Кран

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-ву1) До олнительное лено 25.09.8 авт., св(22) За ением заявкирисо Гасударственный комете СССР,04.82. Дата опубликования описания 28.04.82Мореплавцев) Авторыизобретени П. Смирнов, Б. Н. Маслов 71) Заявите 54) Изобретение относится к арматуростроению, в частности к запорным шаровым кранам, и может быть использовано в энергетических установках для герметичного перекрытия трубопроводов или шаропроводов, а также в газовой, нефтехимической и др. отрас лях промышленности.Известен шаровой кран, содержащий поворотную пробку и цилиндрическое поступательно перемещаемое вдоль оси при помощи привода седло 1.В нем осуществлена кинематическая схема управления подвижным седлом и поворотной пробкой за счет последовательного действия от одного червячного привода через резьбовую втулку на подвижное герметизированное сильфоном седло, имеющее снару жи два кривошипно-шатунных механизма для поворота пробки, шатуны которых своими круглыми участками фасонных отверстий воздействуют на круглые участки эксцентричных с осью поворотной пробки валов с лысками.Однако в этой конструкции имеют место износ уплотнительной поверхности поворотной пробки и повышенный крутящий момент на.трение при управлении краном, Это выз,2вано тем, что пробка, не имеющая цапф в качестве опор для вращения в корпусе, выполнена плавающей и совершает вращение с трением ее уплотнительной поверхности в гнезде корпуса от сил реакций корпуса на составляющие усилий поворота пробки и усилия от давления проводимой рабочей среды. Кроме того, разрыв в кинематической механической связи пробки с седлом в месте соединения шатунов с кривошипами пробки при закрытии и открытии крана (кроме положения Уплотнено) не исключает дополнительный поворот пробки под действием потока проводимой среды. Это может привести к отказам в управлении поворотом пробки и в уплотнении крана.Наиболее. близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является кран, содержащий корпус, поворотный запорный орган со штоком, подвижное седло, механизм перемещения седла со штоком привода и устройство блокировки поворота запорного органа с перемещением седла 2.Недостатком этого устройства является низкая надежность механизма блокировки поворота тарелки и перемещения седла, выз-,922392 ванная неуправляемостью запорного устройства при воздействии на тарелку потока проводимой среды. Неуправляемость запорного устройства обусловлена разрывом кинематической связи между приводом перемещения седла и приводом поворота пробки и отсутствием фиксации положения тарелки в момент расцепления механической связи рычагов приводов поворота тарелки и перемещения седла; выходом из зацепления эксцентрикового пальца вала механизма перемещения седла с пазом кулачка-кольца, что тоже приводит к нарушению кинематической и механической связи в приводе перемещения седла.Потребность в больших усилиях привода для механизма перемещения седла вызвана необходимостью поворота приводного кольца с трением по поверхности подвижного седла и корпуса для создания необходимых сил уплотнения седла с тарелкой с неизбежными потерями на трение и в клиновых парах: сухари - наклонные пазы седла от сравнительно небольшого эксцентрика приводного вала. Это усугубляется еще и попаданием грязи на трущиеся поверхности из приводимой среды, а также надирами трущихся поверхностей от больших удельных нагрузок.Кроме того, в приводе перемещения седла отсутствует фиксация созданного усилия на седло для уплотнения его с тарелкой, что приводит к ослабеванию усилия и потере герметичности в уплотнении крана.Большой ход седла, обусловленный совместным движением седла с поворотом тарелки, затрудняет применение для герметизации седла в корпусе металлических упругих оболочек (сильфонов). Цель изобретения - повышение надежности крана в целом, в т. ч. улучшение герметичности уплотнения запорным органом при уменьшении усилий на приводе крана,Указанная цель достигается тем, что механизм перемещения седла выполнен в виде подпружиненного ползуна, расположенного телескопически со штоком привода и снабженного двумя стержнями с наклонными пазами, взаимодействующими с пальцами, размещенными на подвижном седле, а устройство блокировки выполнено в виде обхватывающего шток привода перемещения седла поворотного кольца, соединенного штифтом, проходящим через сквозные поперечные пазы штока привода, с подвижным вдоль оси наконечником, закрепленным на штоке запорного органа, и имеющего на наружной поверхности равномерно расположенные про. дольные канавки, и неподвижной втулки с кольцевой канавкой на ее внутренней поверх. ности, причем в ползуне выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шарики, взаимодействующие поочередно с продольными канавками поворотного кольца 4или с кольцевой канавкой неподвижной втулки.На фиг. 1 иЗображен кран, общий вид вразрезе (положение Закрыто); на фиг, 2 разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - раз 5 рез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрезВ - В на фиг, 1; на фиг. 5 - разрез Г - Гна фиг, 2; на фиг, 6 - шаровой кран, общий вид в разрезе (положение Открыто),Кран содержит корпус 1 с входным 2 ивыходным 3 патрубками, крышку 4, поворотный запорный орган в виде сферическойпробки 5 со штоком 6 и гайкой 7 с несамотормозящейся многозаходной трапециальнойрезьбой, резьбовой направляющий наконечник 8, подвижное седло 9, герметизированноесильфоном 10, неподвижное седло 11, закрепленное в корпусной детали 12 с обеспечением зазора с поворотной пробкой 5 и механизм перемещения седла 9 с устройствомблокировки.гоМеханизм перемещения седла 9 выполненв видепружины 13 и ползуна 14, расположенного телескопически со штоком 15, привода16, снабженного двумя стержнями 17 с наклонными пазами 18, взаимодействующими спальцами 19, размещенными на подвижном25 седле 9.Блокирующее устройство поворота пробки 5 с перемещением седла 9 выполнено ввиде обхватывающего шток 15 привода 16поворотного кольца 20 и неподвижной втулки 21. Соединено кольцо 20 штифтом 22,30проходящим через сквозные поперечные пазы 23 штока 15, с подвижным вдоль оси наконечником 24, закрепленным на штоке 6поворотной пробки 5, и имеет на наружнойповерхности равномерно расположенные продольные канавки 25. На внутренней поверхности неподвижной втулки 21 выполненакольцевая канавка 26, а в ползуне 14 выполнены сквозные отверстия 27, в которых установлены четыре шарика 28, взаимодействующие поочередно или с продольными канавка 4 о ми 25 кольца 20 или с кольцевой канавкой26 неподвижной втулки 21,Штифт 22 размещен в двух пазах 23,выполненных в штоке 15 для обеспечения поворота кольца 20 совместно с поворотнойпробкой 5 на 90. Подвижная в направленииоси штока 15 (без поворота) гайка 7 установлена в штоке с зазором Д, равным ходуползуна 14,Кран работает следующим образом.При повороте рукоятки привода 16 (или5 о электропривода на фиг. 1 не показан) наоткрытие шток 15 перемещается вверх безвращения гайки 7 на величину зазора Д.При этом не вращается и кольцо 20, котороечерез шарики 28 поднимает ползун 14 до55канавки 26 втулки 21, сжимая пружину 13.Одновременно с ползуном 14 стержни 17посредством воздействия стенками наклонных пазов 18 на пальцы 19 подвижного седла 9 отводят последнее от поворотной сфери5ческой пробки.5. После выборки зазора Д шарики 28 выталкиваются наклонными стенками канавок 25 кольца 20 в канавки 26 втулки 21 усилием привода штока 15. В этот же момент приходит в контакт торец гайки 7 с торцом резьбового направляющего наконечника 8 штока 15 и дальнейшее движение штока 15 вверх сопровождается поворотом пробки 5, а вместе с ней через наконечник 24 и штифт 22 начнет поворачиваться, кольцо 20, Оно боковыми стенками канавок 25 также способствует выталкиванию шариков 28, а своей цилиндрической поверхностью запирает их в канавке 26 втул. ки 21. Дальнейшее движение штока повернет пробку 5 до совмещения проходного канала в патрубках 2 и 3 корпуса 1 с. проходным отверстием в пробке 5. Кран открыт, Ограничением поворота на 90 служит штифт 22 при упорах его в стенки пазов 23 штока 15.При закрытии крана шток 15 от привода 16 начинает перемещаться вниз без поворачивания пробки 5 в пределах зазора Д выше гайки 7, а затем (после упора верхнего тор- ца гайки 7 в верхний торец расточки штока 15 под гайку 7) и с поворачиванием поворотной пробки 5, наконечника 24 и кольца 20 на угол 90. После поворота на 90 пробки 5 с кольцо 1 20 продольные канавки 25 кольца встанут напротив отверстий с шариками 28 ползуна 14, шарики 28 под действием пружины 13 вытолкнутся наклонными стенками втулки 21 из канавки 26 и заскочат в продольные канавки 25 кольца 20, разблокировав ползун 14 крышки 4. Ползун 14 под действием пружины 3 переместится вниз относительно штока 15 в пределах величины хода, заданной длиной канавок 25 кольца 20. Стержни 17 ползуна 14 своими бо ковыми пазами 18 воздействуют на пальцы 19 седла 9, прижимая его к пробке 5 с необходимым усилием для уплотнения. Кран закрыт.Использование описываемого крана в качестве запорного органа в трубопроводах и шаропроводах атомных энергетических установок по сравнению с известными шаровыми кранами имеет преимущества в том, что 6позволяет повысить надежность крана за счет обеспечения жесткой кинематической связи всех звеньев приводов перемещения седла и поворота пробки с фиксацией крайних положений рабочих органов, кроме того, уменьшение хода седла вследствие примененного раздельного движения его от поворота пробки позволяет применять металлические упругие элементы, герметизирующие седло в корпусе.10Формула изобретенияКран, содержащий. корпус, поворотныйзапорный орган со штоком, подВижное седло, механизм перемещения седла со штокоМпривода и устройство .блокировки поворотазапорного органа с перемещением седла,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, механизм перемещения седла выполнен в виде подпружиненного ползу 20 на, расположенного телескопически со штоком привода и снабженного двумя стержнями с наклонными пазами, взаимодействующими с пальцами, размещенными на подвижном седле, а устройство блокировки выполнено в виде обхватывающего шток привода перемещения седла поворотного кольца,соединенного штифтом, проходящим черезсквозные поперечные пазы штока привода, сподвижным вдоль оси наконечником, закрепленным на штоке запорного органа, иимеющего на наружной поверхности равномерно расположенные продольные канавки,и неподвижной втулки с кольцевой канавкойна ее внутренней поверхности, причем в ползуне выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шарики, взаимодействую 35 щие поочередно с продольными канавкамиповоротного кольца или с кольцевой канавкой неподвижной втулки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР393519, кл, Г. 16 К 5/20, 1971.2. Авторское свидетельство СССР501227, кл. Г 16 К 5/14, 1974 (прототип).922392 г ь А. Биройкас Составит Техред А. Тираж 981 сударственно м изобретен а,Ж - 35, Р тент, г. У ая го к ий и аушс жго род 113 ФилиалРедактор С, ПатрЗаказ 2543/46ВН ИПИ Го по делаМоскв ППП Па юковаКорректор В. СинПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул Проектная 4