Уважаемые друзья и коллеги, перед вами новая статья медиагруппы ARMTORG из рубрики «Обзор патентов». В свежем выпуске журнала «Вестник арматуростроителя» мы хотим рассказать вам о полезной модели крана шарового для газовых, магистральных и технологических трубопроводов.
Автором полезной модели стал Балабай Павел Иванович.
Патентообладателем является открытое акционерное общество «Волгограднефтемаш». Сам патент был опубликован на сервисе «Яндекс. Патенты» 29.06.2022 года.
Заявляемая полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к кранам шаровым для газовых, магистральных и технологических трубопроводов.
Кран шаровой, содержащий сварной корпус, дренажный трубопровод, состоящий из внутренней и внешней частей, фланцы под шпиндель и привод пробки, шаровую равнопроходную поворотную на опорах пробку с выполненными по центру ее низа двумя сливными отверстиями, два подпружиненных седла с уплотнительными кольцами и обоймами, установленных с возможностью взаимодействия с поверхностью шаровой пробки. Причем сварной корпус выполнен из двух полукорпусов с входным и выходным патрубками, в которых установлены подпружиненные седла с уплотнительными кольцами и обоймами. Внутренняя часть дренажного трубопровода выполнена в виде кольцевой канавки во внутренней полости одного из полукорпусов крана шарового, поперечное сечение которой не менее поперечного сечения дренажной трубы, применяемой для соответствующего типоразмера крана шарового. При этом толщина стенки полукорпуса, в месте расположения канавки, должна удовлетворять минимальной толщине стенки крана шарового определенного типоразмера и условного давления. Участок кольцевой канавки ограничен приваренной к полукорпусу изогнутой накладкой, радиус изгиба которой соответствует радиусу проточки полукорпуса под кольцевую канавку, образуя внутреннюю часть дренажного трубопровода. При этом изогнутая накладка имеет с одной стороны изгиб, отсекающий зону расположения отверстия, соединяющего внутреннюю часть с внешней частью дренажного трубопровода. А внешняя часть дренажного трубопровода выполнена из выходного патрубка, приваренного к корпусу крана шарового. Изогнутая накладка может быть выполнена в виде полосы или П-образного профиля. Полезная модель направлена на повышение надежности конструкции крана шарового и снижение затрат при его изготовлении.
Формула изобретения
1. Кран шаровой, содержащий сварной корпус, дренажный трубопровод, состоящий из внутренней и внешней частей, фланцы под шпиндель и привод пробки, шаровую равнопроходную поворотную на опорах пробку с выполненными по центру ее низа двумя сливными отверстиями, два подпружиненных седла с уплотнительными кольцами и обоймами, установленных с возможностью взаимодействия с поверхностью шаровой пробки, отличающийся тем, что сварной корпус выполнен из двух полукорпусов с входным и выходным патрубками, в которых установлены подпружиненные седла с уплотнительными кольцами и обоймами, внутренняя часть дренажного трубопровода, выполнена в виде кольцевой канавки во внутренней полости одного из полукорпусов крана шарового, поперечное сечение которой не менее поперечного сечения дренажной трубы, применяемой для соответствующего типоразмера крана шарового, при этом толщина стенки полукорпуса, в месте расположения канавки, должна удовлетворять минимальной толщине стенки крана шарового определенного типоразмера и условного давления, участок кольцевой канавки ограничен приваренной к полукорпусу изогнутой накладкой, радиус изгиба которой соответствует радиусу проточки полукорпуса под кольцевую канавку, образуя внутреннюю часть дренажного трубопровода, при этом изогнутая накладка имеет с одной стороны изгиб, отсекающий зону расположения отверстия, соединяющего внутреннюю часть с внешней частью дренажного трубопровода, а внешняя часть дренажного трубопровода выполнена из выходного патрубка, приваренного к корпусу крана шарового.
3. Кран шаровой по п. 1, отличающийся тем, что изогнутая накладка выполнена в виде п-образного профиля.
Описание
Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к кранам шаровым для газовых, магистральных и технологических трубопроводов.
В процессе эксплуатации крана шарового, в результате сезонных и суточных температурных перепадов, происходит конденсация водяных паров с последующим накоплением ее в полости корпуса крана шарового. Присутствие конденсата внутри корпуса крана шарового, при отрицательных температурах окружающей среды, не исключает возможность замерзания конденсата и блокировки пробки крана шарового при страгивании.
Известен шаровой кран по патенту на изобретение RU 2327073 С1, МПК F16K 5/06, публикация 20.06.2008 года.
Шаровой кран, содержащий сварной корпус с входным и выходным патрубками, дренажный трубопровод, фланцы под шпиндель и привод пробки, шаровую равнопроходную поворотную на опорах пробку и два подпружиненных седла с уплотнительными кольцами и обоймами, установленных в патрубки с возможностью взаимодействия с поверхностью шаровой пробки. Шаровая равнопроходная поворотная на опорах пробка различных способов изготовления выполнена с центральной расточной проходного диаметра DN с размером D1 больше внутреннего диаметра магистральной трубы D на длине L1 и с двумя сливными отверстиями с заходными фасками, расположенными у торцов расточки по центру низа пробки, а дренажный трубопровод выполнен из двух частей, внутренней и внешней, из которых внутренняя выполнена в форме криволинейной трубы со скошенным входным и прямым выходным торцом, приваренным к переходу для выхода из корпуса при расположении входного торца по центру низа полукорпуса, а внешняя выполнена из трубы, приваренной к корпусу, шарового запорного крана и выходного патрубка.
Шаровой кран по патенту на изобретение RU 2327073 С1 принят в качестве прототипа.
Недостатком конструкции внутренней части дренажного трубопровода, примененного в известном шаровом кране, является неполный отбор и удаление конденсата из полости крана шарового, так как:
• всасывающее отверстие трубы всегда выше поверхности корпуса на величину толщины трубы и технологических допусков ее изготовления и установки внутри крана;
• всасывающее отверстие расположено в конкретном месте, что не позволяет конденсату, находящемуся вне зоны отверстия, быть удаленным полностью.
Кроме того, использование трубы в качестве отводящего элемента сопряжено с тем, что для ее размещения внутри крана шарового необходимо увеличение габаритов его корпуса, и, как следствие, увеличение металлоемкости и массы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности конструкции крана шарового и снижение затрат при его изготовлении.
Технический результат достигается за счет решения технической задачи, направленной на достижение максимально полного удаления конденсата из полости крана шарового при уменьшении габаритов и металлоемкости, с сохранением его прочностных характеристик.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в кране шаровом, включающем сварной корпус, дренажный трубопровод, состоящий из внутренней и внешней частей, фланцы под шпиндель и привод пробки, шаровую равнопроходную поворотную на опорах пробку с выполненными по центру ее низа двумя сливными отверстиями, два подпружиненных седла с уплотнительными кольцами и обоймами, установленных с возможностью взаимодействия с поверхностью шаровой пробки. Причем сварной корпус выполнен из двух полукорпусов с входным и выходным патрубками, в которых установлены подпружиненные седла с уплотнительными кольцами и обоймами. Внутренняя часть дренажного трубопровода, выполнена в виде кольцевой канавки во внутренней полости одного из полукорпусов крана шарового, поперечное сечение которой не менее поперечного сечения дренажной трубы, применяемого для соответствующего типоразмера крана шарового. При этом толщина стенки полукорпуса, в месте расположения канавки, должна удовлетворять минимальной толщине стенки крана шарового определенного типоразмера и условного давления. Участок кольцевой канавки ограничен приваренной к полукорпусу изогнутой накладкой, радиус изгиба которой соответствует радиусу проточки полукорпуса под кольцевую канавку, образуя внутреннюю часть дренажного трубопровода. При этом изогнутая накладка имеет с одной стороны изгиб отсекающий зону расположения отверстия, соединяющего внутреннюю часть с внешней частью дренажного трубопровода, а внешняя часть дренажного трубопровода выполнена из выходного патрубка, приваренного к корпусу крана шарового. Изогнутая накладка может быть выполнена в виде полосы или П-образного профиля.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что сварной корпус крана шарового выполнен из двух полукорпусов, а функцию внутренней части дренажного трубопровода осуществляет кольцевая канавка, выполненная во внутренней полости одного из полукорпусов крана шарового. Участок кольцевой канавки, ограниченный изогнутой накладкой, приваренной к полукорпусу, образует внутреннюю часть дренажного трубопровода, что обеспечивает максимально полное удаление конденсата, находящегося даже вне зоны всасывающего отверстия, и возможность уменьшения габаритов и металлоемкости крана шарового, с сохранением его прочностных характеристик.
Предлагаемая конструкция шарового крана поясняется следующими чертежами:
• на фиг. 1 изображен общий вид шарового крана в собранном виде;
• на фиг. 2 изображен полукорпус шарового крана с внутренней частью дренажного трубопровода;
• на фиг. 3 изображена внутренняя часть дренажного трубопровода – поперечное сечение А-А;
• на фиг. 4 изображен дренажный трубопровод с профильной накладкой – увеличенный выносной вид Б.
Кран шаровой (фиг. 7, фиг. 3) содержит сварной корпус 1, выполненный из двух полукорпусов 2, 3 с входным и выходным патрубками, дренажный трубопровод, состоящий из внутренней 4 и внешней 5 частей, фланцы под шпиндель 6 и привод 7 пробки, шаровую равнопроходную поворотную на опорах пробку 8 с выполненными по центру ее низа двумя сливными отверстиями 9, два подпружиненных седла 10 с уплотнительными кольцами 11 и обоймами 12, установленных в полукорпусах 2, 3 с возможностью взаимодействия с поверхностью шаровой пробки 8. Внутренняя часть 4 дренажного трубопровода (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) выполнена в виде кольцевой канавки 13 во внутренней полости полукорпуса 3 крана шарового, поперечное сечение которой не менее поперечного сечения дренажной трубы, применяемой для соответствующего типоразмера крана шарового, при этом толщина стенки полукорпуса 3, в месте расположения кольцевой канавки 13, должна удовлетворять минимальной толщине стенки крана шарового определенного типоразмера и условного давления. Участок кольцевой канавки 13 ограничен приваренной к полукорпусу 3 изогнутой накладкой 14, радиус изгиба которой соответствует радиусу проточки полукорпуса 3 под кольцевую канавку 13, образуя внутреннюю часть 4 дренажного трубопровода. При этом изогнутая накладка 14 имеет с одной стороны изгиб 15 отсекающий зону расположения отверстия 16, соединяющего внутреннюю часть 4 с внешней частью 5 дренажного трубопровода. А внешняя часть 5 дренажного трубопровода выполнена из выходного патрубка 17 приваренного к корпусу 1 крана шарового. Изогнутая накладка 14 может быть выполнена в виде полосы (а) фиг. 4) или п-образного профиля (б) фиг. 4).
При расчете глубины кольцевой канавки 13, обеспечивающей минимальную толщину стенки и поперечное сечение внутренней части дренажного трубопровода для определенного типоразмера и условного давления крана шарового устанавливается изогнутая накладка 14 в виде полосы, в противном случае – в виде п-образного профиля.
Шаровой кран с дренажной системой работает следующим образом (фиг. 1, фиг. 3). На действующем трубопроводе удаление конденсата из полости шарового крана осуществляется за счет открытия крана служащего для удаления конденсата, установленного на внешней части 5 дренажного трубопровода. За счет давления рабочей среды конденсат через отверстие 18 подается в замкнутую часть кольцевой канавки 13, а далее через отверстие 16, выходной патрубок 17 и внешнюю часть 5 дренажного трубопровода удаляется из корпуса 1 крана шарового.
Пример конкретного исполнения. На ОАО «Волгограднефтемаш» произвели сборку и испытания опытного образца крана шарового DN 700 PN 125.
В соответствии с нормами СТО «Газпром» для трубопроводной арматуры DN 700 поперечное сечение дренажного трубопровода должно составлять 804 мм2 . В одном из полукорпусов крана шарового выполнили кольцевую канавку с размерами: ширина – 62 мм, глубина – 13 мм на основании расчета, произведенного в зависимости от габаритов полукорпуса и толщины стенки в месте расположения кольцевой канавки. Площадь поперечного сечения кольцевой канавки составила 806 мм2 .
Проведя гидравлические испытания крана шарового убедились в полном удалении конденсата из его внутренней полости. Использование предлагаемой конструкции крана шарового позволит уменьшить габариты полукорпусов, их вес и металлоемкость, существенно упростит сборку, сократит общую трудоемкость, исключив лишние детали и, как следствие, повысит надежность конструкции крана шарового.
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, №6 (75)
