Кран

Кран

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()922392

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт., свид-ву — (22) Заявлено 25.09.80 (21) 2983760/25-08 (51) М. Кл.

F 16 К 5/20

F 16 К 31/44 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееударстееллмй кемлтет (53) УДК 621.646 (088.8 ) llo JgllIN лзоеретелий. и еткрмтий

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 28.04.82 ! 1

4 1

Н. П. Смирнов, Б. Н. Маслов и Г. ф Мореплавцев

" C.В с

1

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54). КР АН

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. отраслях 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 снаружи 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,2 вано 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

s 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.

1s 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 продольные канавки, и неподвижной втулки с кольцевой канавкой на ее внутренней поверхности, причем в ползуне выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шарики, взаимодействующие поочередно с продольными канавками поворотного кольца

4 или с кольцевой канавкой неподвижной втулки.

На фиг. 1 изображен кран, общий вид в разрезе (положение «Закрыто»); на фиг. 2разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — раз5 рез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез à — Г на фиг. 2; на фиг. 6 — шаровой кран, общий вид в разрезе (положение «Открыто»).

Кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, крышку 4, поворотный запорный орган в виде сферической пробки 5 со штоком 6 и гайкой 7 с несамотормозящейся многозаходной трапециальной резьбой, резьбовой направляющий наконечник 8, подвижное седло 9, герметизированное сильфоном 10, неподвижное седло 11, закрепленное в корпусной детали 12 с обеспечением зазора с поворотной пробкой 5 и механизм перемещения седла 9 с устройством блокировки. го

Механизм перемещения седла 9 выполнен в виде пружины 13 и ползуна 14, расположенного телескопически со штоком 15, привода

16, снабженного двумя стержнями 17 с наклонными пазами 18, взаимодействующими с пальцами 19, размещенными на подвижном седле 9.

Блокирующее устройство поворота пробки 5 с перемещением седла 9 выполнено в виде обхватывающего шток 15 привода 16 поворотного кольца 20 и неподвижной втулки 21. Соединено кольцо 20 штифтом 22, зо проходящим через сквозные поперечные пазы 23 штока 15, с подвижным вдоль оси наконечником 24, закрепленным на штоке 6 поворотной пробки 5, и имеет на наружной поверхности равномерно расположенные продольные канавки 25. На внутренней поверхности неподвижной втулки 21 выполнена кольцевая канавка 26, а в ползуне 14 выполнены сквозные отверстия 27, в которых установлены четыре шарика 28, взаимодействующие поочередно или с продольными канавка4о ми 25 кольца 20 или с кольцевой канавкой

26 неподвижной втулки 21.

Штифт 22 размещен в двух пазах 23, выполненных в штоке 15 для обеспечения поворота кольца 20 совместно с поворотной пробкой 5 на 90 . Подвижная в направлении оси штока 15 (без поворота) гайка 7 установлена в штоке с зазором Д, равным ходу ползуна 14.

Кран работает следующим образом.

При повороте рукоятки привода 16 (или

5о электропривода на фиг. 1 не показан) на открытие шток 15 перемещается вверх без вращения гайки 7 на величину зазора Д.

При этом не вращается и кольцо 20, которое через шарики 28 поднимает ползун 14 до

55. канавки 26 втулки 21, сжимая пружину 13.

Одновременно с ползуном 14 стержни 17 посредством воздействия стенками наклонных пазов 18 на пальцы 19 подвижного седла 9 отводят последнее от поворотной сфери

922392

5 ческой 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 по-. воротом 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 втулки 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 кольцом 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

6 позволяет 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.

Формула изобретения

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, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, механизм перемещения седла выполнен в виде подпружиненного ползу20 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 через сквозные поперечные пазы штока привода, с подвижным вдоль оси наконечником, закрепленным на штоке запорного органа, и имеющего на наружной поверхности равномерно расположенные продольные канавки, и неподвижной втулки с кольцевой канавкой на ее внутренней поверхности, причем в ползуне выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шарики, взаимодействую3s щие поочередно с продольными канавками поворотного кольца или с кольцевой канавкой неподвижной втулки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..- Авторское свидетельство СССР № 393519, кл. F. 16 К 5/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 501227, кл. F 16 К 5/14, 1974 (прототип).

922392

27

Составитель А. Бирюкова

Редактор С. Патрушева. Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 2543/46 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4