Шаровой кран

 

Шаровой кран для установки на трубопроводе содержит корпус, состоящий из соединенных друг с другом двух стальных секций изготовленных литьем, и размещенный внутри корпуса шар с проходным сечением, равным условному проходу трубопровода. Обе секции имеют патрубки для стыковки с трубопроводом, а в одной из секций выполнена радиальная расточка под приводной вал шара. Каждая секция выполнена составной и включает две части, одна из которых охватывает часть размещенного внутри корпуса шара, а другая содержит примыкающий к трубопроводу патрубок. Соединение обеих частей каждой секции осуществлено посредством сварного шва, расположенного в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода.

Обе секции соединены посредством крепежных элементов.

Часть секции корпуса, содержащей радиальную расточку под приводной вал шара, имеет по длине ступенчатую форму с двумя цилиндрическими участками различного диаметра, соединенных коническим переходом, а примыкающая к ней часть другой секции имеет в основном сферическую форму.

Место соединения обеих частей каждой секции предварительно определено на основе компьютерного анализа процесса кристаллизации и оценки зон появления дефектов в существующих конструкциях отливок секций шаровых кранов.

Толщина стенок обеих частей каждой секции в месте их соединения выполнена минимальной, определяемой на основе расчета на прочность стенки элемента в месте соединения.

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре и предназначена для перекрытия потока рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Известен шаровой клапан, содержащий сферический, состоящий из двух частей, корпус с отверстиями по обеим сторонам, и установленный в корпусе с возможностью вращения шаровой запорный орган со сквозным каналом для прохода среды, причем обе части корпуса соединены между собой кольцевым сварным швом (патент Японии №59174117, МПК F16K 27/10, публикация 1984 г.).

Известен шаровой кран для установки на трубопроводе, содержащий корпус и размещенный внутри корпуса шар, при этом корпус состоит из двух секций, каждая из которых имеет патрубок для стыковки с трубопроводом, в одной из секций выполнена радиальная расточка под приводной вал, при этом обе секции изготовлены литьем или штамповкой и соединены друг с другом посредством сварки (европейский патент №1712820, МПК F16K 27/00; F16K 27/10, публикация 2006 г.).

Недостатком существующих конструкций штампованных корпусов шаровых кранов, имеющих сложную геометрическую форму, является сложность и высокая стоимость необходимой для изготовления технологической оснастки, что приводит к увеличению стоимости самого изделия.

Недостатком существующих конструкций стальных отливок корпусов шаровых кранов, имеющих сложную геометрическую форму, является их низкая технологичность, что приводит к наличию литейных дефектов - трещин и раковин. Корпус крана имеет существенную разницу

в толщине стенок. Минимальная толщина стенки расположена в сферической (средней) части отливки, а максимальная - по краям, в зоне расположения фланца - с одной стороны, и патрубка для стыковки с трубой магистрального трубопровода - с другой стороны.

Усложняет конструкцию отливки сложный переход от сферической части к патрубку, размеры которого зависят от диаметра трубопровода, а также необходимость назначения припуска под механическую обработку в зоне установки уплотнительного элемента, что создает дополнительный массив металла в средней части отливки.

Сложная геометрическая конфигурация корпуса и перепады по толщине стенок не позволяют обеспечить стабильное качество в процессе изготовления отливок.

В процессе кристаллизации металла в отливке по высоте и по времени кристаллизуется сначала более тонкая стенка сферической (средней) части отливки, а затем более толстые стенки и в зоне массива металла. В результате неравномерной кристаллизации в отливке возникают большие внутренние напряжения, образуются усадочные зоны, и, как следствие, появляются трещины и раковины, что приводит к браку отливки.

Для устранения существующего недостатка целесообразно разделение отливок со сложной конфигурацией на более простые отливки с последующей их сваркой. Наиболее рационально отделить части корпуса, включающие патрубки, и выполнить их в виде отдельных отливок. Такое конструктивное решение позволит упростить литейную технологию, повысить качество отливок и уменьшить брак.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание экономичного и технологичного в изготовлении шарового крана путем разделения сложной по форме конструкции корпуса крана на отдельные, более простые элементы, что позволит существенно уменьшить брак в процессе литья, снизить массу отливки корпуса за счет более

рационального соотношения толщины стенок на основе расчетов прочности, что в итоге ведет к уменьшению стоимости производства шарового крана.

Сущность предложенной полезной модели заключается в следующем.

Шаровой кран для установки на трубопроводе содержит корпус, состоящий из соединенных друг с другом двух стальных секций изготовленных литьем, и размещенный внутри корпуса шар с проходным сечением, равным условному проходу трубопровода. Обе секции имеют патрубки для стыковки с трубопроводом, а в одной из секций выполнена радиальная расточка под приводной вал шара. Каждая секция выполнена составной и включает две части, одна из которых охватывает часть размещенного внутри корпуса шара, а другая содержит примыкающий к трубопроводу патрубок. Соединение обеих частей каждой секции осуществлено посредством сварного шва, расположенного в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода.

Обе секции соединены посредством крепежных элементов.

Часть секции корпуса, содержащей радиальную расточку под приводной вал шара, имеет по длине ступенчатую форму с двумя цилиндрическими участками различного диаметра, соединенных коническим переходом, а примыкающая к ней часть другой секции имеет в основном сферическую форму.

Место соединения обеих частей каждой секции предварительно определено на основе компьютерного анализа процесса кристаллизации и оценки зон появления дефектов в существующих конструкциях отливок секций шаровых кранов.

Толщина стенок обеих частей каждой секции в месте их соединения выполнена минимальной, определяемой на основе расчета на прочность стенки элемента в месте соединения.

На представленном чертеже изображен шаровой кран в разрезе.

Шаровой кран для установки на трубопроводе содержит корпус, состоящий из первой секции 1 и второй секции 2, изготовленных литьем из стали, и соединенных друг с другом посредством крепежных элементов. Внутри корпуса размещен шар 3 с проходным сечением, равным условному проходу трубопровода, и с поворотной осью вращения, перпендикулярной оси трубопровода, а также уплотнительные элементы 4, 5, обеспечивающие герметизацию крана в положении «закрыто». В секции 1 выполнены две радиальные расточки, соответственно, под приводной вал 6 шара и опорную ось 7. Секции 1 и 2 выполнены составными и каждая из них включает две части, одна из которых охватывает часть размещенного внутри корпуса шара, а другая содержит примыкающий к трубопроводу патрубок 8 (секция 1) и патрубок 9 (секция 2).

Соединение обеих частей каждой секции осуществлено посредством сварных швов 10 и 11, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси трубопровода.

Часть секции 1 корпуса имеет по длине ступенчатую форму с двумя цилиндрическими участками 12, 13 различного диаметра, соединенных коническим переходом 14, а примыкающая к ней часть секции 2 имеет в основном сферическую форму.

Место соединения обеих частей в каждой секции может быть предварительно определено на основе компьютерного анализа процесса кристаллизации и оценки зон появления дефектов в существующих конструкциях отливок секций шаровых кранов.

С целью снижения внутренних напряжений, возникающих при разогреве массива металла при сварке, толщина стенок отливок обеих частей каждой секции в непосредственной близости от зон сварки выполнена минимальной, определяемой на основе расчета на прочность стенки элемента в месте соединения.

Предложенная конструкция позволяет повысить технологичность и снизить стоимость изготовления шарового крана.

1. Шаровой кран для установки на трубопроводе, содержащий корпус, состоящий из соединенных друг с другом двух секций, выполненных посредством литья из стали, и размещенный внутри корпуса шар с проходным сечением, равным условному проходу трубопровода, при этом обе секции имеют патрубки для стыковки с трубопроводом, а в одной из секций выполнена радиальная расточка под приводной вал шара, отличающийся тем, что каждая секция выполнена составной и включает две части, одна из которых охватывает часть размещенного внутри корпуса шара, а другая содержит примыкающий к трубопроводу патрубок, при этом соединение обеих частей каждой секции осуществлено посредством сварного шва, расположенного в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода.

2. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что обе секции соединены посредством крепежных элементов.

3. Шаровой кран по п.1, отличающийся тем, что часть секции корпуса, содержащей радиальную расточку под приводной вал шара, имеет по длине ступенчатую форму с двумя цилиндрическими участками различного диаметра, соединенных коническим переходом, а примыкающая к ней часть другой секции имеет в основном сферическую форму.

4. Шаровой кран по любому из пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что место соединения обеих частей в каждой секции предварительно определено на основе компьютерного анализа процесса кристаллизации и оценки зон появления дефектов в существующих конструкциях отливок секций шаровых кранов.

5. Шаровой кран по любому из пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что толщина стенок обеих частей каждой секции в непосредственной близости от зон сварки выполнена минимальной, определяемой на основе расчета на прочность стенки элемента в месте соединения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве запорной и регулирующей арматуры на трубопроводах

Полезная модель шарового крана стального для воды относится к запорной арматуре, а именно к запорной трубопроводной арматуре, и может быть использована в качестве запорного или регулировочного органа для работы с жидкими или газообразными средами. Цель полезной модели - упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления.

Изобретение относится к обработке металлов давлением при изготовлении полых заготовок пробок шаровых кранов для газо-нефтепроводов и может быть использовано в прессовом производстве

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к шаровым кранам для газовых магистральных и технологических трубопроводов

Полезная модель относится к запорной трубопроводной арматуре, а именно, к конструкциям кранов с шаровой пробкой для регулирования потока рабочей среды
Наверх