способ изготовления шарового крана

Формула изобретения

1. Способ изготовления шарового крана, при котором изготавливают заготовку корпуса с патрубками, сферическую пробку и шток, помещают пробку во внутреннюю полость заготовки и фиксируют ее, после чего помещают заготовку в пресс-форму и производят обжатие, отличающийся тем, что предварительно изготавливают, по меньшей мере, одно седловое уплотнение и вводят его в контакт с пробкой и заготовкой, а обжатие осуществляют с уменьшением диаметра по меньшей мере одного из патрубков относительно диаметра корпуса с образованием сопрягающего участка в виде усеченного конуса либо кругового кольца.

2. Способ изготовления шарового крана по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности заготовки в зоне торцевой поверхности по меньшей мере одного из уплотнений, обращенной от пробки, предварительно выполняют кольцевую канавку остроугольного в продольном сечении заготовки профиля, а обжатие осуществляют до смыкания сторон упомянутой канавки.

3. Способ изготовления шарового крана по п. 1, отличающийся тем, что обжатие повторяют по меньшей мере еще один раз, при этом перед каждым последующим обжатием помещают заготовку в новую пресс-форму.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано для изготовления устройств для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Известен способ изготовления шарового крана выдавливанием корпуса и патрубков из трубчатой заготовки (RU, 2016316, F 16 K 5/06, 1994). Способ реализуется с применением вязкопластичного материала, вызывающего под давлением деформацию материала заготовки. Известен способ (RU, 2156908, F 16 K 5/06, 2000), наиболее близкий к заявляемому по числу совпадающих признаков, при котором шаровой кран изготавливают путем обжатия в пресс-форме. Этот способ пригоден для изготовления кранов, в которых диаметры корпуса и патрубков одинаковы.

Настоящее изобретения решает задачу создания способа, позволяющего выполнить шаровой кран с патрубками, диаметр которых меньше диаметра корпуса, без применения механических операций, наименее трудоемкого и металлоемкого.

Задача решается тем, что в способе изготовления шарового крана, при котором изготавливают заготовку корпуса с патрубками, сферическую пробку и шток, помещают пробку во внутреннюю полость заготовки и фиксируют ее, после чего помещают заготовку в пресс-форму и осуществляют обжатие, предварительно изготавливают по меньшей мере одно седловое уплотнение, вводят его в контакт с пробкой и заготовкой корпуса, а обжатие осуществляют с уменьшением диаметра по меньшей мере одного патрубка относительно диаметра корпуса с образованием сопрягающего участка в виде усеченного конуса либо кругового кольца. Угол при вершине упомянутого конуса может быть обращен как в сторону пробки, так и от нее. Величина угла определяется пластическими свойствами материала заготовки и его толщиной, а также требуемой строительной длиной крана и, как правило, выполняется не более 60^o. Однако способ позволяет выполнить угол и большим упомянутого, причем при угле, равном 90^o, участок заготовки, сопрягающий корпус с патрубком, приобретает вид кругового кольца, расположенного перпендикулярно продольной оси заготовки. В том случае, если для выполнения диаметра патрубка, значительно уменьшенного относительно диаметра корпуса, требуется большое расчетное усилие обжатия, операцию обжатия повторяют по меньшей мере еще раз, при этом меняя пресс-форму. Если и этого недостаточно, то на внутренней поверхности заготовки в зоне торцевой поверхности седлового уплотнения (расположенного со стороны патрубка меньшего диаметра), обращенной от пробки, предварительно выполняют кольцевую канавку остроугольного в продольном сечении корпуса профиля, а обжатие производят до смыкания сторон канавки, при этом патрубок выполняют диаметром, меньшим диаметра корпуса. Выполненная канавка предотвращает излом материала корпуса, позволяет уменьшить энергетические затраты на обжатие и выполнить плавное сопряжение патрубка с корпусом. Угол профиля упомянутой канавки выбирают при этом исходя из пластических свойств материала и получения необходимого соотношения диаметров патрубка и корпуса, но, как правило, значение угла не превышает 30^o. В том случае, если седловое уплотнение выполнено в виде набора элементов, канавку выполняют в зоне торцевой поверхности последнего из элементов, размещенного от пробки. Операция обжатия осуществляется, как правило, при нормальной температуре заготовки предварительно рассчитанным усилием, определяемым пластическими свойствами материала и необходимыми размерами изделия, однако при необходимости заготовка может быть предварительно нагрета.

Изобретение поясняется описанием примера выполнения шарового крана и чертежами.

На фиг.1 изображен продольный разрез шарового крана, изготовленного заявленным способом; на фиг.2 - фрагмент продольного разреза шарового крана с другой формой сопрягающего элемента; на фиг.3 - фрагмент продольного разреза заготовки.

Шаровой кран содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2. Каждый из патрубков выполнен диаметром, меньшим диаметра корпуса, и сопряжен с последним усеченным конусом 3, угол при вершине которого выполнен не более 60^o и обращен в сторону от пробки. В корпусе размещены сферическая пробка 4, а по обе стороны пробки - седловые уплотнения, выполненные в виде набора элементов: упругодеформируемого кольца 5, сдвоенной тарельчатой пружины 6 и поджимающего кольца 7, расположенного таким образом, что внутренняя коническая поверхность сопрягающего элемента контактирует с торцевой поверхностью кольца 7, обращенной от пробки, поджимая уплотнение к пробке. Угол конуса может быть обращен также и в сторону пробки (на чертеже не показан). Сопряжение патрубка с корпусом может быть осуществлено также и посредством кругового кольца 8. Сферическая пробка сопряжена со штоком 9, размещенным в бобышке 10, жестко соединенной с корпусом 1.

Шаровой кран изготавливают заявленным способом. Изготавливают металлическую трубчатую заготовку корпуса 1. Изготавливают и механически обрабатывают сферическую пробку 4, уплотнительные элементы 5, 6 и 7 и шток 9. В заготовке предварительно выполняют отверстие под шток, однако оно может быть выполнено и в уже готовом изделии. На специальной оправке размещают в необходимом порядке пробку и уплотнительные элементы, помещают во внутреннюю полость заготовки и фиксируют их. Заготовку помещают в пресс-форму и производят обжатие с заранее рассчитанным усилием, выполняя при этом патрубок 2 меньшим по отношению к корпусу диаметром и сопряженным с корпусом посредством либо усеченного конуса, либо кругового кольца. При необходимости на внутренней поверхности заготовки в предварительно намеченном месте в зоне торцевой поверхности последнего из элементов уплотнения выполняют кольцевую канавку 11 остроугольного в продольном сечении заготовки профиля. В этом случая обжатие осуществляют до смыкания сторон канавки. Если материал заготовки недостаточно пластичен, а требуемая разница диаметров корпуса и патрубка значительна, обжатие повторяют по меньшей мере еще раз, при этом перед каждым последующим обжатием помещают заготовку в новую пресс-форму. После извлечения из пресс-формы соединяют, например сваркой, бобышку 10 с корпусом 1 и сочленяют шток 9 с пробкой 4. При необходимости производят нарезку резьбы на внутренней поверхности патрубков либо обрабатывают патрубки под приварку.

Шаровой кран работает следующим образом.

В положении "открыт" сферическая пробка расположена таким образом, что ее проходное отверстие совпадает с проходными каналами патрубков и корпуса и рабочая среда свободно проходит через кран. Поворотом штока на угол 90^o посредством привода перемещают пробку таким образом, что она перекрывает путь рабочей среде. Уплотнения, плотно взаимодействующие с пробкой, предотвращают нежелательную протечку рабочей среды.

Изобретение используется для изготовления шаровых кранов для трубопроводов, транспортирующих жидкости и газы.