шаровой пробки в виде двух упоров, размещенных в пределах сектора 90°. Ограничитель поворота снабжен двумя дополнительными упорами и закрепленным на рукоятке фиксатором для зацепления с упорами. Дополнительные упоры размещены симметрично по диаметру с двумя основными упорами с обеспечением дискретной фиксации шаровой пробки через 90° в пределах ее полного оборота. Шаровой кран по второму варианту содержит корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель и привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90° в виде рейки и установленного на шпинделе приводного зубчатого колеса. Привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки снабжен промежуточным зубчатым колесом. Приводное зубчатое колесо установлено с возможностью взаимодействия с рейкой либо непосредственно с ней, либо через промежуточное зубчатое колесо. Изобретение позволяет увеличить число циклов герметичного перекрытия шарового затвора в условиях изнашивания при трении и абразивной эрозии. 2 с.з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области арматуростроения и может быть использована в газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности.

Известна конструкция шарового крана с ручным управлением, содержащая корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также рукоятку и ограничитель поворота шаровой пробки в пределах сектора 90^o (См.: Краны шаровые с ручным управлением. Рекламный проспект АО “Алексинский завод Тяжпромарматура”).

Недостаток известной конструкции заключается в том, что шаровая пробка крана совершает рабочий ход в пределах одного и того же сектора 90^o, что приводит к износу только этой части пробки и сокращению ее долговечности.

Также известен шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, с обеих сторон снабженной сменными кольцевыми элементами из керамического материала, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также рукоятку и ограничитель поворота шаровой пробки в пределах сектора 90^o (См.: Патент RU N 2002151, кл. F 16 K 3/02, 1992).

Недостаток известной конструкции заключается в том, что шаровая пробка крана совершает рабочий ход в пределах одного и того же сектора 90^o, что приводит к износу только этой части пробки и к сокращению долговечности защитных керамических элементов.

Известна конструкция шарового крана, шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также силовой привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90^o в виде гидравлических плунжеров и рычага с ползунами (Борщенко Л. И. Слесарь по ремонту запорных кранов на магистральных газопроводах и газовых промыслах. М., Недра, 1983, с. 160).

Недостаток известной конструкции заключается в том, что шаровая пробка крана совершает рабочий ход в пределах одного и того же сектора 90^o, ограниченный возвратно-вращательным движением привода, что приводит к локальному износу шаровой пробки и сокращению ее долговечности.

Также известен шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90^o в виде рейки и установленного на шпинделе приводного зубчатого колеса (Паспорт Па 2.954.041 ПС. Устройство дистанционно управляемое запорное. Краснодарское НПО “Промавтоматика”).

Недостаток известной конструкции шарового крана состоит в том, что привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки ограничивает рабочий ход пробки в пределах одного и того же сектора 90^oC, где и наблюдается износ шаровой пробки и нарушение герметичности запорного узла крана.

Задачей изобретений является повышение долговечности шаровой пробки крана за счет обеспечения дискретной фиксации шаровой пробки через 90^o в пределах ее полного оборота, т.е. включения в работу всех участков сферической поверхности пробки, которые могут участвовать в герметизации шарового затвора крана.

Поставленная задача достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также рукоятку и ограничитель поворота шаровой пробки в виде двух упоров, размещенных в пределах сектора 90^o, ограничитель поворота снабжен двумя дополнительными упорами, размещенными симметрично по диаметру с двумя основными упорами, с обеспечением дискретной фиксации шаровой пробки через 90^o в пределах ее полного оборота, и закрепленным на рукоятке фиксатором для зацепления с упорами.

Согласно второму варианту изобретения поставленная задача достигается тем, что в шаровом кране, содержащем корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90^o в виде рейки и установленного на шпинделе приводного зубчатого колеса, привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки снабжен промежуточным зубчатым колесом, причем приводное зубчатое колесо установлено с возможностью взаимодействия с рейкой либо непосредственно с ней, либо через промежуточное зубчатое колесо.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа однообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, заявка относится к объектам одного вида, одинакового назначения – шаровой кран, с получением одного и того же технического результата – повышения долговечности шарового затвора крана.

Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан шаровой кран по первому варианту, на фиг. 2 – шаровой кран по второму варианту.

По первому варианту в корпусе 1 шарового крана (фиг. 1) с соосными входным 2 и выходным 3 патрубками между неподвижными седлами 4 расположен подвижный запирающий элемент в виде шаровой пробки 5. Шаровая пробка 5 через шпиндель 6 сопряжена с рукояткой 7. На корпусе 1 размещены симметрично по диаметру относительно оси патрубков 2, 3 упоры 8, 9 ограничителя поворота шаровой пробки. На рукоятке 7 закреплен фиксатор 10 для зацепления с упорами 8, 9 в пределах полного оборота шаровой пробки 5 через 90^o.

По второму варианту в корпусе 1 шарового крана (фиг. 2) с соосными входным 2 и выходным 3 патрубками между неподвижными седлами 4 расположен подвижный запирающий элемент в виде шаровой пробки 5. Шаровая пробка 5 через шпиндель 6 сопряжена с приводом 7 возвратно-вращательного движения шаровой пробки в виде рейки 8, приводного зубчатого колеса 9 и промежуточного зубчатого колеса 10.

Шаровой кран по первому варианту работает следующим образом. В режиме закрытия затвора фиксатор 10 на рукоятке 7 выводится из зацепления с упором 8 ограничителя поворота шаровой пробки, рукояткой 7 через шпиндель 6 совершается поворот шаровой пробки 5 на 90^o и фиксатор 10 вводится в зацепление с упором 9 ограничителя поворота шаровой пробки, обеспечивая положение “закрыто” шаровой пробки. В пределах полного оборота шаровой пробки зацепление фиксатора 10 ограничителя поворота с одним из упоров 8 соответствует положению “открыто” шаровой пробки, а с одним из упоров 9 – положению “закрыто”.

По второму варианту шарового крана в режиме закрытия затвора перемещение рейки 8 привода 7 через приводное зубчатое колесо 9 и шпиндель 6 приводит к повороту шаровой пробки 5 на 90^o. В конце перемещения рейка 8 выходит из зацепления с приводным зубчатым колесом 9 и входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 10, которое находится в зацеплении с приводным зубчатым колесом 9. В таком зацеплении обратное перемещение рейки 8 приводит к повороту шаровой пробки 5 на 90^o в том же направлении, что и при первоначальном повороте. В конце данного перемещения рейка 8 входит в исходное зацепление с приводным зубчатым колесом 9. После этого цикл повторяется.

Технический результат данных решений состоит в повышении долговечности шаровой пробки, крана за счет обеспечения дискретной фиксации шаровой пробки через 90^o в пределах ее полного оборота. Таким образом достигается включение в работу всех участков сферической поверхности пробки, которые могут участвовать в герметизации шарового затвора крана. Это приводит к исключению локального (в пределах одного и того же сектора рабочего поворота шаровой пробки на 90^o) износа шаровой пробки и к равномерному распределению износа, включая зону защемления потока, по всей рабочей сферической поверхности шаровой пробки, что и позволяет увеличить число циклов герметичного перекрытия затвора в условиях изнашивания при трении и абразивной эрозии.

Формула изобретения

1. Шаровой кран, содержащий корпус с соосными входным и выходным патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также рукоятку и ограничитель поворота шаровой пробки в виде двух упоров, размещенных в пределах сектора 90^o, отличающийся тем, что ограничитель поворота снабжен двумя дополнительными упорами, размещенными симметрично по диаметру с двумя основными упорами, с обеспечением дискретной фиксации шаровой пробки через 90^o в пределах ее полного оборота и закрепленным на рукоятке фиксатором для зацепления с упорами.

2. Шаровой кран, содержащий корпус с соосными входными и выходными патрубками, седла с размещенной между ними шаровой поворотной пробкой, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, а также привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки в пределах сектора 90^o в виде рейки и установленного на шпинделе приводного зубчатого колеса, отличающийся тем, что привод возвратно-вращательного движения шаровой пробки снабжен промежуточным зубчатым колесом, причем приводное зубчатое колесо установлено с возможностью взаимодействия с рейкой либо непосредственно с ней, либо через промежуточное зубчатое колесо.

РИСУНКИ