Шаровой кран для высокотемпературных сред

 

ШАРОВОЙ КРАН ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕД, соцержащий корпус, поворотный сферический запорный орган с каналом цпя прохода рабочей среды н седло, герметично соеь. диненИое с корпусом посрецством упругого эпемента, щнпем в корпусе и в звгнорном . органе выпотшевы по1шюшие ох паждак щую жидкость каналы, а в седпе выполнена кольцевая проточка, стенки которой образуют при контакте седпа и сферическсяч) зшюрного органа камеру сбора утечек, соединенную каналом подвода охлаясдающего газа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы крана путем уменьшения давления рабочей qp&- ды в н абочей полости, о азованноЙ. внутренней поверхностью корпуса, седла и запорного органа, в Открытом и закрытом положениях крана, в седле выпо1Ш«1 канал отвода смеси холодного газа и утечек срещл, сообщенный с камкой : сбора утечек.

СОЮЗ СОВ ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А

3{Я) Р 16 К 49/00 Р 16 К 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH05AV СВРЩЕТЕПЬСТВУ .. = », .: -"-..= /

Ф (54)(57) ШАРОВОЙ КРАН ДЛЯ ВЫСО»

КОТЕМПЕРАТУРНЫХ СРЕД, соцержа щий корпус, поворотный сферический запорный орган с канапом цпя прохоца

Ъ (21) 3408510/25-08 (22) 03.03.82 (46) 28.02.84. Бюп. М 8 (72) В. И. Батов, В. H. Кирипин, H. И. Корепов, В. И. Мирошниченко, А. И. Паромонов, М. В. Попиковский и Ю. М. Сорокин (71) Особое конструкторское бюро института высоких температур

АН СССР (53) 621.646 (088.8) (56) 1. Авторское свицетепьство СССР

% 261411, кп. С 21 В 9/12, 1973.

2. Патент США М 4195655, кп. 137-340, 1980 (прототип). рабочей срепы и седпо, герметично сое » цинениое с корпусом посрецством упругого эпемента, црнчем в корпусе и в за порном органе выпопнены поцающие ох»

С пажца)ощую жнцкость канаки, а в сецпе выпоцнена копьпевая проточка, стенки . которой образуют при контакте сецпа и сферического запорного органа камеру сбора утечек,. соециненную кацапом поцвоца охцажцающего газа, о т и ичающийся тем,что,сцепью повышения нацежности работы крана путем уменьшения цавпения рабочей срецы в нерабочей попости, образованной внутренней поверхностью корпуса, сецпа и запорного органа, в открытом и закры- 3 том попожениях крана, в сецпе выпоцнен канап отвоца смеси хопоцного газа и утечек срецы, сообщенный с камерой .. сбора утечек.

1 107

Изобретение относится к трубопровоцной " арматуре, в частности к шаровому крану, и может быть испопьзовано цпя перекпючения, запирания потока газа, нагретого цо высокой температуры, например, в качестве запорного органа регенеративного теппообменника ипи цругих нагреватепей.

Известен тарепьчатый кпапан, содер>хащий корпус, воцоохпажцаемые запорный орган-тарепь и уппотняющий эпемент со сферическими контактными поверхностями,, цпя обцува которых корпус и крышка снабжены копьдевыми коппекторами с равномерно распопоженными по окружности, отверстиями, и привод с канапом цпя протока хлацаге па, соециненный с запорным органом Г 1 3 .

В известном устройстве внутренний объем кпапана нахоцитая под дпитепьным возцействием высоких параметров (температуры и цавпения) запираемой газовой среды, независимо от попожения запорного органа, поэтому корпус и эпемент уппотнения цпитепьное время будут нахоциться поц возцействием высокой температуры и цавпения газа, что ведет к понижению надежности работы клапана.

Наибопее бпизким к прецпагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту явпяется шаровой кран цпя высокотемпературных срец, соцержащий поворотный сферический запорный орган с канапом цпя прохоца рабочей среды и седпо, герметично соециненное с корпусом посредством упругого эпемента, причем в корпусе и в запорном : органе выпопнены поцающие охпажцающую жицкость канады, а в седпе выпопнена копьдевая проточка, стенки которой образуют при контакте сецпа и сфери ческого запорного органа камеру сбора -. утечек, соединенную канапом поцвоца охпажцающего газа 323.

В канады цпя протока хпацагента по» цается газовая среца поц цавпением, превышающим цавпение запираемой (рабочей} срецы цпя зашиты от проникновения высокотемпературной срецы в нерабочую (внешнюю) попость крана.

Такая конструкция защищает.нерабочую попость от проникновения в него высокотемпературного газа из рабочей попости, снимает небопьшие тепповые потоки и обеспечивает работоспособность крана при запирании срец, нагретых цо 1000 С. Нецостаток указанного крана состоит и в том, что нерабочая попость крана всегца буцет нахоциться при цавпении, бопьшим чем цавпение в рабочей попости высокотемпературной среды. При этом корпус, эпементы уппотнения (копьца, сапьники, прокпацки) корпуса и шпинцепя нахоцятся поц возцействием высокого цавпения газа, что также вецет к ускорению старения попи10 мерных уппотнений, повышению напряжений, понижению цпитепьной прочности и надежности.

Цепь изобретения - повышение нацежности работы крана путем уменьшения

15 цавпения рабочей срецы в нерабочей попости, образованной внутренней поверх-, ностью корпуса, седпа и запорного орга- на, в открытом и закрытом попожениях крана.

20 . Поставпенная цепь достигается тем, что в шаровом кране цпя высокотемпературных срец, соцержащем корпус, поворотный сферический запорный орган с каналом дпя прохоца рабочей срецы и

25 сецпо, герметично соециненное с корпусом посредством упругого элемента, причем в корпусе и в запорном органе выпопнены поцающие охпажцающую жицкость каналы, а в сецпе выпопнена копьдевая проточка, стенки которой образуют при контакте сецпа и запорного органа камеру сбора утечек, соединенную канапом поцвоца охпажцающего газа, в седпе выпопнен канап отвоца смеси хопоцного газа и утечек среды, сообщенный с камерой сбора утечек.

На чертеже изображен шаровой кран цля высокотемпературных сред, разрез.

Устройство содержит корпус 1, сфери ческий запорный эпемент в вице шара 2 с канапом 3 цпя прохо>кцения рабочей среды, самоустанавливающиеся сецпа 4, каждое из которых герметично соецине4 но с корпусом посредством упругого эпемента 5, и шпинцепь 6 цпя поворота шара 2.

В корпусе 1, шаре 2 и шпинцепях 6 выпопнены канапы 7 цпя протока охпаж50 цающей жицкости (воцы). Упругие эпементы 5 образуют межцу собой и корпусом 1 герметичную попость 8, соединенную штудерами 8 подвоца и отвоца

soma. В сецпе 4 выпопнена копьдевая проточка, стенки которой образуют при контакте седпа и шара камеру 10 сбора утечек высокотемпературной срецы, со; обшенную канапами поцвоца 11 хопоцного газа и отвоца 12 смеси хопоцного газа

3 10766 и утечек срецы за прецепы шарового крана. Камера 10 сбора утечек раэцепяет внутренний объем крана на рабочую (внутреннюю) 13 и нерабочую (внешнюю)

14 попости. Корпус 1 и шпинцепи соцержат полимерные уппотнитепьные эпементы 15.

Устройство работает спецующим образом.

Перец поцачей высокотемпературно- t0 го газа вкпючают систему охцажцения и поцают воцу в канопы 7 и штуцеры 9, охлажцая корпус 1, шар 2, сецпа 4, шпинцепи 6, упругие элементы 5 и уппотняющие эпементы 15. 15

Во время работы при открытом попожении шара 2 газ, нагретый, например, цо

1500-2000 С при аавпении 30-50 кгс/ см прохоцит через прохоцное сечение шара 2 и эапопняет внутреннюю (рабо- що чую ) попость 13. Из внутренней попости 13 возможны утечки газа через неппотности контактирующих поверхноотей во внешнюю (нерабочую) попость 14.

При этом возможные утечки газа, . 2 имеющие высокую температуру и цавпение, попапают в камеру 10 сбора утечек, гце происхоцит его перемешивание с поступающим по канапу 11 хопоцным газом, имеющим, например, температуру 30-60 С и цавпение 25 кгс/см..Поспе чего перемешанный гаэ отвоцится из камеры по канапу 12 за прецепы шарового крана. В этом спу-. чае возможны утечки перемешанного газа во внешнюю попость 14. Оцнако температура и цавпение его буцут сущесъ83 4 венно ниже, чем в рабочей попости 13 за счет разбавпения холоцным газом низкого цавпения. Поццержание требуемой температуры и цавцения в нерабочей попости 14 осуществцяется путем регупирования цавпения, температуры ипи рао» хоца хопоцного газа, прохоцящего через камеру 10 сбора .утечек.

При уменьшении цавпения в камере 10 сбора утечек соответственно уменьшается цавпение и во внешней поцости 14, при этом увепичивается суммарный перепац цавпения, цействующий на сецпо в сторону шара, что увепичивает усипие контакта и ппотность межцу уппотняющими поверхностями сецца 4 и шара 2.

В закрытом попожении шаровой кран работает анапогично открытому поцожению.

Перец переключением крана из оцного попожения в цругое перекрывают канапы поцвоца 11 хоцоцного газа и оввоца 12 смеси утечек и хопоцного газа, уменьшают усипие поцжатия сецпа 4.

Испопьзование прецаагаемого шарового крана позвопяет существенно снизить цавпение газа во внешней (неребочей) попости крана, уменьшить напряжение в корпусе и эпементах уппотнения, повысить цпитепьную прочность, нацежность, ресурс работы, a òaêæå пцотность контакта межцу контактирующими поверхностями сецпа и шара, снизить усицие поцжатия сецпа и искпючить впияние хопоцного газа на параметры и состав рабочей срецы.

1076683

Составитепь А. Бирюкова

Техрец М.Надь Корректор В. Бутяга

Рецактор А. Мотыпь

Поц исное

Фипиап ППП Патент", г. Ужгороц, уп. Проектная, 4

Заказ 714/35 Тираж 913

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5