Пробковый кран

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Зад Р 16 К 5 ИЗО ЕН ЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ кл 19 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) А. Э. Юницкий, А. А. Львов, М.Ф. Крав. ченко, П. А. удаи, В. Н. Луцко, В. А. Аввакумов, Ю. А. й 1 иринкин и А. С. Неверов (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР(56) 1, Авторское свидетельство СССР ФР 494554,. Р 16 К 5/16, 1970.2. Патент ФРГ Ие 1176944, кл. 47 9, 2264 (прототип). ЯОш 060852А(54) (57) ПРОБКОВЫЙ КРАН, содержащийкорпус с проходными отверстиями, пробкуи уплотнительную втулку, установченнуй между пробкой и корпусом и закрепленную впоследнем, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения надежности и долговечности, н внутренней и наружной поверхностях втулки выполнены кольцевые канав.ки с острыми кромками, расположенные коаксиально прохолным отверстиям.1060852 2. Пробковый кран по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кольцевые канавки, расположенные на наружной поверхности втулки, размещены в сере. дине промежутка между кольцевымиканавками на внутренней поверхности втулки. 1Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быль применено в нефтедо. бывающей, нефтеперерабатывающей и химичес. кой промышленности, Одним из наиболее прос. тых, быстродействующих и надежных видов запорной арматуры является пробковый крзн.Известны стзльные пробковые краны, в которых герметизация и антикоррозиционная защита осуществляется при помощи покрытия трущихся поверхностей пробки и корпуса слоями эластичного материала, скрепленными с поверхностями корпуса и пробки на отдель. ных участках., Свободные участки слоев обра. зуют замкнутые полости, связанные каналами, выполненными ь теле корпуса и пробки, с внешним источником избыточного давления газа. Хорошая коррозионная защита рабочих поверхностей и их взаимозаменяемость - от. личительная особенность кранов этого типа 11., Однако при рабочих давлениях до 20 атм может происходить разгерметизация крана из-за отслаивания эластичного материала по пробке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к иэобрете. нию является пробковый кран, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в послед нем 21. Уплотнительная втулка выполнена из эластичного тифлона, что обеспечивает полную нерзвномерность при предельных перепадах тем.пературы и давления (от полного вакуума до высокого давления) не только и положении "Открыто", но и в положении "Закрыто", ис ключает внутренний контакт пробки с корпу.сом и возможность коррозии, уменьшает тре. ние рабочих поверхностей, не требует дорогой смазки и обслуживания, способствует вза, имозаменяемости сопряжений. 3, Пробковый кран по п. 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что на внутренней поверхности втулки в промежутках между коль. цевыми канавками выполнены ячейки.4. Пробковый кран по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в кольцевых канавках выполнены поперечные перемычки. 2Однако при рабочих давлениях порядка100 - 120 атм в положении крана "Закрыто"пробка односторонне деформирует тифлоновуювтулку, что приводит к смещению пробки относительно корпуса и появлению с напорной.стороны зазора между втулкой и пробкой.Это снижает надежность работы крана из-эанеобходимости дополнительного поджатия пробки и связанного с этим увеличением износа 10 трущихся поверхностей, повышения требуемыхусилий проворота пробки и возникновенияопасности заклинивания, В свою очередь, повы.шенный износ снижает долговечность крана и. исключает возможность егоустановки в вько конапорных ответственных трубопроводныхсистемах. Цель изобретения - повышение надежностии долговечности крана.Поставленная цель достигается тем, что в,пробковом кране, содержащем корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнитель-ную втулку, установленную между пробкойи корпусом и закрепленную в последнем, на .внутренней и наружной поверхностях втулкивыполнены кольцевые канавки с острымикромками, расположенные коаксизльно проходным отверстиям.Кольцевые канавки, расположенные на наруж. ной поверхности втулки, размещены в.середине 30 прэмежутка между кольцевыми кзнавкайи навнутренней поверхности втулки,На внутренней поверхности втулки в проме.жутках между кольцевыми канавками выполнены ячейки.:35 В кольцевых канавках выполнены поперечныеперемычки.На фиг, 1 изображен пробковый кран; нафиг. 2 - сечение А - А на фиг, 1; на фиг, 3 -"Закрыто" канавки 10, охватывающие отвер.стия 2 и 3 будут заполнены рабочей средой,находящейся под давлением, при этом давление и них будет уменьшаться по мере увеличе.ния диаметра канавок (удаления от проходныхотверстий). Следовательно, канавки 10 образуютлабиринтное уплотнение с плавным уменьшением давлениячто обеспечивает наибольшую гер.метизирующую способность, Если величина дотжима пробки вправо под действием рабочего давления превысит величину компенсирующе.го отгиба кромок 11 канавок 10 части 8, точерез образовавшийся зазор, рабочая среда иэотверстий 2 попадает в первую канавку 10, давление в нем повышается и вторая пь ходукромка канавки поджимаетсй к пробке 4, ис.ключая дальнейшее продвижение среды, Приувеличении рабочего давления аналогично будетпроисходить герметизация по канавкам 10больших диаметров. Благодаря тому, что каждая канавка охватывает проходное отверстие 2,происходит локзлизация зоны потери герметичности (эта зона ограничена канавкой). Для эффективной работы острых кромок 11 угол Ыдолжен находиться в пределах 10-75. ПовреЖ.дение илн износ втулки, дефекты рабочей поверхности корпуса 1 могут привести 1 с попа.данию рабочей жидкости между втулкой 7 икорпусом 1. В этом случае деформируются ост.рые кромки 13 канавок 12 и обеспечивают герметизацию по корпусу 1. Полнзя герметизациясопряжений пробкового крана позволяет умень.шить требования к уплотнительным элементам16, тем самым появляется возможность упрощения конструкции предлагаемого крзна. Плавное уменьшение давления в кольцевых канавках,по мере увеличения их диаметра. уменьшает ве.роятность разгерметизации уплотнительной системы и повышает надежность работы крана. 35При повороте пробки 4, обеспечиваемом устройством 14, рабочая среда, оставшаяся в проходном канале 5, заполняет ячейки 17 внутренней поверхности разрезной втулки 7 и способ. ствует лучшему провороту пробки 4. В поло О женин "Закрыто" рабочее давление жидкости воздействует на пробку со стороны отверстия 2 и деформирует (сжимает) стенку втулки с противоположной стороны. Поэтому со стороны проходного отверстия 2 обрззуется зазор меж ду пробкой 4 и втулкой 7, который способствовал бы разгерметизации сопряжения не будь кольцевых канавок 10. В процессе поворота.пробка в положение "Закрыто" канавки последовательно заполняются рабочей средой. Прй за полнении. канавок мзлого диаметра дзвление в них будет равно давлению в лроходиом отверстии 2 (для части 8 втулки) и давлению в от- верстии 3 (для части 9 втулки), пока отверстие 5 соединено с указанными отверстиями. При дальнейшем повороте пробки рабочзя среда частично выносится канавками 10 и ячейками 17 из отверстия 5, поэтому давление в нем постепенно падает. Таким образом, в положении Пробковый кран содержит корпус 1 с проходными отверстиями 2 (с напорной сто. роны) и. 3, пробку 4 с проходным отверстием 5, установленную между пробкой 4 и корпу. сом 1 и закрепленную в последней с помощью 5 буртов 6 полимерную уплотнительную втулку 7. Втулка состоит из двух одинаковых частей 8 и 9, по внутренним поверхностям которых выполнены коаксиальные проходному отверстию кольцевые канавки 10 с острыми кромками 1011, а по наружной поверхности - коаксиаль.:, ные канавки 12 с острыми кромками 13, находящиеся в средине промежутков между канав ками 10. Кран имеет поворотное устройство14 пробки 4, подвижное устройство 15 с уп 15 лотнительным элементом 16. На внутренней поверхности частей 8 и 9 втулки 7 имеются ячейки 17, а коаксиальные концентрические , канавки 10 имеют перемычки 18. Острыекромки 11 и 13 имеют угол сь, находящий ся в пределах от 10 до 75.Пробковый кран работает следующим об.рззомвПри положении крана Открыто проходныеотверстия 2 и 3 совмещаются с отверстием 5 25пробки 4 и рабочая среда беспрепятственно протекает через кран. Воздействие давления рабочей жидкости на сопряГземые поверхности минимальное, так как в этом случае рабочее дав.ление жидкости разлагается на динамическое .истатическое, поэтому поджима, обеспечиваемо.го устройством 15 пробки 4 к внутренней поверхности втулки 7, достаточно дпя герметизации сопряженных поверхностей. Односторонняя деформация втулки в крзне нри высоком давлении компенсируется деформацией в обратном направлении острых кромок (выполняющих роль унлотнительных манжет) канавок рабочим давлением, что приводит к уплотнению пробки в положении крана как "За. крыто", так и "Открыто".Кольцевые канавки, выполненные по наруя- ной поверхности втулки, герметизируют ее по корпусув случаях износа втулки, дефектов об. работки корйуса и повреждения втулки, возможного из-за попадания между сопряженными поверхностями твердых включений из транспор. тируемой среды.Дпя уменьшения сил трения, возникающих при повороте пробки, втулка по внутренней поверх. ности выполнена ячеистой. Рабочая среда, попав в замкнутьщ объем (ячейку), выполняет роль смазки, а ячейки являются сборником тверских вклвяений и микрочастнц, получаемых от трения сопряженных поверхностей, Ячейки можно заполнить смазкой.Выполнение канавок коаксиально проходным , отверстиям по наружной и внутренней поверх ности у целой втулки трудоемко и не всегда возможно (втулки малых типоразмеров), поэтому предлагается выполнять втулку раз резной (из двух частей), которые легко могут быть изготовлены и легко заменены присборке и разборке крана. Технико-экономическая эффективность изобретения позволяет расширить диапазон приме. нения пробковых кранов, повысить их падеж. ность, упростить конструкцию и улучшить экс. плуатационные характеристикй 1А;вниип филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Риа Заказ 1000 1060852 иг Тираж 25 Годписн