Задвижки с выдвижным и не выдвижным шпинделем
Размещение системы винт-гайка в задвижке в идеальном случае должно было бы обеспечивать одновременно компактность задвижки и легкий доступ к резьбовой паре для подачи смазки и проведения текущего ремонта без разборки.
С точки зрения компактности предпочтительнее размещать ходовую гайку непосредственно на затворе. При этом шпиндель совершает только вращательное движение и поэтому задвижка имеет минимальную высоту, определяемую только ходом затвора и длиной сальника.
Такая конструкция задвижек получила название «задвижки с невыдвижным шпинделем». Они достаточно широко распространены.
Однако такое конструктивное решение имеет недостатки: резьбовая пара находится непосредственно под воздействием рабочей среды; ухудшается работа сальника; доступ для осмотра и ремонта системы винт-гайка затруднен.
Работа резьбовой пары непосредственно в рабочей среде практически исключает применение задвижек с невыдвижным шпинделем как на агрессивных средах из-за опасности появления коррозии и связанным с ней разрушением или заеданием пары, так и на трубопроводах с высокой температурой рабочей среды вследствие того, что за счет неравномерного теплового расширения шпинделя и гайки возможно заедание резьбы. Все это существенно снижает надежность резьбовой пары, увеличивает ее износ, что, в конечном счете, приводит к уменьшению гарантированного срока службы задвижки.
В свою очередь вращательное движение шпинделя увеличивает износ сальниковой набивки, что снижает надежность сальника, и поэтому в зависимости от диаметра шпинделя и скорости его вращения иногда следует применять специальные набивочные материалы.
Размещение системы винт-гайка в рабочей среде в условиях эксплуатации также весьма невыгодно, так как для ремонта пары требуется перекрывать трубопровод, спускать рабочую среду и разбирать задвижки. Кроме того, из-за отсутствия возможности подать смазку непосредственно на трущиеся поверхности винтовой пары увеличиваются усилия, необходимые для перемещения затвора.
Учитывая недостатки задвижек с невыдвижным шпинделем, стали применять конструкции, в которых ходовая гайка закреплена на стойке или непосредственно в приводе, т. е. вне рабочей полости корпуса. В этих конструкциях шпиндель совершает только поступательное движение и перемещается вместе с затвором, как бы «выдвигаясь» из задвижки. В задвижках с выдвижным шпинделем исключены недостатки, связанные с воздействием рабочей среды. Поступательное движение шпинделя обеспечивает наилучший режим работы сальникового уплотнительного устройства. Доступ для осмотра и ремонта резьбовой пары удобен. Такая конструкция задвижек позволяет заменять изношенную ходовую гайку, не демонтируя задвижку, а иногда и не останавливая процесс. Кроме того, предусмотрена возможность качественной смазки трущихся частей.
Тем не менее, в конструкциях с выдвижным шпинделем имеются некоторые недостатки, например увеличение высоты задвижки (за счет выхода шпинделя). Кроме того, необходимость каким-либо способом защищать от загрязнения и коррозии выступающую резьбовую часть шпинделя, а также предохранять шпиндель от механических повреждений или ударов, которые, могут разрушить резьбу. Помимо этого, при монтаже над задвижкой приходится предусматривать свободное место, что не очень удобно при ее установке на одном из пересекающихся трубопроводов.
Выбор типа задвижек
При выборе конструктивного типа задвижек следует учитывать: рабочую среду (жидкость, газ, эмульсии и др.); ее химический состав (агрессивность, наличие абразивных включений и т. д.); давление и температуру рабочей среды; обоснованные требования к герметичности затвора; диаметр трубопровода.
Не рекомендуется применять задвижки для работы в кристаллизирующихся средах или средах, содержащих твердые частицы.
Клиновые задвижки с цельным клином предназначены в основном для герметичного перекрытия трубопроводов с большим рабочим давлением неагрессивной среды как жидкой (в том числе нефть и нефтепродукты), так и газообразной. При повышенных требованиях к герметичности в условиях эксплуатации требуется постоянно наблюдать за состоянием уплотнительных поверхностей.
Клиновые задвижки с упругим клином применяют в основном для герметичного перекрывания трубопроводов с нефтяными и газовыми средами высокой температуры и большим рабочим давлением среды. Применять задвижки этого типа для работы в кристаллизующихся средах или в средах с механическими примесями не рекомендуется.
Задвижки с составным клином рекомендуют в основном для трубопроводов со средним рабочим давлением среды как жидкой, так и газообразной, без твердых и абразивных включений. Температура рабочей среды устанавливается в зависимости от материалов уплотнительных поверхностей затвора.
Параллельные задвижки предназначены для установки на трубопроводах в процессах, в которых не требуется достаточно герметичного перекрывания трубопровода при больших значениях рабочего давления. Среда может содержать небольшое количество механических примесей.
Однодисковые задвижки (шиберные) применяют, как правило; для трубопроводов с высокой температурой и средней величиной давления рабочей среды, в которых требуется пропустить среду при неполном перекрывании трубопровода. При повышенных требованиях к герметичности перекрытия прохода наиболее приемлемая среда — некристаллизующиеся жидкости с достаточно большой вязкостью, например нефть, мазуты и др.
Двухдисковые задвижки рекомендуют для герметичного перекрывания трубопроводов со средним давлением рабочей среды (как жидкой, так и газообразной), содержащей небольшое количество механических примесей. Температура среды зависит от материала уплотнительных поверхностей затвора.
Задвижки с эластичным уплотнением затвора предназначены в основном для герметичного перекрывания трубопровода с низкой температурой и средним давлением рабочей среды как жидкой, так и газообразной. Максимальная температура среды ограничивается стойкостью эластичных материалов уплотнения затвора.
Задвижки с гуммированным покрытием внутренней полости применяют для герметичного перекрывания трубопроводов с рабочими средами, имеющими повышенную агрессивность при невысоких рабочих температурах, а также содержащими абразивные включения.
Задвижки с обводом (байпасом) используют в основном для трубопроводов с высокими давлениями рабочей среды.
Вентили
К вентилям относят запорную арматуру с поступательным перемещением затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. Затвор перемещается, как правило, при помощи системы винт-ходовая гайка. Если к надежности и герметичности перекрытия прохода предъявляются высокие требования, широко применяют вентили для перекрывания потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов до 300 мм (а в некоторых случаях и до 400 мм) при рабочих давлениях до 2500 кгс/см2 и температурах сред от -200 до +450 °С.
Иногда, в отличие от задвижек и кранов, на базе вентилей достаточно просто могут быть созданы дросселирующие устройства с любой расходной характеристикой.
По сравнению с другими видами запорной арматуры вентили имеют следующие преимущества: возможность работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших величинах рабочих давлений; простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации; меньший ход золотника (по сравнению с задвижками), необходимый для полного перекрытия прохода (обычно 0,25 DУ); относительно небольшие габаритные размеры и масса; применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей среды; герметичность перекрытия прохода; использование в качестве регулирующего органа; установка на трубопроводе в любом положении (вертикальном или горизонтальном); исключение возможности возникновения гидравлического удара.
Для перекрытия потоков в трубопроводах с небольшими условными проходами (до 250 мм) и высокими перепадами давлений наряду с клапанами широко применяют вентили. Изготовление вентилей экономически целесообразно, так как их габаритные размеры, масса и стоимость при малых условных диаметрах ниже, чем аналогичных задвижек.
К недостаткам, общим для всех конструкций вентилей, относятся: высокое гидравлическое сопротивление (по сравнению с задвижками, дисковыми затворами и кранами); невозможность применения на потоках сильно загрязненных сред, а также на средах с высокой вязкостью; большая строительная длина (по сравнению с задвижками и дисковыми затворами); подача среды только в одном направлении, определяемом конструкцией вентиля.
Если сравнивать вентили с другими видами запорной арматуры (задвижками, дисковыми затворами, кранами), применяемыми для перекрытия потоков сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов 250 мм и более, то они имеют большие массу, габаритные размеры и, следовательно, большую стоимость.
Вследствие того, что усилия, возникающие на золотнике под действием перепада давлений, действуют по оси шпинделя, в вентилях с большим диаметром условного прохода возрастают усилия трения в резьбе и возникает необходимость применения мощных приводов. Кроме того, применение вентилей на магистральных трубопроводах из-за их большого гидравлического сопротивления вряд ли рационально, так как это требует повышения мощности перекачивающего оборудования для повышения давления на входе системы. Отсюда дополнительные затраты, повышение расхода электроэнергии и т. п.
Рис. 13.17. Проходной вентиль с золотником тарельчатого типа:
1-корпус; 2-седло; 3-золотник; 4-шпиндель; 5-крышка; 6-сальник; 7-стойка; 8-ходовая гайка; 9-маховик
Вентиль (рис.13.17) состоит из корпуса 1, в котором смонтирован узел затвора, верхней крышки 5 с сальниковым устройством 6 и шпинделя 4. Внутренние поверхности корпуса 1 и верхней крышки 5 образуют рабочую полость вентиля Корпус вентиля, представляющий собой литую конструкций, симметричную относительно продольной плоскости, снабжен двумя соосными патрубками имеющими фланцы для присоединения к трубопроводу. Узел затвора, состоящий из золотника 3 и кольцевого седла 2, предназначен для перекрытия потока среды. Золотник по форме представляет собой тело вращения с плоским основанием, на котором закреплено уплотнительное кольцо, изготовленное из металла, резины или фторопласта.
Конструкция узла соединения золотника 3 со шпинделем 4 обеспечивает возможность смещения оси тарелки по отношению к оси шпинделя, что способствует плотному прилеганию уплотнительного кольца золотника к седлу. Рабочая среда подается через входной патрубок (в данном случае под золотник).
Уплотнение в месте выхода шпинделя из рабочей полости осуществляется сальником 6, конструкция которого не отличается от конструкции сальниковых устройств, применяемых в других видах запорной арматуры. Несмотря на то, что для полного закрытия вентиля приходится преодолевать усилия среды, такое конструктивное решение позволяет заменить набивку сальника без отключения линии (при закрытом положении затвора). Можно заменить сальниковую набивку и при открытом положении затвора. Для этой цели предусматривается верхнее уплотнение. В верхней части золотника имеется коническая ласка в крышке-соответствующая проточка, которая выполняет роль уплотнительного седла. Когда шпиндель полностью поднят, эти конические поверхности соприкасаются и прекращают доступ среды по шпинделю к сальнику. Когда сальник необходимо перенабить без остановки технологического процесса, это уплотнение выполняют более тщательно. Уплотнительные поверхности наплавляют специальными сплавами, а затем при сборке вентиля притирают.
В качестве привода использован маховик 9, соединенный со шпинделем. При вращении маховика золотник приходит в движение и перекрывает проход.
Система винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения маховика привода в поступательное перемещение шпинделя. При монтаже вентилей предусматривают дополнительное свободное место с учетом хода шпинделя, а также защищают резьбовую часть шпинделя от загрязнений механических повреждений резьбы. Ходовая гайка (см. рис 13.17.) жестко крепится в верхней части бугельской стойки. При этом шток (шпиндель), совершая поступательное движение, еще и вращается. Это несколько ухудшает работу сальникового уплотнения.
Конструкции вентилей классифицируют по нескольким признакам, так как пои проектировании различных технологических установок и схем, помимо гидравлических характеристик вентилей, большое значение имеет способ его монтажа на трубопроводе.
По конструкции корпуса вентили подразделяют на проходные, прямоточные угловые и смесительные. По назначению их классифицируют на запорные запорно-регулирующие и специальные. В свою очередь регулирующие вентили подразделяют по конструкции дроссельных устройств на вентили с профилированными золотниками и игольчатые. Аналогично запорные вентили по конструкции затворов (золотников) подразделяют на вентили тарельчатые и диафрагмовые, а по способу уплотнения шпинделя - на сальниковые.
Приведенная классификация достаточно полно учитывает все остальные конструктивные типы вентилей. Ниже рассмотрены некоторые из наиболее часто встречающихся конструкций.
Рис. 13.18. Вентиль запорный:
1-маховик из кованной стали; 2-особая конструкция сальника позволяет заменять уплотнитель; 3-болтовые соединения для задвижек с PN от 1,6 до 10,0 МПа (класс от 150 до 600lb); соединительное кольцо для PN 16,0 МПа (класс 900 и выше) и для PN 8,0 - 10,0 МПа (класс 600); 4-конструкция герметичного штока с коническим сужением поверхности позволяет менять уплотнение при полностью открытом вентиле; 5-сферическая или плоская поверхность; 6-поверхность седла с напылением из стеллита №6 является стандартной конструкцией.
Рис. 13.19 Вентиль запорный с преднапряженным уплотнением
1-многочастевое упорное кольцо надежно удерживает внутреннее давление; 2- упорное кольцо предотвращает деформацию уплотнителя; 3-вставка из нержавеющей стали обеспечивает бесшумность и коррозионную сопротивляемость; 4- уплотнение из ковкой стали обеспечивает большую площадь контакта, повышая надежность уплотнения; 5-уплотнительное кольцо седла с напылением из стеллита №6 является стандартной конструкцией.
Проходные вентили
Проходными называют вентили, которые имеют корпус с соосными или параллельными патрубками. Они предназначены для установки в прямолинейных трубопроводах, широко применяются в практике и имеют преимущества, общие для всех вентилей.
Проходные вентили имеют недостатки: относительно высокое гидравлическое сопротивление; наличие зоны застоя; большие строительные размеры; сложность конструкции корпуса и относительно большую массу.
Высокое гидравлическое сопротивление корпуса обусловливается тем, что поток рабочей среды делает, по крайней мере, два поворота. Это соответственно и увеличивает потери энергии. В нижней части корпуса, как правило, образуется зона застоя, которая является местом скопления твердых частиц, различных включений и др. В современных конструкциях проходных вентилей образование зоны застоя пытаются исключить специальными закругленными формами внутренней полости корпуса.
Большие строительные размеры корпусов проходных вентилей обусловливаются их конструкцией. Корпусы в вентилях с фланцевым и линзовым присоединениями к трубопроводу имеют наибольшие диаметры.
Проходной вентиль (рис 13.20) состоит из литого корпуса 1, на перемычке которого закреплено седло 2. К корпусу крепится крышка 4 отлитая вместе с бугельной стойкой. На крышке смонтированы сальник и ходовая гайка б, в которую ввинчен шпиндель 5. Последний связан с золотником 3 тарельчатого типа. Герметизация прохода в закрытом положении осуществляется по торцовой поверхности седла 2 и уплотнительного кольца, закрепленного на золотнике. Маховик закрепляют на шпинделе, который при вращении маховика совершает винтовое движение. Конец шпинделя, связанный с золотником, закруглен и упирается в подпятник. Это обеспечивает самоустановку золотника по седлу, что устраняет перекосы и негерметичность и практически исключает вращение уплотняющего кольца по торцу седла после их соприкосновения. Ходовая гайка предохраняется от вращения при помощи неподвижного шпоночного соединения или винтовым стопором.
Для уплотнения между крышкой и корпусом устанавливают прокладку, закрепленную между фланцами корпуса и крышки.
Нижняя часть корпуса усилена ребром жесткости, что увеличивает его сопротивление моменту изгиба, возникающего обычно при неправильном монтаже вентилей на трубопроводе. В целях уменьшения гидравлического сопротивления внутренняя полость корпуса вентиля выполнена закругленной. Подобная конструкция проходных вентилей наиболее распространена (за исключением золотника, конструкций которых очень много).
Рис. 13.20. Проходной запорный вентиль с усиленным золотником:
1-корпус; 2-седло; 3-золотник; 4-крышка со стойкой; 5-шпиндель; 6-ходовая гайка; 7-маховик.
Краны
Кран - запорное устройство, в котором подвижная деталь затвора (пробка) имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска погона, для перекрытия которого вращается вокруг своей оси.
Любой кран имеет две основные детали: неподвижную (корпус) и вращающуюся (пробку).
В зависимости от геометрической формы уплотнительных поверхностей пробки и корпуса (затвора) краны разделяют на три основных типа: конические (рис. 13.21,а), цилиндрические (рис. 13.21, б) и шаровые (или со сферическим затвором) (рис. 13.21, в).
Надо отметить, что конические краны — наиболее древний вид арматуры, известный еще во времена Римской империи. Правда, у современных кранов конусность пробки равна 8-10°, в то время как у античных бронзовых кранов она составляла примерно 2°.
Однако краны классифицируют и по другим конструктивным признакам, например: по способу создания удельного давления на уплотнительных поверхностях, по форме окна прохода пробки, по числу проходов, по наличию или отсутствию сужения прохода, по типу управления и привода, по материалу уплотнительных поверхностей и т. д.
Конические краны
Конусность пробки (корпуса) конических кранов в практике отечественного и зарубежного арматуростроения принимают обычно 1:6 или 1:7. При назначении конусности руководствуются следующими соображениями: чем меньше угол конусности, тем меньшее осевое усилие вдоль пробки требуется для создания на уплотнительных поверхностях необходимого удельного давления, обеспечивающего герметичность. Однако при этом возрастает опасность заклинивания пробки в корпусе и возможность задира уплотнительных поверхностей. При увеличении угла конусности наблюдается обратная картина.
Поэтому краны из материалов, имеющих хорошие антифрикционные свойства (например, чугун, латунь, бронза), имеют конусность 1:7, при этом легче создать необходимое удельное давление на уплотнительных поверхностях и получить требуемую герметичность.
Краны, изготовленные из труднопритирающихся материалов, а также из материалов, склонных к задиранию, имеют, как правило, конусность 1:6.
|
Рис. 13.21. Краны:
а-конический; б-с цилиндрическим затвором: 1-пробка, 2-корпус, 3-сальник, 4-крышка; в - шаровой со смазкой: 1-уплотнительное кольцо; 2-крышка; 3-пробка; 4-корпус; 5-привод.
Как уже указывалось, для достижения герметичности в затворе необходимо создать определенное удельное давление между корпусом и пробкой. В зависимости от способа создания этого давления краны с коническим затвором можно подразделить на основные конструктивные типы: натяжные, сальниковые, краны со смазкой и краны с прижимом (или с подъемом) пробки.
Натяжные краны
Натяжные краны - из конических кранов простейшие по своей конструкции. Их подразделяют по способу создания удельного давления между корпусом и пробкой. Кран с затяжкой и резьбовым соединением (рис. 13.22, а) состоит из корпуса 1, пробки 2, упорной шайбы 3 и натяжной гайки 4. Пробка сверху имеет хвостовик с квадратом, на который накидывается ключ для управления краном, снизу - ось с резьбой. Упорная шайба садится на ось пробки и вращается вместе с ней благодаря одной или двум лыскам, через которые передается вращение от пробки. При затяжке гайки шайба образует опору, в которую упирается гайка, и передает усилие затяжки на нижний торец корпуса. Кроме того, на шайбе имеются обычно выступы 5, которые вместе с упорами 6 на корпусе крана ограничивают поворот пробки в пределах 90° (от открытого до закрытого положения).
Преимущество кранов с затяжкой через резьбу заключается в простоте конструкции, в отсутствии такого сравнительно сложного в изготовлении и нестабильного по свойствам элемента, как пружина, а также в удобстве и простоте регулировки усилия затяжки. Поэтому такие краны широко применяют и в быту (например, кухонные газовые краны).
В натяжном кране с пружиной (рис. 13.22,б) усилие затяжки создается пружиной1, упирающейся в крышку 2.
Краны этой конструкции применяют тогда, когда необходимо их часто обслуживать, подтягивать резьбовые соединения и поэтому выгоднее пойти на некоторое усложнение конструкции для облегчения эксплуатации.
В конструкции натяжного крана с затяжкой через упругую прокладку (рис. 13.22,в) точно установить и отрегулировать усилие затяжки сложно. Поэтому такие краны применяют главным образом для сыпучих или вязких сред, где не требуется высокая герметичность как для жидкости или газа. Для отжима пробки и регулировки затяжки используется болт 2.
Натяжные краны герметичны по отношению к окружающей среде в той же степени, как и в затворе, т. к. и та и другая герметичность достигается путем создания удельного давления на уплотнительных поверхностях. Натяжные краны не имеют как правило, специальных уплотнительных устройств, предохраняющих от пропуска рабочей среды в окружающее пространство. Вследствие этого натяжные краны применяют главным образом для низких рабочих давлений (до 10 кгс/см2) или для сред, пропуск которых в окружающую среду не опасен.
Рис. 13.22. Натяжные краны:
а - муфтовый с резьбовой затяжкой: 1-корпус, 2-пробка, 3-упорная шайба, 4-натяжная гайка, 5-выступ, 6-упор; б-затяжкой пружиной: 1-пружина, 2-крышка, 3-корпус, 4-пробка, 5-рукоятка управления; в - с затяжкой через упругую прокладку: 1-корпус, 2-болт, 3-пробка, 4-крышка; 5-упругая прокладка.
Сальниковые краны
Сальниковые краны характеризуются не наличием сальника вообще, а тем, что необходимые для герметичности удельные давления на конических уплотнительных поверхностях корпуса и пробки создаются при затяжке сальника. Усилие затяжки сальника передается на пробку, прижимая ее к седлу.
Рис. 13.23. Конический сальниковый кран:
1-корпус; 2-пробка; 3-поднабивочная шайба; 4-набивка; 5-сальник; 6-гайка; 7-анкерный болт; 8-отжимной болт.
Конический сальниковый кран (рис.13.23) состоит из корпуса 1, пробки 2, поднабивочной шайбы 3, набивки 4 и сальника 5.
Затвор и сальниковый узел герметизируют затяжкой гаек анкерных болтов 7. В сальниковых кранах с условным проходом 40 мм и выше обычно применяют отжимной болт 8. При слишком сильной затяжке сальника пробку трудно повернуть. Назначение болта 8- слегка отжать пробку для облегчения поворота.
Однако практически при перетяжке сальника отжать пробку болтом не всегда удается. При этом приходится ослаблять еще и затяжку сальниковых болтов. Поэтому отжимной болт в основном используют для отжима пробки при заклинивании или «прикипании» конической пары (такие случаи бывают, когда кран долго не срабатывает). Применение отжимного болта имеет недостаток: создается лишнее отверстие в корпусе, через которое возможен пропуск среды. Для повышения надежности конструкции иногда используют контргайку или цилиндрическую крышку с герметизирующей прокладкой.
Сальниковые краны обеспечивают более надежную защиту от утечки рабочей среды в атмосферу (благодаря сальнику), но имеют быстроизнашивающийся элемент - мягкую набивку. В связи с этим сальниковые краны применяют на более высокие параметры среды по сравнению с натяжными кранами. Однако сальниковые краны требуют более частого обслуживания (подтяжка сальника по мере износа набивки и смена набивки сальника при необходимости).
Основное принципиальное преимущество сальниковых кранов - соединение в одном элементе уплотнения хвостовика и средства затяжки пробки на герметичность. Однако соединение двух функций в одном элементе может стать и недостатком при неправильном выборе конструктивных параметров в процессе проектирования крана. Иногда бывает, что в кранах средних и больших проходов ширина сальниковой камеры настолько велика, что для затяжки сальника на герметичность требуется большое усилие. Это усилие (без учета сил трения) передается на пробку и создает значительные удельные давления на уплотнительных поверхностях. При этом момент, необходимый для поворота пробки, может оказаться настолько большим, что кран трудно будет открыть.
Сальниковые краны, как правило, широко применяют на жидких и газообразных средах при давлениях в трубопроводе 6-40 кгс/см2.
Краны со смазкой
Рис. 13.24. Кран со смазкой сальникового типа:
1-корпус; 2-пробка; 3-вертикальная канавка в корпусе; 4-крышка; 5- поднабивочная шайба; 6- набивка; 7-сальник; 8-болт для продавливания смазки; 9-центральный смазочный канал; шариковый обратный клапан; 11- горизонтальная уплотнительная проточка; 12-вертикальная канавка в пробке
При давлениях среды свыше 40 кгс/см2 на пробку крана действуют большие усилия, прижимающие ее к уплотнительной поверхности корпуса. Это усилие прямо пропорционально квадрату диаметра проходного сечения.
Поэтому при средних и больших проходах моменты, необходимые для управления краном, резко увеличиваются. Кроме того, при высоких давлениях среды удельные давления на уплотнительных поверхностях возрастают до таких значений, при которых задирание контатирующих поверхностей при повороте становится серьезной опасностью. Эти причины, а также необходимость в защите уплотнительных поверхностей от коррозии вызвали появление кранов со смазкой, изобретенных шведским инженером Нордштромом.
Конструкция такого крана (рис. 13.21) аналогична обычным сальниковым кранам и состоит из корпуса 1, пробки 2, крышки 4, поднабивочной шайбы 5, набивки 6 и сальника 7. Новым элементом является только система смазки.
Смазку набивают в центральный канал 9 хвостовика пробки. При завинчивании болта 8 смазка через горизонтальное сверление продавливается в кольцевую уплотнительную проточку 11 на пробке, а оттуда через четыре вертикальные узкие канавки 3 на корпусе крана в канавки 12, расположенные по обе стороны окна пробки. При повороте пробки вертикальные канавки 12 разъединяются с горизонтальной проточкой 11. Поэтому рабочая среда под давлением не может выдавить смазку из системы при прохождении канавки 12 через окно прохода в корпусе крана.
В процессе работы крана смазка частично выдавливается в проход и вымывается средой, поэтому ее необходимо периодически добавлять. Для предотвращения выдавливания смазки через канал 9 при вывинчивании болта 8 используют шариковый обратный клапан 10.
Чтобы продавить высоковязкую смазку через длинную систему узких канавок, необходимо высокое давление. На кранах больших проходов, где длина смазочных канавок особенно велика, для подачи смазки к уплотнительным поверхностям иногда применяют мультипликаторы давления".
Недостатком кранов со смазкой по сравнению с другими кранами, кроме сложности конструкции, является необходимость периодической набивки смазки. Однако при качественном изготовлении уплотнительных поверхностей и необходимых свойствах смазки обслуживание таких кранов не представляет трудностей.
Нельзя не отметить, что изготовление и применение кранов со смазкой при проходе свыше 300 мм уже нерационально из-за технологических трудностей подгонки конусов больших размеров. При таких размерах выгодно использовать шаровые краны.
Краны шаровые
Кран шаровой с плавающей пробкой представлен в 2-хсериях: БА с –частевым корпусом и серия Б с 2-частевым корпусом.
Кран шаровой серии БА (рис. 13.25.)отличается цельнолитным корпусом и резьбовым фиксатором пробки. Типоразмеры от 15-250 мм, диапазон давлений от 1,6 до 4,0 МПа, рабочие температуры от -46 до +200 0С. Краны отвечают требованиям пожаробезопасности стандартов BS 6755 и API 607. Стандартная конструкция включает герметичный шток, антистатическое и блокирующее устройства. В стандартную конструкцию включен ручной привод, но кран оборудован адаптером, который позволяет устанавливать механический, электрический или пневматический приводы.
Рис. 13.25. Кран шаровой серии БА
Кран шаровой серии Б (рис.13.26.). Эта серия кранов отличается 2-составным скручивающимся корпусом из углеродистой стали, плавающим шаром и фланцевым присоединением. Типоразмеры от 15 до 300 мм, с полным и редуцируемым проходом. Диапазон давлений от 1,6 до 4,0 МПа (класс по ANSI от 150 до 300), рабочих температур от -46 до +200 0С. Серия Б отвечает требованиям пожаробезопасности (стандарты BS 5351, 6755 и API 607). Пожарная безопасность кранов шаровых серии Б подтверждена Регистрационной палатой Ллойда.
Стандарт NACE MR0175 предусматривает использование данных кранов в среде с высоким содержанием H2S. Имеется широкий выбор мягких уплотнительных материалов: Teflon, PEEK, Delrin, Polyphenylene, которые подходят для всех рабочих температур и давлений.
Стандартная конструкция крана включает: герметичный шток, антистатическое и блокирующее устройство. В стандартную конструкцию включен ручной привод, но кран также оборудован адаптером, который позволяет устанавливать механический, электрический или пневматический приводы.
Краны шаровые серии Б могут иметь криогенную и металлическую конструкцию седла для применения в рабочих температурах ниже -196 °С или выше +400 0С.
Рис.13.26. Кран шаровой серии Б
Кран шаровой с пробкой в опорах и литым корпусом представлен двумя основными сериями:
- серия БТ (2 - частевая конструкция, пробка в опорах, литой корпус);
- серия БЕ (сборная конструкция с верхним проходом, литой корпус).
Краны серии БТ (рис.13.27.) обеспечивают превосходную герметичность для сред с повышенной температурой и давлением. Типоразмеры от 50 до 600 мм, рабочие температуры от -46 до +200 0С, давления от 1,6 до 25,0 МПа.
Краны сконструированы и изготовлены в соответствии со спецификациями API 6D, имеют сертификаты пожарной безопасности от BS 6755 и API 6FA и сертифицированы регистрационной палатой Ллойда. Краны шаровые серии БТ подходят практически для всех нефтегазовых предприятий.
Все краны серии БТ оснащены пробкой в опорах и уникальным преднапряженным пружинным уплотнением, что обеспечивает герметизацию крана даже при низком давлении среды.
Благодаря уникальной конструкции, краны этой серии будут лучшим решением для работы при высоких давлениях.
Рис. 13.27. Кран шаровой серии БТ
Краны шаровые серии БЕ (рис. 13.28.) представлены типоразмерами от 50 до 600 мм. Рабочие температуры от -46 до +200 °C, давления от 8,0 до 25,0 МПа
Краны сконструированы и изготовлены по стандартам BS 6755 и API 6FA.
Отличительной конструктивной особенностью данных кранов является верхний разъём крана, который позволяет производить текущий ремонт крана без демонтажа из трубопровода.
Из-за того, что шаровая пробка блокирует рабочие потоки независимо от течения среды, эта серия обеспечивает двойное запирание и защиту от утечек.
Дополнительная система аварийной подачи уплотнителя для штока и седла гарантирует быстрое прекращение протечки седла или штока.
Рис. 13.28. Кран шаровой серии БЕ