Шаровой кран

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 28.12.79 (21) 2859596/25-08 е(23) Приоритет -Гасударственный кемнтет СССР Опубликовано 15,11,81. Бюллетень 43Дата опубликования описания5,11.81по делам нэвбретений и вткрмтийА. П. Майоров, В. М. Нащевков, В. Т. Пайс в,Е. Г, Васильченко и И. Г. Филатов т Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский институт атомногоэнер чесКЬго . машиностроения(54) ШАРОВОВ 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 11.Однако сложная конфигурация золотник 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 12,Однако при таком выполнении устройства также не обеспечивается высокая надежность и герметичность в виду того, что механизм управления расположен вне запор. ного устройства и состоит из большого количества золотников. Цель изобретения - повышение надежности и герметичности.Цель достигается тем, что шпиндельснабжен 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 авййй томатического управления седлами, выполненный в виде трех подпружиненных золотников, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с дренажным от.верстием, а два других - с проходными отверстиями каналов, и толкатель золотника, взаимодействующего с дренажным оэ 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 подвижиовтулки 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 жепри открытом положении затвора, разрез; на фиг. 4 - диаграмма положений элементов крана, определяющих вращение затвора.В корпусе 1 с патрубками 2 и 3 и крышкой 4 установлены подвижные в осевом направлении седла 5 и шаровой затвор 6, фиксируемый в корпусе 1 неподвижной перегородкой 7 и подшипникамн скольжения 8, и шпиндель 9. На шпинделе 9 установлены кулачок 10, управляющий дренажным клапаном 11, и подвижная втулка 12 с торцовыми шлицами 13, взаимодействующими со шлицами 14 затвора 6 при передаче крутящего момента. В верхней части затвора б 5 1 О 15 20 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- зо ром посредством винтовой передачи. Для согласования времени срабатывания золотни. ка 17 и Ьтулки 12 на боковой поверхности последней выполнены управля 1 ощне выступы 25, вэаимодейству 1 ощие с пазами 26 иа35 торцовой поверхности неподвижной перегородки . 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 4 о перепада между давлением в патрубках и давлением над затвором, равным давлению в дренажной системе. При этом положении шпинделя 9 клапан 11 открыт кулачком 1 О, Давление в полости 15 равно давлению во входном патрубке (в патрубке высокого45 давления). Золотник 17 герметично закрыт , под действием перепада давлений. К седлам 5 приложено усилие, обеспечивающее герметичность затвора б.Кран открывается в два этапа: поворот 5 О шпинделя 9 на 90 и поворот на 180. При повороте шпинделя 9 на 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 шли. цами4, При вращении шпинделя толка. тель 24 по винтовой нарезке опускается и открывает золотник 17, соединяя полость5 с полостью над затвором 6, открывается золотник 18 или 19 в зависимости от того, в каком патрубке большее давлен 11 е, Перепад давлений на седлах 5 выравнивается, усилие прижатия седла к затвору б 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 2 входят в зацепление со шлицами 4.затвора б. Начинается вращение затвора б.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, Золотник 17 открыт. Золотники 18 и 19 находятся в нейтральном положении. Клапан 1. 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 1. 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 герметичности шаровогб крана.Формула изобретения1. 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, отличави 1 ийся тем, что, с целью повышения надежности и герметичности, шпиндель снаб. жен подвижной в осевом направлении втулкой, установленной с возмокостью 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 возможностьювзаимодействия с дренажным отверстием, а. два других - с проходнымиотверстиями каналов, н толкатель золотника, взаимодей.- ствующего с дренажным отверстием, выполненный в видеходовой гайки, установленной на конус шпинделя с возможностью осевого перемещения вдоль шпинделя и взаимодействия с затвором посредством винтового соединения,2. Кран по и. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности подвижной втулки выполнены управляющие выступы, а в корпусе - пазы, взаимодействующие с указан.ными выступами. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США390474, кл. 251 -159, опублнк. 1975.2. Авторское свидетельство СССРко , Техред Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобретен 113035, Москве, Ж - 3 о илиал ППП Патентэ, г, едактор Ю. Петруиаказ 9916/58 ваятель Г. ИвановА. Бойкас Коррек009 Поданкого комитета СССРнй н от каытн 1Раувскан наб., д. 41 бжгород, ул. Проектнан