Кран с двойным шаровым сегментным затвором - RU187965U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, а именно к конструкции запорно-регулирующих устройств, используемых в автоматизированных системах управления потоками жидкостей.

Известны из уровня техники сегментные шаровые краны, которые используются в следующих отраслях промышленности: химическая, лакокрасочная, нефтепереработка и нефтехимия, текстильная, целлюлозно-бумажная, энергетика. Конструкция сегментного шарового крана должна обеспечивать абсолютную герметичность в закрытом положении, низкое гидродинамическое сопротивление в открытом положении, малый крутящий момент для открытия-закрытия, долгий срок службы и высокий уровень ремонтопригодности.

Известен сегментный шаровой кран (патент RU 2621586 «Кран сегментный с рубашкой обогрева», МПК F16K 5/06, опубл. 06.06.2017), содержащий корпус, запорный орган выполнен в виде сегмента, вращающегося в цапфах в опорах верхнего и нижнего подшипников и контактирующего с уплотнительным седлом. Корпус имеет штуцера и каналы для продувки сальника штока, нижнего и верхнего подшипников. Кран также содержит приводное устройство, выполненное в виде редуктора со штурвалом.

Известны сегментные шаровые краны серии Flow-Tek S19 фирмы BRAY Int. (каталог фирмы BRAY стр. 61-63, адрес http://bray.ru/products/series-s19/, дата обращения к странице 16.11.2018 г.), содержащий корпус, седло, шаровой сегмент, вращающийся в цапфах.

Особенностью указанных сегментных шаровых кранов является то, что шар устанавливается и поворачивается в цапфах.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому крану является запорно-регулирующий шаровой кран (патент RU 159493 «Запорно-регулирующий шаровой кран», МПК F16K 5/10, F16K 31/53, опубл. 10.02.2016 г.), содержащий корпус, запирающую поворотную плавающую шаровую пробку, которая центрируется в корпусе крана с помощью двух подпружиненных седел, и регулирующую пробку, встроенную в запирающую и являющуюся поворотным регулирующим элементом, при этом выходной вал привода жестко соединен со шпинделем регулирующей пробки, на который посажен ведущий диск мальтийского механизма, а его ведомое звено - мальтийский крест - соединен со вспомогательным валом, причем передача прерывистого вращения от вспомогательного вала на шпиндель запирающей пробки осуществляется с помощью двух зубчатых колес с одинаковым числом зубьев.

Такому крану, как и любому шаровому, присуще то, что требуются относительно большие моменты для его открытия-закрытия, происходит двойное дросселирование на входе в затвор и выходе из него.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в уменьшении момента, необходимого для открытия-закрытия крана.

Технический результат достигается тем, что кран обеспечивается двойным шаровым сегментным затвором, содержащим запирающую поворотную плавающую пробку, которая центрируется в корпусе крана с помощью двух подпружиненных седел, и регулирующую пробку, встроенную в запирающую и являющуюся поворотным регулирующим элементом. Выходной вал привода жестко соединен со шпинделем регулирующей пробки, на который посажен ведущий диск мальтийского механизма, а его ведомое звено - мальтийский крест - соединен со вспомогательным валом, причем передача прерывистого вращения от вспомогательного вала на шпиндель запирающей пробки осуществляется с помощью двух зубчатых колес с одинаковым числом зубьев. Новым отличительным признаком является то, что запирающая и регулирующая пробки выполнены в виде шаровых сегментов, что способствует уменьшению момента, необходимого для открытия-закрытия крана, поскольку сокращается площадь контакта в паре запорный шар-седло и, следовательно, уменьшается момент трения, препятствующий повороту запорной шар-пробки.

Сущность заявляемого устройства поясняется графическими материалам, где на фиг. 1 представлен кран с двойным шаровым сегментным затвором, разрез в положении «открыто», на фиг. 2 - разрез в положении «минимальный расход», на фиг. 3 - вид сверху на кран, вид А, на фиг. 4 представлены схематически запирающая и плавающая пробки в положении: а) «открыто», б) «минимальный расход», в) «закрыто».

Позициями на фиг. 1 - фиг. 4 обозначены следующие элементы:

1 корпус крана;

2 уплотнительное (фторопластовое) седло;

3 базовое (стальное) седло;

4 тарельчатые пружины;

5 запирающая поворотная плавающая пробка;

6 шпиндель;

7 шпиндель;

8 регулирующая пробка;

9 разрезная втулка;

10 диск мальтийского механизма

11 мальтийский крест;

12 ведущее зубчатое колесо;

13 ведомое зубчатое колесо;

14 вал;

15 цевка мальтийского механизма;

16 фланец.

В корпусе крана 1 на двух седлах 2 и 3, подпружиненных с помощью тарельчатых пружин 4, установлена запирающая плавающая поворотная пробка 5, выполненная в виде шарового сегмента (фиг. 1). В данном конкретном примере исполнения уплотнительное седло 2 выполнено полимерным (фторопласт), а базовое седло 3 - из стали. Поворот запирающей пробки 5 производится шпинделем 6, внутри которого проходит шпиндель 7 регулирующей пробки 8. Регулирующая пробка 8 имеет также конструкцию шарового сегмента. Регулирующая пробка 8 установлена внутри запирающей пробки 5 с возможностью поворота вокруг общей оси внутреннего шпинделя 7 и разрезной втулки 9.

В предлагаемой конструкции крана шпиндели 6 и 7 кинематически связаны с помощью мальтийского 10, 11 и зубчатого 12, 13 механизмов. С выходным валом привода жестко соединен шпиндель 7 регулирующей пробки 8. На шпиндель 7 посажен ведущий диск 10 мальтийского механизма. Ведомое звено этого механизма - мальтийский крест 11 - соединен со вспомогательным валом 14. Передача прерывистого вращения от вала 14 на шпиндель 6 запирающей пробки 5 осуществляется с помощью двух зубчатых колес 12 и 13 с одинаковым числом зубьев. Таким образом, обе пробки 5 и 8 поворачиваются в заданной последовательности от одного привода (на фиг. 1 не показан). Позицией 16 на фиг. 1 и фиг. 2 показан фланец.

В исходном положении «открыто» (фиг. 1, фиг. 4а) крана обе его пробки 5 и 8 открыты, а цевка 15 мальтийского механизма (фиг. 3 вид А) находится в угловом положении «0». При угле поворота шпинделя 6 регулирующей пробки 8 в пределах от 0° до 90° цевка 15 не входит в паз мальтийского креста 11. Крест 11 неподвижен и зафиксирован цилиндрической поверхностью диска 10 (что предотвращает «подхват» - возможность в процессе постоянных перемещений регулирующей пробкой случайно стронуть с места запорную), которая скользит по ответной поверхности креста 11. Выполнение пробок 5 и 8 в виде шаровых сегментов позволяет убрать одно из двух дросселирований и тем самым снизить гидравлическое сопротивление рабочему потоку и повысить пропускную способность крана, а за счет уменьшения площади контакта между седлами 2, 3 и запирающей пробкой 5 - уменьшить мощность привода.

В положении «минимальный расход» (фиг. 2, фиг. 4б) запирающая пробка 5 открыта, а регулирующая пробка 8 находится в положении, в котором она максимально перекрывает поток, т.е. оказывает максимальное гидравлическое сопротивление рабочему потоку. В это время рабочая среда может протекать только по кольцевому зазору между запорной и регулирующей пробками.

При угле поворота 90° (фиг. 3 положение II) регулирующая пробка 8 полностью закрыта (фиг. 4в), а цевка 15 начинает входить в паз мальтийского креста 11. За счет наличия выреза на диске 10 он снимает фиксацию креста 11 от проворота, цевка 15 начинает поворачивать крест 11, вал 14 и зубчатые колеса 12 и 13. Зубчатое колесо 13 поворачивает шпиндель 6 запирающей пробки 5, которая перекрывает поток, поворачиваясь вместе с регулирующей пробкой 8. В положении III кран герметично закрыт.

Таким образом, заявленная конструкция позволяет уменьшить момент, необходимый для открытия-закрытия крана.

Реферат

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, а именно к конструкции запорно-регулирующих устройств, используемых в автоматизированных системах управления потоками жидкостей.Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в уменьшении момента, необходимого для открытия-закрытия крана.Технический результат достигается тем, что кран обеспечивается двойным шаровым сегментным затвором, содержащим запирающую поворотную плавающую пробку, которая центрируется в корпусе крана с помощью двух подпружиненных седел, и регулирующую пробку, встроенную в запирающую и являющуюся поворотным регулирующим элементом. Выходной вал привода жестко соединен со шпинделем регулирующей пробки, на который посажен ведущий диск мальтийского механизма, а его ведомое звено - мальтийский крест - соединен со вспомогательным валом, причем передача прерывистого вращения от вспомогательного вала на шпиндель запирающей пробки осуществляется с помощью двух зубчатых колес с одинаковым числом зубьев. Новым отличительным признаком является то, что запирающая и регулирующая пробки выполнены в виде шаровых сегментов. 4 ил.

Формула