×
27.02.2013
216.012.2bd2

ШАРОВОЙ КРАН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования на магистральных нефтепроводах, газопроводах, на предприятиях энергетического комплекса, нефтеперерабатывающей химической промышленности. Шаровой кран содержит корпус с двумя седлами, образующими клиновое гнездо запорного органа, выполненного в виде поворотной шаровой пробки плавающего типа со сквозным отверстием для прохода среды, уплотнительные кольца и шток, соединенный с шаровой пробкой и приводом поворота пробки. Кран дополнительно снабжен корзиной, установленной в корпусе, и приводом подъема запорного органа. Шаровая пробка и уплотнительные кольца размещены в полости корзины. Корзина соединена со штоком, взаимодействующим с приводом подъема запорного органа, обеспечивающим ее вертикальное перемещение по направляющим, выполненным в корпусе. Изобретение направлено на уменьшение износа уплотнительных поверхностей и на увеличение ресурса работы крана в целом при сохранении высокой герметичности за счет предварительного подъема запорного органа и выравнивания давления до и после крана. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое техническое решение относится к области арматуростроения и может быть использовано на магистральных нефтепроводах, газопроводах, на предприятиях энергетического комплекса, нефтеперерабатывающей химической промышленности.

Анализ существующих видов арматуры позволяет утверждать, что для высоких температур и давлений самым оптимальным является шаровой кран. Его главными преимуществами являются минимальное гидравлическое сопротивление, высокая герметичность, высокое быстродействие, удобный монтаж и эксплуатация, длительный срок безаварийной работы.

Наиболее распространенным является шаровой кран с плавающей пробкой, шарнирное соединение пробки со штоком дает возможность пробке самоустанавливаться в седлах корпуса, что позволяет за счет перепада давления среды плотно прижиматься пробке к седлу со стороны более низкого давления. Недостатком конструкции кранов данного вида является то, что вся сила давления среды передается на седло, что вызывает большое удельное давление на седле и, как следствие, повышенный износ затвора при повороте (стр.32, Жунев П.А. «Краны для трубопроводов», издательство «Машиностроение», Москва, 1967).

Также известны шаровые краны с плавающими уплотнительными кольцами. В этой конструкции кранов пробка устанавливается в опорах корпуса, а уплотнительные кольца прижимаются к пробке давлением среды и дополнительными элементами, например пружинами. Уплотнительные кольца разгружены от полного давления среды. В таких конструкциях кранов существует проблема в герметизации уплотнительных колец по корпусу при высоких температурах среды (стр.32, Жунев П.А. «Краны для трубопроводов», издательство «Машиностроение», Москва, 1967).

Известны шаровые краны, в которых герметичность узла седло-запорный орган обеспечивается воздействием на поверхность седла усилия, поджимающего седло к запорному органу, со стороны нажимного элемента, опирающегося на корпус. Необходимое усилие обеспечивается как за счет формы упомянутого элемента, так и упругими свойствами материала, из которого он изготовлен (RU №2138719, кл. F16К 5/06, 1999 г.; RU №2098706, кл. F16К 5/06, 1997 г.; PCT/WO 95/20734, кл. F16К 5/06, 1995 г., RU №2277662, кл. F16К 5/06, 2004, стр.34, Жунев П.А. «Краны для трубопроводов», издательство «Машиностроение», Москва, 1967).

Недостатком данной конструкции является то, что поворот пробки производится под перепадом давления, существует необходимость периодической ручной регулировки, а также наличие лишнего сальникового уплотнения.

Известны шаровые краны с автоматическим поджимом колец. Опорные плоскости колец в корпусе выполнены с наклоном, а на штоке установлена пружина, которая упирается в крышку и поджимает кольца вместе с пробкой к седлам, обеспечивая постоянство удельных давлений на уплотнительные поверхности (стр.34, Жунев П.А. «Краны для трубопроводов», издательство «Машиностроение», Москва, 1967).

Недостатком таких кранов являются высокие контактные усилия на уплотнительных поверхностях запорного органа в момент открытия крана, что приводит к износу уплотнительных колец и потере герметичности.

По наибольшему числу общих признаков и достигаемому техническому результату шаровой кран с клиновым поджимом уплотнительного кольца выбираем за прототип.

Технической задачей является создание конструкции шарового крана, позволяющей исключить высокие контактные усилия на уплотнительных кольцах в момент открытия крана за счет предварительного подъема запорного органа.

Техническим результатом решения поставленной задачи является уменьшение износа уплотнительных поверхностей и увеличение ресурса работы крана в целом при сохранении высокой герметичности.

Достигается технический результат за счет того, что шаровой кран, содержащий корпус с двумя седлами, образующими клиновое гнездо запорного органа, выполненного в виде поворотной шаровой пробки плавающего типа со сквозным отверстием для прохода среды, уплотнительные кольца, шток, соединенный с шаровой пробкой и приводом поворота пробки, дополнительно снабжен корзиной, установленной в корпусе, и приводом подъема запорного органа, а шаровая пробка и уплотнительные кольца размещены в полости корзины, причем корзина соединена со штоком, взаимодействующим с приводом подъема запорного органа, обеспечивающим ее вертикальное перемещение по направляющим, выполненным в корпусе, а шток соединен с корзиной шарнирно, уплотнительные кольца охватывают шаровую пробку и закреплены в корзине с помощью резьбовых элементов. Кроме того, в нижней части шарового крана в зазоре между шаровой пробкой и корзиной установлен фиксирующий элемент, снабженный выступами, взаимодействующими с ответными пазами, выполненными в шаровой пробке и в корпусе.

Снижение усилия на контактные поверхности уплотнительных колец в момент открытия крана происходит за счет предварительного подъема запорного органа, а это позволяет выравнивать давление во входном и выходном патрубках крана. Поворот шаровой пробки происходит с существенно низким трением уплотнительных колец с запорным органом и корпусом, что снижет их износ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шарового крана, на фиг.2 - сечение по А-А фиг.1.

Шаровой кран состоит из корпуса 1 с двумя седлами 2, образующими клиновое гнездо запорного органа 3, и крышки 4, закрепленной на корпусе.

Запорный орган выполнен в виде шаровой пробки 5 со сквозным отверстием для прохода среды. Шаровая пробка 5 размещена в корзине 6, имеющей возможность перемещения в вертикальном направлении по направляющим 7, выполненным в корпусе 1. Сферические поверхности шара являются уплотнительными поверхностями, взаимодействующими с уплотнительными кольцами 8. Уплотнительные кольца 8 установлены в корзине 6 с возможностью уплотнения конусной поверхностью по сферической поверхности шаровой пробки 5, а плоским торцом по плоскости седла. Корзина 6 шарнирно соединена со штоком 9, который соединен с шаровой пробкой 5 с помощью промежуточного элемента 10, размещенного в пазу 11, выполненном в ее верхней части. Шток 9 предназначен для вертикального перемещения корзины 6 и поворота шаровой пробки 5, а также для создания предварительных усилий на уплотнительных поверхностях. Шарнирным соединением корзины 6, уплотнительных колец 8 и шаровой пробки 5 обеспечена самоустановка и надежная посадка запорного органа 3 на уплотнительные поверхности седел 2 и герметичность по всем уплотнительным поверхностям. Шаровая пробка 5 и уплотнительные кольца 8 закреплены в корзине 6 резьбовыми элементами 12. В зазоре между шаровой пробкой 5 и корзиной 6 размещен фиксирующей элемент 13, снабженный выступами, взаимодействующими с пазом 15, выполненным в нижней части шаровой пробки 5, и пазом 16, выполненным в нижней части корпуса 1.

Шток 9 связан с приводом поворота 17 и приводом подъема 18 запорного органа.

Работает шаровой кран следующим образом.

При работе крана на открытие усилие от привода 18 через шток 9 передается на корзину 6, перемещает ее по направляющим корпуса 1 вверх и отрывает запорный орган от седел 2. Давление в полостях до запорного органа и после запорного органа выравнивается. Затем привод поворота 17 осуществляет поворот шаровой пробки 5 относительно уплотнительных колец 8 без перепада давления среды, происходит бесконтактное скольжение поверхностей шаровой пробки 5 и уплотнительных колец 8. Вращаясь, шаровая пробка 5 взаимодействует пазом 15 с фиксирующим элементом 13 и поворачивает его выступ перпендикулярно пазу 16. После чего под действием привода подъема 17 запорный орган перемещается вниз до упора фиксирующего элемента 13 в корпус 1 и занимает положение открыто, при этом достигается совпадение проходных отверстий корпуса 1 и пробки 5.

При работе крана на закрытие усилие от привода подъема 18 через шток 9 передается на корзину 6, перемещает ее по направляющим корпуса 1 вверх и отрывает запорный орган от седел 2. Затем привод поворота 17 осуществляет поворот шаровой пробки 5 относительно уплотнительных колец 8. Вращаясь, шаровая пробка 5 взаимодействует пазом 15 с фиксирующим элементом 13 и поворачивает его выступ в плоскость паза 16. Совпадение выступа фиксирующего элемента 13 с пазом 15 позволяет беспрепятственно обеспечить поджим затвора к седлам. После чего под действием привода подъема 17 запорный орган перемещается вниз, происходит закрытие крана и поджим затвора к седлам 2.

Предложенная конструкция шарового крана позволяет исключить высокие контактные усилия на уплотнительных поверхностях запорного органа в момент открытия крана, снижается их износ, ресурс работы уплотнительных поверхностей продляется, что продляет ресурс работы крана в целом. Усилия контакта уплотнительных поверхностей седел и уплотнительных колец распределяются по диаметру, совпадающему с диаметром распределения усилий в контакте конических поверхностей уплотнительных колец и поверхности шаровой пробки, что исключает изгибающие моменты и деформацию уплотнительных элементов, обеспечивая герметичность крана под перепадом давления среды.


ШАРОВОЙ КРАН
ШАРОВОЙ КРАН
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 15 items.
10.09.2013
№216.012.6911

Размыкатель электропитания по давлению

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к элементам системы безопасности работы реакторных установок (РУ). Размыкатель электропитания по давлению содержит корпус, в котором размещены упругий элемент со штоком, электроконтактный механизм, силовая пружина, регулировочный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492544
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.7015

Устройство для измерения отклонений от вертикали

Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и предназначено, в частности, для измерений искривлений и прогибов труб тепловыделяющих сборок (ТВС) и технологических каналов ядерных реакторов. Заявленное устройство снабжено механизмом угла поворота, состоящим из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494344
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.11.2013
№216.012.7ed0

Регулирующее устройство

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода среды (воздуха) и может быть использовано в промышленности и энергетике, в частности в системах отвода остаточных тепловыделений АЭС. Технической задачей является создание регулирующего устройства, работающего в различных режимах от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498137
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.06.2014
№216.012.d9c9

Устройство для защиты трубопровода

Устройство предназначено для защиты гидравлических систем от понижения давления и предотвращения гидравлических ударов в магистральных трубопроводах. Устройство содержит корпус, состоящий их двух частей, причем внутренняя полость нижней части корпуса соединена с защищаемым трубопроводом, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521531
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da82

Датчик скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как датчик скорости для расходомеров жидких и газообразных сред, а также для автоматического контроля вращения, углового перемещения механизмов и машин. Сущность изобретения заключается в том, что датчик скорости содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521716
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.03.2015
№216.013.3392

Клиновая задвижка

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком жидкой или газообразной среды высокого давления и температуры. Клиновая задвижка содержит корпус, затвор в виде жесткого клина, контактирующего боковыми поверхностями с седлами, уплотнительные кольца. Боковые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544677
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3b38

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к конструкции тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерных реакторов с водой под давлением. Технический результат - создание устройства без съемных деталей, позволяющего фиксировать хвостовики одновременно на всех направляющих каналах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546648
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.12.2015
№216.013.9664

Способ формирования и передачи на локомотив сигналов автоматической локомотивной сигнализации в автоблокировке с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Способ включает проверку рельсовых цепей, свободности путевых участков, определение момента шунтирования поездом рельсовой цепи, подключение в этот момент к концу вновь занятой рельсовой цепи, прием сигналов АЛС на локомотив....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570120
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.01.2016
№216.013.9ec1

Система управления движением поездов и способ интервального регулирования ею реализуемый

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит электрическую централизацию и автоблокировку, использующие рельсовые цепи для обнаружения поезда и контроля его местоположения и устройства АЛС для передачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572278
Дата охранного документа: 10.01.2016
13.01.2017
№217.015.7423

Устройство для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол

Изобретение относится к устройству для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол. Заявленное устройство содержит основание (1), емкость загрузочную (2), кран шаровой (3), дозатор (4), камеру загрузочную (14) с патрубками (15) и ротором (20), реактор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597872
Дата охранного документа: 20.09.2016
Showing 1-10 of 26 items.
10.09.2013
№216.012.6911

Размыкатель электропитания по давлению

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к элементам системы безопасности работы реакторных установок (РУ). Размыкатель электропитания по давлению содержит корпус, в котором размещены упругий элемент со штоком, электроконтактный механизм, силовая пружина, регулировочный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492544
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.7015

Устройство для измерения отклонений от вертикали

Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и предназначено, в частности, для измерений искривлений и прогибов труб тепловыделяющих сборок (ТВС) и технологических каналов ядерных реакторов. Заявленное устройство снабжено механизмом угла поворота, состоящим из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494344
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.11.2013
№216.012.7ed0

Регулирующее устройство

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода среды (воздуха) и может быть использовано в промышленности и энергетике, в частности в системах отвода остаточных тепловыделений АЭС. Технической задачей является создание регулирующего устройства, работающего в различных режимах от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498137
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.06.2014
№216.012.d9c9

Устройство для защиты трубопровода

Устройство предназначено для защиты гидравлических систем от понижения давления и предотвращения гидравлических ударов в магистральных трубопроводах. Устройство содержит корпус, состоящий их двух частей, причем внутренняя полость нижней части корпуса соединена с защищаемым трубопроводом, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521531
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da82

Датчик скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как датчик скорости для расходомеров жидких и газообразных сред, а также для автоматического контроля вращения, углового перемещения механизмов и машин. Сущность изобретения заключается в том, что датчик скорости содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521716
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.03.2015
№216.013.3392

Клиновая задвижка

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоком жидкой или газообразной среды высокого давления и температуры. Клиновая задвижка содержит корпус, затвор в виде жесткого клина, контактирующего боковыми поверхностями с седлами, уплотнительные кольца. Боковые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544677
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3b38

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к конструкции тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерных реакторов с водой под давлением. Технический результат - создание устройства без съемных деталей, позволяющего фиксировать хвостовики одновременно на всех направляющих каналах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546648
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.12.2015
№216.013.9664

Способ формирования и передачи на локомотив сигналов автоматической локомотивной сигнализации в автоблокировке с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Способ включает проверку рельсовых цепей, свободности путевых участков, определение момента шунтирования поездом рельсовой цепи, подключение в этот момент к концу вновь занятой рельсовой цепи, прием сигналов АЛС на локомотив....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570120
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.01.2016
№216.013.9ec1

Система управления движением поездов и способ интервального регулирования ею реализуемый

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит электрическую централизацию и автоблокировку, использующие рельсовые цепи для обнаружения поезда и контроля его местоположения и устройства АЛС для передачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572278
Дата охранного документа: 10.01.2016
13.01.2017
№217.015.7423

Устройство для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол

Изобретение относится к устройству для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол. Заявленное устройство содержит основание (1), емкость загрузочную (2), кран шаровой (3), дозатор (4), камеру загрузочную (14) с патрубками (15) и ротором (20), реактор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597872
Дата охранного документа: 20.09.2016
+ добавить свой РИД