Шаровой кран

 

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и предназначено для перекрытия потока рабочих жидкостей при цементировании скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходными патрубками, шаровую пробку с центральным проходным каналом, подпружиненные к шаровой пробке входное и выходное седла, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель. Во входном патрубке установлена перегородка с цилиндрической глухой расточкой. В расточке расположено входное седло. По периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий. Эти отверстия не совпадают с центральным проходным каналом шаровой пробки. В шаровой пробке выполнены дополнительные каналы. Эти каналы соединяют полость корпуса с центральным каналом. Перпендикулярно центральному проходному каналу выполнено отверстие. В это отверстие установлена полая втулка с уплотнительными кольцами. Изобретение направлено на уменьшение приводного крутящего момента при высоких давлениях рабочей среды и на упрощение обслуживание крана. 3 ил.

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия потока рабочих жидкостей при цементировании скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах.

Известен шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный шар с опорами и проходным каналом, подпружиненные к шару входное и выходное седла с уплотнениями по шару и корпусу. (Патент 2005243 RU, МПК F 16 К 5/20, 1993г.).

Недостатком известного устройства является значительный крутящий момент, т. к. на шаровую пробку со стороны входного патрубка действует высокое давление рабочей среды, прижимая пробку к выходному седлу.

Задачей изобретения является уменьшение приводного крутящего момента при высоком давлении рабочей среды.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку с центральным проходным каналом, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, во входном патрубке установлена перегородка с цилиндрической глухой расточкой, в которой установлено входное седло, по периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий, не совпадающих с центральным проходным каналом шаровой пробки. В шаровой пробке выполнены дополнительные каналы, соединяющие полость корпуса с центральным проходным каналом. Кроме того, перпендикулярно центральному проходному каналу выполнено отверстие, в котором установлена полая втулка с уплотнительными кольцами, соединяющая канал входного седла с каналом выходного седла (при закрытом положении крана).

Предложенная конструкция шарового крана обеспечивает значительное снижение крутящего момента, т. к. во входном патрубке установлена перегородка со сквозными отверстиями, которая перекрывает центральный проходной канал шаровой пробки, а движение рабочей среды осуществляется через сквозные отверстия перегородки. В результате изменения движения рабочей среды высокое давление рабочей среды воздействует только на незначительную поверхность седел в виде цилиндрических поясков. За счет этого сила прижатия седел к шаровой пробке значительно меньше, следовательно, для поворота шаровой пробки требуется крутящий момент меньшей величины.

На фиг.1 изображен шаровой кран, на фиг.2 - шаровой кран, сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - узел Б на фиг.2 ( в увеличенном масштабе).

Шаровой кран состоит из корпуса 1, соосно расположенных входного 2 и выходного 3 патрубков и соответственно установленных в них входного 4 и выходного 5 седел с цилиндрическими поясками 6, шаровой пробки 7 с центральным проходным каналом d₂, находящейся между входным 4 и выходным 5 седлами. Шаровая пробка 7 соединена со шпинделем 8. Входное 4 и выходное 5 седла поджаты к шаровой пробке 7 пружинами 9. Во входном патрубке 2 установлена перегородка 10 с цилиндрической глухой расточкой, в которой установлено входное седло 4. По периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий d₁, не совпадающих с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7. Шаровая пробка 7 имеет дополнительные каналы d₃, соединяющие внутреннюю полость корпуса 1 с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7. Кроме того, в шаровой пробке 6 выполнено отверстие d₄, в котором установлена полая втулка 11 с проходным каналом ₅, который разобщен с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7 двумя уплотнительными кольцами 12.

Работа шарового крана осуществляется следующим образом.

Поворотом шпинделя 8 против часовой стрелки крутящий момент передается на шаровую пробку 7. Поворачиваясь на 90°, шаровая пробка 7 открывает поток рабочей среды в трубопроводе. Рабочая среда из подводящего трубопровода через сквозные отверстия d₁ перегородки 10 попадает во внутреннюю полость корпуса 1, далее по проходным каналам d₃ поступает в центральный проходной канал d₂ и затем через выходное седло 5 в выходной патрубок 3. При положении крана “Открыто” входное седло 4 и выходное седло 5 гидравлически уравновешены и прижимаются к шаровой пробке 7 только пружинами 9. Закрытие крана осуществляется поворотом шаровой пробки 7 в исходное положение. Шаровая пробка 7 перекрывает поток рабочей среды в трубопроводе. Однако рабочая среда через сквозные отверстия d₁ поступает в полость корпуса и центральный проходной канал d₂, и в связи с допустимой негерметичностью между входным седлом 4 и шаровой пробки 7 рабочая среда может попасть в полость входного седла. Предотвращение повышения давления в указанной полости осуществляется за счет утечки рабочей среды через внутренний канал d₅ полой втулки 11 в выходной патрубок 3. Полая втулка 11 устанавливается соосно входному седлу 4 и выходному седлу 5.

Таким образом, такая конструкция шарового крана позволяет уменьшить приводной крутящий момент и упростить обслуживание крана.

Формула изобретения

Шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку с центральным проходным каналом, подпружиненные к шаровой пробке входное и выходное седла, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, отличающийся тем, что во входном патрубке установлена перегородка с цилиндрической глухой расточкой, в которой установлено входное седло, а по периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий, не совпадающих с центральным проходным каналом шаровой пробки, в шаровой пробке выполнены дополнительные каналы, соединяющие полость корпуса с центральным каналом, кроме того, перпендикулярно оси центрального проходного канала выполнено отверстие, в которое установлена полая втулка с уплотнительными кольцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2