Пробковый кран

Пробковый кран

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПГОБКОВЫЙ КРАН, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку к учлотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в последнем, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и долговечности , на внутренней и наружной поверхностях втулки выполнены кольцевые канав kit с острьпъш кромками, расположенные ко: .аксиальио проходаьпм отверстиям. (О С сл 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯПАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3 0 F 16 K 5/16

О"

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3400151/25-08 (22) 26.02.82 (46) 15.12.83. Бюл. У 46 (72) A. Э. Юницкий, А. А, Львов, М. Ф. Кравченко, П. А. (удаи, В. Н. Луцко, В. А. Аввакумов, Ю. А. й1иринкин и А. С. Неверов (71) Институт механики металлополимерных систем AH БССР (53) 621,646 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР N 494554, кл. F 16 К 5/16, 1970. .

2. Патент ФРГ И 1176944, кл. 47 g, 22/01, 1964 (прототип).

„.,Я0„„060852 A (54)(57) ПРОБКОВЫЙ КРАН, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установченнуй между пробкой и корпусом и закрепленную в последнем, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и долговечности, н» внутренней и наружной поверхностях втулки выполнены кольцевые канавки с острыми кромками, расположенные коаксиально прохолным отверстиям.

1060852

2. Пробковый кран по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что кольцевые канавки, расположенные на наружной поверхности втулки, размещены в сере. дине промежутка между кольцевыми канавками на внутренней поверхности втулки.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быль применено в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Одним из наиболее простых, быстродействующих и надежных видов запорной арматуры является пробковый - кран.

Известны стальные 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 отдельных участках.. Свободные участки слоев образуют замкнутые полости, связанные каналами, выполненными ь теле корпуса и пробки, с внешним источником избыточного давления газа. Хорошая коррозионная защита рабочих поверхностей и их взаимозаменяемость — отличительная особенность кранов этого типа (1). . 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 изобретению является пробковый кран, содержащий корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в послед нем (2).

Уплотнительная втулка выполнена из эластичного тифлона, что обеспечивает полную неравномерность при предельных перепадах температуры и давления (от полного вакуума до высокого давления) не только и положении

"Открыто", но и в положений "Закрыто", ис. ключает внутренний контакт пробки с корпусом и возможность коррозии, уменьшает трение рабочих поверхностей, не требует дорогой смазки и обслуживания, способствует вза, имозаменяемости сопряжений.

3, Пробковый кран по п. 2, о т л и ч а) ю шийся тем, что на внутренней поверхности втулки в промежутках между кольцевыми канавками выполнены ячейки.

4. Пробковый кран по пп. 1 — 3, о т л ич а ю шийся тем, что в кольцевых канавках выполнены поперечные перемычки.

Однако при рабочих давлениях порядка

100 — 120 атм в положении крана "Закрыто" пробка односторонне деформирует тифлоновую втулку, что приводит к смещению пробки относительно корпуса и появлению с напорной .стороны зазора между втулкой и пробкой.

Это снижает надежность работы крана из-эа необходимости дополнительного поджатия пробки и связанного с этим увеличением износа

10 трущихся поверхностей, повышения требуемых усилий проворота пробки и возникновения опасности заклинивания. В свою очередь, повышенный износ снижает долговечность крана и, исключает возможность егоустановки в вько 5 конапорных ответственных трубопроводных системах.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности крана.

Поставленная цель достигается тем, что в ,пробковом кране, содержащем корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительную втулку, установленную между пробкой и корпусом и закрепленную в последнем, на . внутренней и наружной поверхностях втулки выполнены кольцевые канавки с острвпки кромками, расположенные коаксиально проходным отверстиям.

Кольцевые канавки, расположенные на наруж. ной поверхности втулки, размещены в.середине

30 рмеутка между ко цев и K8HBBKIMH HR внутренней nosepxaocra втулки.

На внутренней поверхности втулки в промежутках между кольцевыми канавками выполнены ячейки.

35 В кольцевых канавках выполнены поперечные перемычки.

На фиг. 1 изображен пробковый кран; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3— .конструкция разрезной втулки с канавками

40 .по наружной и внутренней поверхностям; на фиг. 4 — узел I на фиг. 3; на фиг. 5 — вид

В на фиг. 4; на фиг. 6 — вариант выполнения узла I (беэ ячеек).

1060852 4

Пробковый кран содержит корпус 1 с проходными отверстиями 2 (с напорной стороны) и. 3, пробку 4 с проходным отверстием

5, установленную между пробкой 4 и корпусом 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

11, а по наружной поверхности — коаксиаль- :, ные канавки 12 с острыми кромками 13, находящиеся в средине промежутков между канав ками 10. Кран имеет поворотное устройство

14 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. Острые кромки 11 и 13 имеют угол сь, находящий- 20 ся в пределах от 10 до 75 .

Пробковый кран работает следующим образом.

При положении крана Открыто* проходные отверстия 2 и 3 совмещаются с отверстием 5 25 пробки 4 и рабочая среда беспрепятственно протекает через кран. Воздействие давления рабочей жидкости на сопряГаемые поверхности минимальное, так как в этом случае рабочее давление жидкости разлагается на динамическое .и 30 статическое, поэтому поджима, обеспечиваемого устройством 15 пробки 4 к внутренней поверхности втулки 7, достаточно дпя герметизации сопряженных поверхностей.

При 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- 4О 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 образуется зазор меж- 45 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 mroaasro cs р б ей рдой. Прй sa-50 полнении. канавок малого диаметра давление вних будет равно давлению в лроходиом отверстии 2 (для части 8 втулки) и давлению в отверстии 3 (для части 9 втулки), пока отверстие

5 соединено с указанными отверстиями. При дальнейшем повороте пробки рабочая среда. частично выносится канавками 10 и ячейками

17 из отверстия 5, поэтому давление в нем постепенно падает. Таким образом, в положении

"Закрыто" канавки 10, охватывающие отверстия 2 и 3 будут заполнены рабочей средой, находящейся под давлением, при этом давление и них будет уменьшаться по мере увеличения диаметра канавок (удаления от проходных отверстий). Следовательно, канавки 10 образуют лабиринтное уплотнение с плавным уменьшением давления„что обеспечивает наибольшую гер метизирующую способность. Если величина д отжима пробки вправо под действием рабочего давления превысит величину компенсирующего отгиба кромок 11 канавок 10 части 8, то через образовавшийся зазор. рабочая среда иэ отверстий 2 попадает в первую канавку 10, давление в нем повышается и вторая пь ходу кромка канавки поджимаетсй к пробке 4, исключая дальнейшее продвижение среды, При увеличении рабочего давления аналогично будет происходить герметизация по канавкам 10 больших диаметров. Благодаря тому, что каждая канавка охватывает проходное отверстие 2, происхощп локализация зоны потери герметичности (эта зона ограничена канавкой). Для эффективной работы острых кромок 11 угол Ы должен находиться в пределах 10 -75 . ПовреЖдение или износ втулки, дефекты рабочей поверхности корпуса 1 могут привести 1с попаданию рабочей жидкости между втулкой 7 и корпусом 1. В этом случае деформируются острые кромки 13 канавок 12 и обеспечивают герметизацию по корпусу 1. Полная герметизация сопряжений пробкового крана позволяет уменьшить требования к уплотнительным элементам

16, тем самым появляется возможность упрощения конструкции предлагаемого крана. Плавное уменьшение давления в кольцевых канавках, по мере увеличения их диаметра. уменьшает вероятность разгерметизации уплотнительной системы и повышает надежность работы крана.

Односторонняя деформация втулки в кране 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 "Закрыто", так и "Открыто".

Кольцевые канавки, выполненные по aapymной поверхности втулки, герметизируют ее по корпусу..в случаях износа втулки, дефектов обработки корйуса и повреждения втулки, возможного из-за попадания между сопряженными поверхностями твердых включений из транспортируемой среды.

Дпя уменьшения can трения, возникающих при повороте пробки, втулка по внутренней поверхности выполнена ячеистой. Рабочая среда, попав в замкнутьй объем (ячейку), выполняет роль смазки, а ячейки являются сборником тверях вклвяений и микрочастиц, получаемых от тре1060852 ния 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 разрезной (из двух частей), которые легко могут быть изготовлены и легко заменены при сборке и разборке крана.

Технико-экономическая эффективность изобретения позволяет расширить диапазон применения пробковых кранов, повысить их надежность, упростить конструкцию и улучшить эксплуатационные характеристикй

A-A

1060852 фигЗ

ЮиРЕ

Дийти

; ВНИИПИ Заказ 10002/37:Тираж 925 Год исное

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул, Проектная,4