кран

Формула изобретения

Кран, включающий корпус со штуцерами «вход» и «выход», шток, соединенный с трубчатым клапаном, контактный торец которого в закрытом кране уперт в уплотнительную вставку опоры, площади торцов выполнены равными, клапан имеет зубчатое соединение со штоком, закрепленным в корпусе крана перпендикулярно оси клапана и обеспечивающим возвратно-поступательное движение клапана, отличающийся тем, что опора в центре имеет запрессованную уплотнительную вставку, периферийная часть опоры имеет спицы, которыми вворачивается в штуцер «выход», пространство между спицами служит для протока рабочей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и может использоваться для газовой и жидкой среды, в газовом хозяйстве, ЖКХ и т.д.

Известно множество конструкций запорных устройств, например угловой сальниковый кран, содержащий корпус с входным и выходным каналами, клапан, соединенный со шпинделем, вворачиваемым в резьбу корпуса. На хвостовике шпинделя закреплен маховик. Кран приводится в действие вручную многократным вращением маховика. (А.Ф.Гуревич «Расчет и конструирование трубопроводной арматуры», Ленинград, «Машиностроение», 1964 г., с 111, (фиг.16б)).

К недостаткам известной конструкции кранов относится большое усилие управления, особенно при высоком давлении рабочей среды, и длительное время исполнения операции управления.

Также известно запорно-регулирующее устройство по RU 2243434 С1, 27.12.2004, которое содержит наружный корпус с установленным в нем подвижным запорным органом в виде уплотнительного цилиндра. Упомянутый цилиндр расположен во внутреннем корпусе с возможностью осевого перемещения приводом от зубчатой рейки. Рейка находится в зацеплении с валом-шестерней. Последняя имеет приводной элемент. Внутри наружного корпуса установлена кольцевая профильная вставка. В наружном торце вставки расположено кольцо из уплотнительного материала. Уплотнительный цилиндр на запирающем торце имеет кольцевой наружный выступ. Этот выступ расположен с возможностью упора в кольцо из уплотнительного материала и стопорения давлением рабочей среды при запирании.

При всех достоинствах этого устройства оно достаточно сложное конструктивно.

Наиболее близким аналогом является запорный клапан по RU 2198335 С2, 10.02.2003, который содержит корпус, затвор, седло с эластичным уплотнением и червячный привод затвора, включающий червяк и червячное колесо с ходовой резьбой на внутренней поверхности. Затвор выполнен в виде втулки с ходовой резьбой на наружной поверхности. Упомянутая резьба на ходовой поверхности взаимодействует с ходовой резьбой червячного колеса. В корпусе установлен штифт. Втулка снабжена пазом. Последний взаимодействует со штифтом.

При всех достоинствах этого устройства и простоте конструкции оно имеет низкую ремонтопригодность, поскольку седло выполнено с корпусом заодно.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого сохранялась простота конструкции, повышалась ремонтопригодность и надежность при ускорении и облегчении технологического процесса управления краном.

Для достижения названного технического результата кран включает корпус со штуцерами «вход» и «выход», шток, соединенный с трубчатым клапаном, контактный торец которого в закрытом кране уперт в уплотнительную вставку опоры, площади торцов выполнены равными, клапан имеет зубчатое соединение со штоком, закрепленным в корпусе крана перпендикулярно оси клапана и обеспечивающим возвратно-поступательное движение клапана, опора в центре имеет запрессованную уплотнительную вставку, периферийная часть опоры имеет спицы, которыми вворачивается в штуцер «выход», пространство между спицами служит для протока рабочей среды.

Кран в закрытом состоянии представлен на чертежах. На фиг.1 изображен общий вид, на фиг.2 - сечение А-А, на фиг.3 - вид по стрелке Б.

Кран включает корпус 1 (фиг.1) со штуцером «вход». Внутри корпуса 1 находится трубчатый клапан 2, выполненный в виде полого цилиндра с контактной частью одного торца. На боковой поверхности клапана 2 нарезаны зубья в виде рейки. Ось клапана 2 может быть смещена от оси корпуса 1 из конструктивных соображений. Шток 3 выполнен с шестерней, зубья которой входят в зацепление с зубьями клапана 2, и крепится в корпусе 1 перпендикулярно клапану 2. На концевике штока 3 крепится рукоятка (фиг.2). В корпус 1 ввернут штуцер "выход", в котором резьбой на спицах закреплена опора 4. Уплотнительные кольца на клапане 2 отделяют полости входа и выхода, предотвращая выброс рабочей среды наружу, исключая необходимость сальникового уплотнения штока 3. В закрытом положении крана контактная часть торца клапана 2 упирается в уплотнительную вставку, впрессованную в опору 4.

Кран работает следующим образом.

Чтобы закрыть кран, надо повернуть рукоятку штока 3 по часовой стрелке до положения «З» - «закрыто» (фиг.3). Клапан 2 своим торцом, контактной частью, упрется в уплотнительную вставку опоры 4. Поток рабочей среды прекратится. Чтобы открыть кран, надо повернуть рукоятку в обратном направлении до положения «О» - «открыто». Клапан 2 отойдет от опоры 4, и рабочая среда потечет от входа внутри клапана 2 в каналы между спицами опоры 4 и штуцером «выход» и внутри самого штуцера на выход.

В закрытом положении крана герметичность контактной части торца клапана 2 с опорой 4 обеспечивается усилием от давления рабочей среды на противоположный торец клапана 2 площадкой, равной площади контактной части торца. Подбором диаметра шестерни штока 3 и длины рукоятки с учетом хода Н клапана 2 эта сила должна быть преодолена силой, приложенной к рукоятке при открытии крана. В открытом положении крана клапан 2 с обеих сторон уравновешен силами от давления рабочем среды на равные площади торцов. Поэтому для закрытия крана надо преодолеть всего лишь силу трения клапана 2 и штока 3 о корпус 1. И эта операция выполняется поворотом рукоятки на небольшой угол.

Сущность изобретения состоит в том, что вместо игольчатого клапана применен трубчатый, выполненный в виде полого цилиндра с меньшей площадью /кольцо торца/ воздействия давления рабочей среды; отсутствует самотормозящая резьба на штоке, что само по себе уменьшает силы; нет сальникового уплотнения штока; конструкция трубчатого клапана позволяет уравновешивать силы от давления среды на равные площади торцов его и использовать силу от давления рабочей среды для обеспечения герметичности контактной части торца клапана с опорой; не нужно многократное вращение маховика, замененного на рукоятку, и штока с клапаном, замененного на шток с шестерней, благодаря чему достаточно поворота рукоятки на небольшой угол для работы крана, что сократило время исполнения управления, а выполнение опоры, вворачиваемой в штуцер «выход», повышает ремонтопригодность крана.