Шаровые краны по цене задвижек

В статье «Обзор патентов на новые конструкции шаровых кранов либо создаем новый кран» подверглись рассмотрению шаровые краны типа «Orbit Valve»   фирмы «Cameron»  и определен главный недочет схожей конструкции - необходимость прижимать пробку к седлу, которая при всем этом нагружена по всей площади проходного сечения давлением рабочей среды.Извлекая наилучшее из того, что заложено в рассмотренных кранах были изготовлены выводы:

- для понижения цены новенькая конструкция крана обязана иметь не обработанную пробку, а только обработанные уплотнительные пояски;

- для упрощения эксплуатации и продления срока службы новенькая конструкция крана обязана иметь возможность корректировки износа уплотнения в процессе эксплуатации, без демонтажа крана с трубопровода;

- для понижения цены и упрощения обслуживания управление краном должно осуществляться обыденным четверть обратным приводом;

- для понижения габаритов заместо перемещения пробки, должны отводиться  разгруженные от давления седла, что позволит применить привод наименьшей мощности и цены. 

Мысль разгрузить от давления запорный орган известна издавна и употребляется в почти всех конструкциях арматуры.

Примером могут служить обширно известные клеточные клапана, которые используются в тех случаях, когда перепады давления на клапане не позволяют применить неразгруженные дроссельные узлы. Клеточный (либо клетковый) дроссельный узел, получил свое заглавие от перфорированной втулки, снутри которой перемещается плунжер (которую сначало назвали клеточкой). Размещение и площади перфорации втулки определяют величину пропускной возможности клапана. Не считая этого, перфорация втулки «организует» разделение общего потока среды на отдельные струи, что приводит к уменьшению акустического шума клапана. Ознакомиться с описанием клеточных клапанов с разгруженным от давления плунжером можно на веб-сайте компании ЗАО «РУСТ–95» (www.roost.ru), «ДС Контролз» , Coax-Muller (www.co-ax.com), "Mokveld". Приведем отрывок из рекламы компании "Mokveld":«Регулирующие клапаны, уравновешенные давлением, типа RZD компании "Mokveld" спроектированы и предназначены для использования в качестве отсечного либо регулирующего элемента.  Поршень уравновешен по давлению так, что даже для клапанов наибольшего размера при большой перепаде давлений, требуется малозначительное усилие для приведения его в действие».

Как следует, если применить эту идею к шаровым краном, другими словами бросить пробку с возможностью вращения в опорах, а перемещать разгруженные от давления седла, то требуемая  мощность привода для управлением краном может быть существенно снижена. Информацию по  конструкциям шаровых кранов с перемещаемыми в конечном положении крана седлами, патентованных в Рф можно поглядеть на сайте  www.fips.ru  «ИНСТИТУТА ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ»:

1)ШАРОВОЙ КРАН. Номер публикации 2262630. Патентообладатель Коугия Феликс Александрович.Особенностью конструкции будет то, что на торцах шара перпендикулярно оси его вращения закреплены два диска. Они делают роль четырехлепестковых кулачков. В пазах подпружиненных оправок расположены два уплотняющих шар седла. В торцах оправок выполнены кругового сечения пазы. Радиус пазов равен радиусу выступов на краю дисков.

Центр радиуса пазов сдвинут относительно оси вращения дисков в направлении противолежащей оправки. Изобретение ориентировано на повышение срока службы шарового крана за счет уменьшения фрикционного износа соприкасающихся меж собой поверхностей выступов дисков и торцов оправок при поворотах шара относительно седел.

2) КРАН. Номер публикации 2328645. Патентообладатель Шанаурин Анатолий Леонтьевич,   Макаров Владимир ВасильевичОсобенностью конструкции будет то, что кран содержит размещенные в корпусе пробку, подпружиненные уплотнительные седла, взаимодействующие с толкателями. Толкатели управляются штоком и выполнены в виде 2-ух профильных кулачков. Профильные кулачки обхватывают пробку и агрессивно соединены меж собой стержнями. Стержни коаксиально проходят через втулки. Втулки расположены в выемках пробки. Изобретение ориентировано на увеличение надежности работы крана методом исключения сложных сопрягаемых поверхностей его частей

Смысл этих изобретений сводится к тому, что совместно с пробкой крутятся кулачки, один  из которых размещен над пробкой, 2-ой под - пробкой. Седла подпружинены и выполнены плавающими. Кулачки присоединены к пробке и имеют профиль таковой, что в положении закрыто и открыто меж седлами и кулачками есть зазор, а меж уплотнениями седел и поверхностью пробки зазор отсутствует. В этом положении седла под действием пружин прижаты к поверхности пробки и  обеспечена плотность крана. Потом, при повороте пробки, зазор меж седлами и кулачками выбирается, и кулачки отжимают седла, пружины сжимаются, уплотнения седел отходят от поверхности пробки и она имеет возможность для свободного поворота.

Пробка может быть не обработана, износ седел сведен к минимуму,  срок службы крана продлевается, надежность увеличивается. Отыскать сведения о внедрении обозначенных изобретений не удалось. Похоже, снова подтверждается -  «Нет пророка в родном Отечестве». Мысль может быть принята в Рф только тогда, когда она придет с запада. Как следует, нужно дождаться пока компания «Cameron» начнет изготовка схожих кранов, и тогда у наших производителей появится энтузиазм к схожим конструкциям. В обрисованных конструкциях экономия средств  производителя и увеличение надежности крана для потребителя явна. К недочетам выше обрисованных конструкций можно отнести невозможность поменять удельные давления в седле при изменении момента при управлении краном, как это выполнено у кранов «Orbit Valve». Но и это не является для изобретателей неувязкой.

 Для того чтоб решить эту задачку разглядим европейские патенты на шаровые краны:WO/1991/014891 от 03.10.1991  и    WO/2000/050792 от 31.08.2000, подробнее можно поглядеть на веб-сайте  www.wipo.org  Евро патентного ведомства. Особенностью конструкции этих кранов будет то, что на необработанной шаровой пробке в плоскости перпендикулярной оси проходного отверстия установлены седла, которые при положении крана «закрыто» ведут взаимодействие с седлами, установленными в патрубках, герметизируя при всем этом кран. Седла на пробке и седла в патрубках установлены бездвижно и имеют скосы под маленьким углом. Это позволяет, как и у клиновых задвижек, при маленьком моменте управления накрепко закрыть кран. Но сделать таковой кран, обеспечив сопряжение скошенных уплотнительных поверхностей седел на пробке и в патрубках крана очень трудно. Нас в этом случае интересует сама мысль размещения седел на пробке, применив, которую в новейшей конструкции крана мы решаем сходу ряд намеченных целей.

Итак, устанавливаем «мягкое» уплотнение в корпусе бездвижно, а в проточках на шаровой пробке, в плоскости перпендикулярной проходу,  устанавливаем  подвижные седла. При всем этом достигаем того, что седла в пробке и седла в корпусе вступают в контакт исключительно в положении крана «закрыто», после перемещения подвижных седел в итоге взаимодействия с регулируемым упором.  При остальном повороте пробки крана из положения «открыто» в положение «закрыто» и назад меж ее поверхностью и уплотнением в корпусе обеспечен малый зазор исключающий контакт меж ними. Подвижные седла при всем этом не выступают за поверхность пробки. Это нам позволяет:

- сберечь средства компании изготовителя на применении маломощных и дешевеньких приводов, потому что в отличие от классической конструкции крана, отсутствует трение, повсевременно поджатых пружинами седел по поверхности пробки при ее повороте;

- сберечь средства компании изготовителя, на исключении времени обработки поверхности пробки, которая может иметь поверхность «из-под литья»;

- сберечь средства компании изготовителя, на отказе от  использования специального четкого сферообрабатывающего оборудования;

- сберечь средства компании изготовителя, на отказе от покрытия пробки колченогом либо никелем и ее следующем полировании;

- сберечь средства компании изготовителя, на использовании только обыденного универсального станочного парка, на котором может быть сделать седла в виде колец из коррозионностойкой стали;

- сберечь средства компании изготовителя, при проведении испытаний   запорного органа на плотность, потому что может быть поменять контактное давление в уплотнении крана, вращая регулируемый упор, кран при всем этом может находиться под давлением;

- сберечь средства компании изготовителя, используя те же заготовки, что используются при изготовлении шаровых кранов обычных конструкций;

- заинтриговать заказчика продлением срока службы крана, потому что в отличие от классической конструкции, отсутствует износ уплотнений при трении, повсевременно поджатых пружинами седел, по поверхности пробки при ее повороте;

- заинтриговать заказчика продлением срока службы крана и упрощением обслуживания, потому что возможно  откорректировать  износ уплотнения и вернуть плотность вращением  регулируемого упора, кран при всем этом может находиться под давлением;

- заинтриговать заказчика тем, что при эксплуатации, к примеру, на время проведения ремонтных работ, может быть вращением  регулируемого упора стопроцентно заблокировать кран в положении «закрыто» и при всем этом снять привод;

- прирастить прибыль компании изготовителя, расширив создание за счет проведения ремонта шаровых кранов обычных конструкций типа «пробка в опорах»  с покоробленным уплотнением либо покрытием пробки, методом доработки пробки и установке подвижных седел, фиксирования уплотнений - в корпусе, установки регулируемого упора и обеспечения контакта седла с уплотнением исключительно в положении крана «закрыто».

Варианты выполнения механизма перемещения седел разглядим в последующей статье (при условии, что это кому то любопытно).