распределительный кран высокого давления

Формула изобретения

Распределительный кран высокого давления, содержащий корпус с выходными радиальными патрубками и выходным сливным патрубком, крышкой и фланцем с входным осевым напорным патрубком и с размещенным соосно в корпусе цилиндрическим поворотным распределителем с центральным входным напорным отверстием и радиальным выходным отверстием, соосным с радиальными выходными напорным и сливным отверстиями корпуса, при этом распределитель снабжен проходящими через крышку с уплотнительным элементом валом с рукояткой управления, отличающийся тем, что кран дополнительно снабжен установленной неподвижно между корпусом и распределителем гильзой с радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями выходных радиальных напорных патрубков и выходного радиального сливного патрубка, распределитель снабжен сообщающимися с его центральным напорным отверстием компенсационными полостями, выполненными на цилиндрической поверхности распределителя со стороны, противоположной его радиальному выходному отверстию, распределитель снабжен цилиндрическими выступами как со стороны фланца, так и со стороны крышки, при этом полость центрального входного напорного отверстия распределителя сообщается с полостью, образованной торцом цилиндрического выступа распределителя со стороны фланца и фланцем, а также сообщается через напорные каналы с кольцевой зоной, образованной торцом цилиндрического выступа со стороны крышки и крышкой, а кольцевые зоны между внутренней поверхностью корпуса и цилиндрическим выступом со стороны фланца, а также между валом распределителя и наружной поверхностью цилиндрического выступа со стороны крышки сообщаются с помощью каналов с полостью выходного радиального сливного патрубка, при этом площадь поперечного сечения распределителя равна сумме площади поперечного сечения цилиндрического выступа со стороны фланца и площади поперечного сечения цилиндрического выступа со стороны крышки, а радиальное выходное отверстие цилиндрического поворотного распределителя выполнено в виде диффузора с эллиптическим сечением при равенстве площади этого сечения суммарной площади сечений компенсационных полостей распределителя.

2. Распределительный кран по п. 1, отличающийся тем, что на гильзе, распределителе, корпусе, крышке и фланце выполнены лабиринтные уплотнения.

3. Распределительный кран по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что между крышкой и распределителем установлено упорное кольцо с двухсторонними прорезями, выполненное из антифрикционного материала.

4. Распределительный кран, по пп.1 - 3, отличающийся тем, что распределитель и гильза выполнены из материала с высокой твердостью.

5. Распределительный кран по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что размер диффузора по большой оси эллипса превышает расстояние между краями соседних радиальных отверстий гильзы крана.

6. Распределительный кран по пп.1 - 5, отличающийся тем, что рукоятка управления снабжена подпружиненным шариковым фиксатором для фиксации рукоятки относительно корпуса в рабочих положениях и в положении слива.

7. Распределительный кран по пп.1 - 6, отличающийся тем, что количество выходных радиальных патрубков крана составляет 2 - 5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к распределительным кранам высокого давления, используемым в различных областях народного хозяйства.

Известен распределительный кран, содержащий корпус с выходными радиальными патрубками и выходным сливным патрубком, крышкой и фланцем с входным осевым напорным патрубком и с размещенным соосно в корпусе цилиндрическим поворотным распределителем с центральным входным напорным отверстием и радиальным выходным отверстием, соосным с радиальными выходными напорными и сливным отверстиями корпуса, при этом распределитель снабжен проходящим через крышку с уплотнительным элементом валом с рукояткой управления (см. авт. св. СССР N 741014, кл. F 16 К 11/085, 1976 г.).

Однако известный кран при высоких давлениях проходящей жидкости обладает недостаточным эксплуатационным ресурсом и требует повышенных усилий для переключения потоков жидкости, что приводит к неудобству управления краном.

Технической задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков и создание распределительного крана высокого давления с высоким ресурсом эксплуатации при высоких давлениях проходящей жидкости при одновременной легкости ручного управления с постоянным усилием в процессе эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в распределительном кране, содержащем корпус с выходными радиальными патрубками и выходным сливным патрубком, крышку и фланец с входным осевым напорным патрубком и с размещенным соосно в корпусе цилиндрическим поворотным распределителем с центральным входным напорным отверстием и радиальным выходным отверстием, соосным с радиальными выходными напорными и сливным отверстиями корпуса, при этом распределитель снабжен проходящим через крышку с уплотнительным элементом валом с рукояткой управления, отличительной особенностью является то, что кран дополнительно снабжен установленной неподвижно между корпусом и распределителем гильзой с радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями выходных радиальных напорных патрубков и выходного радиального сливного патрубка, распределитель снабжен сообщающимися с его центральным напорным отверстием компенсационными полостями, выполненными на цилиндрической поверхности распределителя со стороны, противоположной его радиальному выходному отверстию, распределитель снабжен цилиндрическими выступами как со стороны фланца, так и со стороны крышки, при этом полость центрального входного напорного отверстия распределителя сообщается с полостью, образованной торцем цилиндрического выступа распределителя со стороны фланца и фланцем, а также сообщается через напорные каналы с кольцевой зоной, образованной торцем цилиндрического выступа со стороны крышки и крышкой, а кольцевые зоны между внутренней поверхностью корпуса и цилиндрическим выступом со стороны фланца, а также между валом распределителя и наружной поверхностью цилиндрического выступа со стороны крышки сообщаются с помощью каналов с полостью выходного радиального сливного патрубка, при этом площадь поперечного сечения распределителя равна сумме площади поперечного сечения цилиндрического выступа со стороны фланца и площади поперечного сечения цилиндрического выступа со стороны крышки, а радиальное выходное отверстие цилиндрического поворотного распределителя выполнено в виде диффузора с эллиптическим сечением при равенстве площади этого сечения суммарной площади сечений компенсационных полостей распределителя, при этом на гильзе, распределителе, корпусе, крышке и фланце выполнены лабиринтные уплотнения, при этом между крышкой и распределителем установлено упорное кольцо с двусторонними прорезями, выполненное из антифрикционного материала, при этом распределитель и гильза выполнены из материала с высокой твердостью, при этом размер диффузора по большой оси эллипса превышает расстояние между краями соседних радиальных отверстий корпуса крана, при этом рукоятка управления снабжена подпружиненным шариковым фиксатором для фиксации рукоятки относительно корпуса в рабочих положениях и в положении слива, при этом количество выходных радиальных патрубков крана составляет от 2 до 5.

Экспериментальные стендовые, а затем и натурные испытания предложенной конструкции распределительного крана высокого давления показали, что с использованием всех отличительных конструктивных элементов создана конструкция распределительного крана высокого давления, обладающего высокой эффективностью работы при высоких давлениях проходящей жидкости, например, воды, при этом в натурных эксплуатационных условиях кран легко управляем при переключении его с рабочего положения высокого давления в положение слива и обратно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан предложенный распределительный кран высокого давления; на фиг. 2 дано его сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан распределитель; на фиг. 4 дан вид сверху диффузора с эллиптическим сечением; на фиг. 5 показано положение распределителя при направлении потока жидкости высокого давления в левый выходной радиальный напорный патрубок; на фиг. 6 показано положение распределителя при направлении жидкости в сливной выходной радиальный патрубок; на фиг. 7 показано положение при направлении потока жидкости высокого давления в правый выходной радиальный напорный патрубок и на фиг. 8 показано промежуточное положение распределителя при повороте рукоятки управления из рабочего положения в положение на слив.

В качестве примера рассмотрен распределительный кран высокого давления с двумя выходными радиальными патрубками высокого давления и одним выходным сливным патрубком.

Распределительный кран высокого давления состоит из корпуса 1 с выходным сливным патрубком 2 и выходными радиальными напорными патрубками 3 и присоединенных к корпусу с помощью крепежных болтов 4 крышки 5 и фланца 6 с входным осевым напорным патрубком 7. В корпусе 1 установлен цилиндрический поворотный распределитель 8 с проходящим через крышку 5 с уплотнительным элементом 9 выходным валом 10, на котором установлена рукоятка управления 11. Между корпусом 1 крана и распределителем 8 неподвижно установлена гильза 12 с радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями выходного сливного патрубка 2 и выходных радиальных напорных патрубков 3. Распределитель 8 снабжен цилиндрическим выступом 13 со стороны фланца 6 с образованием между выступом 13 и фланцем 6 полости 14 и цилиндрическим выступом 15 со стороны крышки 5, а также снабжен радиальным выходным отверстием 16 с диффузором эллиптического сечения 17. На распределителе 8 выполнены компенсационные полости 18, сообщающиеся с его центральным напорным отверстием 19 через каналы 20, а также напорные каналы 21, через которые центральное напорное отверстие 19 сообщается с кольцевой зоной 22, образованной торцем цилиндрического выступа 15 и крышкой 5. Кольцевые зоны между внутренней поверхностью корпуса 1 и цилиндрическим выступом 13 со стороны фланца, а также между валом 10 распределителя 8 и наружной поверхностью со стороны крышки соединены с помощью каналов 23 с полостью выходного сливного патрубка 2. Между распределителем 8 и крышкой 5 установлено упорное кольцо 24, а на корпусе 1, на распределителе 8, на гильзе 12, на крышке 5 и на фланце 6 выполнены лабиринтные уплотнения 25.

Рукоятка управления 11 снабжена подпружиненным шариковым фиксатором 26 для фиксации рукоятки относительно корпуса 1 в рабочих положениях и положении слива.

Распределительный кран высокого давления работает следующим образом.

Вода под давлением поступает через входной осевой напорный патрубок 7 в центральное напорное отверстие 19 распределителя 8. При положении рукоятки управления 11, как показано на фиг. 1, вода поступает через радиальное выходное отверстие 16 в выходной сливной патрубок 2 и далее в накопительную емкость. При повороте рукоятки управления 11 на 90^o вода под давлением через радиальное выходное отверстие 16 поступает в один из выходных радиальных напорных патрубков 3 и далее к потребителю. Одновременно вода под давлением через каналы 20 заполняет компенсационные полости 18, а через напорные каналы 21 - кольцевую зону 22.

При этом повороте диффузорный выход 17 радиального отверстия 16 распределителя не перекрывается полностью корпусом гильзы 12 (m>n на фиг. 8) и переключение каналов происходит "мягко" без резких перепадов давления.

Суммарная площадь компенсационных полостей 18 равна площади выходного участка радиального отверстия 16 распределителя 8, что устраняет радиальную нагрузку распределителя 8 на гильзу 12 при различных величинах рабочего давления жидкости и уменьшает усилие на рукоятке управления при ее повороте.

Равенство площади поперечного сечения распределителя 8 ( на фиг. 3) сумме площадей поперечных сечений цилиндрических выступов 13 и 15 ( на фиг. 3) обеспечивает при рабочих давлениях и давлениях слива жидкости постоянную осевую разгрузку распределителя, воспринимаемую упорным кольцом 24, выполненным из антифрикционного материала, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное и незначительное усилие при повороте ручки управления.

Радиальная и осевая разгрузка распределителя увеличивает ресурс эксплуатации крана.