Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему
 Страница 1 из 1  [ Сообщений: 8 ] 
Автор Сообщение
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 июн 2012, 05:22 
Не в сети
Site Admin
Цитата
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 мар 2007, 22:14
Сообщения: 2765
Откуда: Россия
Благодарил (а): 329 раз.
Поблагодарили: 417 раз.
Заслуженная репутация: 21
Общепризнанный Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана

Конструктор трубопроводной арматуры, изобретатель
Мороз Владимир Вадимович.
mrzvla@rambler.ru


Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение

В настоящее время краны с шаровыми пробками прочно заняли первенство на рынке трубопроводной арматуры и стали настолько обычны, что что-то менять в их конструкции, по мнению многих, это как «изобретать велосипед - пытаться изобрести заново конструкцию, которая уже давно всем известна, отлично отработана, и совершенна в том смысле, что не содержит практически ничего лишнего и полностью соответствует своим задачам». Но, тем не менее, порой взгляд на обычные вещи под другим углом зрения открывает новые возможности. Эта статья как раз описывает попытку посмотреть на всем известную запорную арматуру «по-другому».

Пик роста производства шаровых кранов пришелся на начало 80-х годов, когда начали широкого использоваться при механической обработке станки с ЧПУ и появились такие уплотнительные материалы как фторопласт и полиуретан. Главными преимуществами шаровых кранов, которые обеспечили им успех, стали:

1) высокая герметичность затвора;
2) отсутствие застойных зон;
3) простота конструкции;
4) быстродействие;
5) удобный монтаж и эксплуатация;
6) низкий коэффициент гидравлического сопротивления;
7) длительный срок безаварийной работы;
8) благоприятные условия для диагностирования и очистки трубопровода;

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение

Однако этому типу трубопроводной арматуры присущи и недостатки, основными из них являются:

1) постоянное прижатие седел к поверхности шара при помощи пружин, приводит к тому, что мягкое уплотнение трется о поверхность пробки и изнашивается (особенно при наличии твердых включений (песка) в рабочих средах), что в итоге сокращает срок эксплуатации крана. Кроме этого, поверхность шаровой пробки у крана, который длительное время находился в положении «закрыто», «зарастает» содержащимися в транспортируемой среде твердыми включениями, и при повороте пробки происходит сильный износ уплотнений седел. Применяемые для восстановления герметичности уплотнительные смазки не эффективны, они часто «коксуются» и забивают каналы, делая их не пригодными для дальнейшего использования;
2) сферическая поверхность пробки должна иметь правильную форму и высокую чистоту поверхности, а также покрыта износостойкими и коррозионностойкими материалами. Все это существенно увеличивает стоимость изготовления и ремонта шаровых кранов, особенно больших DN, что требует применения специального дорогостоящего оборудования для точной обработки сферы;

Имея в своей трудовой биографии большой опыт конструирования трубопроводной арматуры, автор статьи попытался найти такое техническое решение, которое позволило бы при сохранении всех основных преимуществ шаровых кранов, устранить перечисленные выше недостатки. При разработке новой конструкции было выделено ряд основных задач:

1) кран должен быть создан на базе шарового крана традиционной конструкции;
2) при эксплуатации должна быть обеспечена возможность корректировать износ уплотнительных элементов крана без его разборки и без применения уплотнительных смазок;
3) кран должен иметь уплотнение «металл по металлу»;
4) касание поверхности запорного органа с уплотнением должно происходит только в положении крана «Закрыто»;
5) кран должен иметь низкую себестоимость изготовления и высокую ремонтопригодность.

Для решения поставленной задачи были проанализированы существующие конструкции трубопроводной арматуры, такие как «Orbit Valve» фирмы «Cameron» (США), полнопроходный затвор производства ПТПА (г. Пенза), кран эксцентриковый НПЦ «АНОД» (г. Нижний Новгород), множество российских и европейских патентов.

Ниже приведено описание конструкции, которая в итоге была спроектирована на базе крана шарового DN100 PN100, выпускаемого многими арматурными предприятиями. По массогабаритным показателям и внешне новый шаровой кран практически не отличается от своего аналога (рис.1).

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.2

Кран предлагаемой конструкции ( рис. 2) имеет основные детали, такие как корпус из двух половинок, опоры пробки, уплотнение между полукорпусами аналогичные серийному образцу.</strong> В конструкцию крана, дополнительно в проходном отверстии пробки установлена втулка с возможностью поворота вокруг оси прохода. На втулке имеется паз, в который установлен рычаг для ее поворота и на концах втулки выполнены лыски, которыми она сопрягается с седлами. Седла установлены на, выполненных на пробке проточках, с возможностью перемещения в разные стороны при повороте втулки. Для возврата седел в исходное положение применены пружины. В полукорпусах неподвижно закреплены металлические уплотнительные диски.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.3

В кране предлагаемой конструкции при повороте шаровой пробки при помощи рукоятки или привода, вместе с ней поварачиваются втулка, рычаг и размещенные на ней седла. При этом между сферическими поверхностями пробки, размещенными на ней седлами и неподвижно закрепленными в полукорпусах крана уплотнительными дисками имеется небольшой, но гарантированный зазор.

Наличие зазора исключает износ седел при повороте запорного органа и снижает момент при управлении краном. При приближении шаровой пробки к положению «закрыто», рычаг упирается в торец кольцевого паза, выполненном на верхней опоре (рис. 3) и поварачивает втулку, которая в свою очередь, раздвигает седла в противоположные стороны, герметизируя тем самым кран (рис. 4). Рычаг одним концом установлен в втулке и сверху зафиксирован верхней опорой в кольцевом пазу, поэтому дополнительного крепления не требует. При повороте пробки на открытие рычаг под действием пружины вместе с обечайкой возвращается в исходное положение, седла так же, под действием пружин возвращаются в исходное положение.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.4

Для обеспечения возможности при эксплуатации корректировать износ уплотнительных элементов крана без его разборки и без применения уплотнительных смазок в конструкции предусмотрены регулируемые упоры (рис. 5).

Упоры установлены выше уплотнения верхней опоры, поэтому изолированы от рабочей среды и не требуют герметизации. Регулируемые упоры поворачивают верхнюю опору на требуемый угол, изменяя тем самым величину перемещения седел в закрытом положении крана, что позволяет изменять контактные давления в уплотнении, корректировать износ уплотнения в ходе эксплуатации и восстанавливать герметичность без разборки крана.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.5

Подвижные седла изготовлены из коррозиоонностойкой стали или керамики и относительно пробки крана уплотнены резиновыми кольцами. Причем, резиновые кольца расположены на диаметре большем чем диаметр линии контакта подвижных седел с уплотнительными дисками ([urlhttps://armtorg.ru/images/news/17062012/6.jpg]рис. 6[/url]). Уплотнительные диски герметизированы относительно корпуса, так же на диаметре большем, чем диаметр линии контакта подвижных седел с ними. Уплотнительные диски могут быть изготовлены из коррозиоонностойкой стали или бронзы, при этом форма и способ крепления позволяет им упруго деформироваться при перемещении подвижных седел и под действием давления рабочей среды, то есть самоуплотнятся. Упругая конструкция уплотнительных дисков, кроме того, снижает требования к точности изготовления сферы подвижных седел, так как позволяет «отслеживать» погрешности ее формы. При возникновении избыточного давления в корпусе крана уплотнительные диски прогибаются в обратную сторону, и происходит сброс давления с корпуса, что важно для жидких сред.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.6

Для предлагаемой конструкции крана седла могут быть изготовлены из листовой стали с минимальными припусками в условиях обычного станочного парка небольшого предприятия. В качестве заготовки втулки может быть использована труба из «нержавеющей» стали близкого типоразмера. Пробка крана может быть отлита из обычной углеродистой стали и требуется обработка только трущихся поверхностей (рис. 7, 8).

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.7

Пробка является силовым элементом и воспринимает весь перепад давления в кране, поэтому требования к подвижным седлам снижаются и они могут быть изготовлены из такого перспективного материала как керамика, что практически исключает износ уплотнительных поверхностей в экстремальных условиях повышенных температур и агрессивных сред.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.8

На рисунке 9 показан вариант крана с двумя рукоятками. В данном случае регулируемые упоры отсутствуют и на боковой поверхности верхней опоры выше ее уплотнения нарезан червячный сектор, который находится в зацеплении с червячным валом, соединенным со второй рукояткой. Рукоятки расположены таким образом, что блокируют друг друга. На рисунке 9 кран показан в положении «открыто», рукоятка, связанная с пробкой расположена вдоль оси трубопровода и блокирует рукоятку разведения седел.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.9

Седла невозможно расклинить пока кран не будет закрыт и рукоятка, связанная с пробкой не станет перпендикулярно трубопроводу. На рисунке 10 кран показан в положении «закрыто», рукоятка, связанная с пробкой расположена перпендикулярно трубопроводу и ее блокирует рукоятка разведения седел. Кран невозможно открыть пока седла не будут разблокированы.

Апгрейд: Новый взгляд на конструкцию шарового крана - Изображение
Рис.10

Из выше описанного следует, что такое решение, как расположение подвижных седел в проточках на пробке, а неподвижных уплотнений - в корпусе и то, что они вступают в контакт только в положении крана «закрыто», после перемещения подвижных седел, а в остальное время между ними обеспечен минимальный зазор, который позволяет:

1) сэкономить средства, на уменьшении времени обработки поверхности пробки, отказе от использования специального точного сферообрабатывающего оборудования в пользу обычного универсального станочного парка, отказе от покрытия всей поверхности пробки хромом или никелем и ее последующем полировании;
2) сэкономить средства при доводке изделия и проведении испытаний запорного органа на герметичность, так как имеется возможность менять контактное давление в уплотнении крана, при этом отпадает необходимость в разборке крана и подгонке уплотнений, кран при регулировке может находиться под давлением;
3) продлить срок службы крана, так как в отличие от традиционной конструкции, отсутствует износ уплотнений при повороте пробки и трение, постоянно поджатых пружинами седел, по ее поверхности;
4) упростить обслуживание крана, так как в ходе эксплуатации имеется возможность откорректировать износ уплотнения и восстановить герметичность без разборки крана простым вращением регулируемых упоров, причем кран при этом может находиться под давлением;
5) на время проведения ремонтных работ, вращением регулируемых упоров, возможно, полностью заблокировать кран в положении «закрыто», исключив возможность самопроизвольного его открытия. Привод при этом может быть снять для проведения ремонтных работ;

Описанная конструкция может быть освоена на предприятиях выпускающих шаровые краны типа «пробка в опорах» от DN 50 до DN 500 на давление до 10 МПА на обычные и агрессивные среды с температурой до +200 °С, без дополнительных материальных затрат, с получением ощутимого экономического эффекта.

Ознакомиться с полной версией материала, можно здесь >>>

_________________
Журнал "Вестник арматуростроителя" теперь имеет отдельный портал - новости, события, интервью и мнения от нашей команды репортеров
Скачать свежий номер журнала "Вестник Арматуростроителя" можно здесь >>>

Самая полная библиотека ГОСТ и НД, а также справочник Инженера арматуростроителя,
Всегда самые свежие новости Арматуростроения здесь

Мы во ВКонтакте
Смотрите наши репортажи на YouTube канале
Присоединяйтесь к нам в сети Twitter


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль Отправить email   Рейтинг: 0  
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 июн 2012, 17:34 
Не в сети
Цитата
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08 июл 2010, 09:49
Сообщения: 3812
Благодарил (а): 33 раз.
Поблагодарили: 1191 раз.
Заслуженная репутация: 27
Общепризнанный АрматурщикОбщепризнанный Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
Мне интересно, для чего это нагромождение в кучу разнообразных разработок шаровых кранов?? Да, каждый изготавливался под конкретные задачи,- одни для абразивных сред, другие для высокотемпературных, третьи под нефть с высоким содержанием серы и т.д. и т.п. Естественно, они имеют свои минусы, но(!) для решения тех задач, под которые они были изготовлены эти минусы ничтожны! Никто не в курсе, на Автовазе еще не делают гоночный болид с проходимостью джипа и чтобы можно было на нем песок тонн 5-10 на дачу отвезти, а то похоже!
Да и про велосипед не зря сказано,- всё то, на что ориентировались при разработке освоено в производство в 70-х годах, и орбит кран и кран металл по металлу и камероновский с поворачивающимися седлами, какой смысл лепить все в кучу??? Уйти от минусов??? Но по моему здесь действует школьный закон про "золотое правило механики", т.е. применимо к этой теме, чем от больших минусов мы попытаемся избавиться, тем больше наделаем новых. Минусы кстати этого конструктива здесь не обозначены,- их нет??? Очень что то не верится! Короче хочется срезюмировать четырехбуквенной аббревиатурой, но.... человек все таки старался, так что не буду!
Интереснее поспорить - есть кто, кому этот тянитолкай понравился? sm_66
п.с. о минусах конструкции которые увидел пока писАть не буду, может автор сам напишет?

_________________
погуглил и полегчало!
Smart questions, Smart answers, Smart People! (c) http://www.eng-tips.com


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль Отправить email   Рейтинг: 0  
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 июн 2012, 18:55 
Цитата
Аватара пользователя
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
Ответ от автора.
Сибирячок, спасибо за внимание!В этой статье присутствует призыв смотреть на окружающие вещи с критической точки зрения, хорошо это или плохо каждый решает для себя сам. Критический взгляд способствует развитию в любом деле. Конечно же в этой конструкции присутствуют недостатки и я их прекрасно вижу, можете в этом не сомневаться, но Вы, видно, никогда не знакомились с патентными фондами и не представляете какое число людей пытаются улучшить окружающий всех нас вещи. Подавляющее большинство из этих попыток тупиковы и остаются не реализованными авторами, но они позволяют другим применить идею часто даже совсем в другом месте. Главное это гибкость мышления и критический взгляд на привычные вещи. Эта статья написана для конструкторов, как пример варианта решения существующих проблем в арматуре, надеюсь им она будет полезна. Администратору сайта я обещал описать недостатки фонтанной арматуры и привести пример решения этих проблем, что в ближайшее время и сделаю.
А на счет минусов, извольте, тут уж поработайте сами....


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему   
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 20 июн 2012, 09:30 
Не в сети
Цитата
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08 июл 2010, 09:49
Сообщения: 3812
Благодарил (а): 33 раз.
Поблагодарили: 1191 раз.
Заслуженная репутация: 27
Общепризнанный АрматурщикОбщепризнанный Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
Гость писал(а):

Ответ от автора.
Сибирячок, спасибо за внимание!В этой статье присутствует призыв смотреть на окружающие вещи с критической точки зрения, хорошо это или плохо каждый решает для себя сам. Критический взгляд способствует развитию в любом деле. Конечно же в этой конструкции присутствуют недостатки и я их прекрасно вижу, можете в этом не сомневаться, но Вы, видно, никогда не знакомились с патентными фондами и не представляете какое число людей пытаются улучшить окружающий всех нас вещи. Подавляющее большинство из этих попыток тупиковы и остаются не реализованными авторами, но они позволяют другим применить идею часто даже совсем в другом месте. Главное это гибкость мышления и критический взгляд на привычные вещи. Эта статья написана для конструкторов, как пример варианта решения существующих проблем в арматуре, надеюсь им она будет полезна. Администратору сайта я обещал описать недостатки фонтанной арматуры и привести пример решения этих проблем, что в ближайшее время и сделаю.
А на счет минусов, извольте, тут уж поработайте сами....


Критический взгляд способствует развитию в любом деле.

Согласен полностью!
...но Вы, видно, никогда не знакомились с патентными фондами и не представляете..
не, не знакомился и не представляю, единственный сегмент в том, что касается арматуры, который я никак не захватил - это конструирование арматуры.
ну и напоследок о минусах: первое, что бросается в глаза - усложнение простого, слишком много деталей, которые в большинстве случаев применения шаровых кранов просто не нужны, вам любой эксплуатационщик скажет,- "чем проще, тем лучше в эксплуатации!", а при выходе их из строя будет гемор по запчастям. Дальше тему минусов развивать не буду, а то и так "переписка Энгельса с Каутским",- вы видите минусы, я вижу да и ладно! sm_66
Спасибо и удачи! sm_61

_________________
погуглил и полегчало!
Smart questions, Smart answers, Smart People! (c) http://www.eng-tips.com


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль Отправить email   Рейтинг: 0  
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 24 июн 2012, 01:18 
Не в сети
Цитата

Зарегистрирован: 27 авг 2010, 12:46
Сообщения: 1871
Благодарил (а): 149 раз.
Поблагодарили: 706 раз.
Заслуженная репутация: 15
Бравый Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
"тянитолкай" :mrgreen: sm_54
2 последних сообщения можно удалить ибо самовосхваление :mrgreen:
Владимиру Вадимовичу родился совет к которому можно не прислушиваться - работать с потребителем и проектировщиком непосредственно. То есть идти от заказчика, а не как в советское время - я тут чето рационализировал, а вы внедрите где-нибудь у себя там.....


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль   Рейтинг: 0  
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 24 июн 2012, 01:48 
Не в сети
Цитата
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08 июл 2010, 09:49
Сообщения: 3812
Благодарил (а): 33 раз.
Поблагодарили: 1191 раз.
Заслуженная репутация: 27
Общепризнанный АрматурщикОбщепризнанный Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
.....я тут чето рационализировал, а вы внедрите где-нибудь у себя там.....
вот как то так!
человек правильнее выразился!

_________________
погуглил и полегчало!
Smart questions, Smart answers, Smart People! (c) http://www.eng-tips.com


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль Отправить email   Рейтинг: 0  
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 24 июн 2012, 08:46 
Цитата
Аватара пользователя
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
От автора:
Толстый, спасибо за совет.
Статья написана для конструкторов проектирующих арматуру с целью показать возможный вариант конструкторского решения, а так же для информирования потребителя о наличии такой разработки и ее преимуществах, и только при наличии интереса у последнего имеет смысл в ее дальнейшей реализации. Многие предприятия для этого используют выставки, выставляя опытные образцы, но мы имеем сегодня "Армторг" - ресурс, который посещается как заказчиками так и проектировщиками, поэтому статья и была предложена администрации, которую она и выложила на форум. Обратите внимания, что выложил не я, а администрация, посчитав это уместным.


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему   
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 24 июн 2012, 09:08 
Не в сети
Цитата
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08 июл 2010, 09:49
Сообщения: 3812
Благодарил (а): 33 раз.
Поблагодарили: 1191 раз.
Заслуженная репутация: 27
Общепризнанный АрматурщикОбщепризнанный Арматурщик
 Ответить с цитатой Ответить на тему 
Гость писал(а):

От автора:
Толстый, спасибо за совет.
Статья написана для конструкторов проектирующих арматуру с целью показать возможный вариант конструкторского решения, а так же для информирования потребителя о наличии такой разработки и ее преимуществах, и только при наличии интереса у последнего имеет смысл в ее дальнейшей реализации. Многие предприятия для этого используют выставки, выставляя опытные образцы, но мы имеем сегодня "Армторг" - ресурс, который посещается как заказчиками так и проектировщиками, поэтому статья и была предложена администрации, которую она и выложила на форум. Обратите внимания, что выложил не я, а администрация, посчитав это уместным.

не мне, но скажу,-
так чем больше будет таких статей, с обсуждением, восхвалением, руганием, и пр. пр. тем быстрее наше машиностроение на ноги встанет, стопудов!!!
Кто то думает иначе?

_________________
погуглил и полегчало!
Smart questions, Smart answers, Smart People! (c) http://www.eng-tips.com


Вернуться к началу
  Ответить с цитатой Ответить на тему  Профиль Отправить email   Рейтинг: 0  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  Страница 1 из 1  [ Сообщений: 8 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 4


Вы можете начинать темы
Вы можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы можете добавлять вложения

Перейти: 
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group [ Time : 1.513s | 52 Queries | GZIP : Off ]

@Mail.ru
Администрация портала не несёт ответственности за достоверность размещённой в сообщениях форума информации.