Многоходовые и угловые краны

Все рассмотренные выше конструкции конических кранов представ­ляли собой проходные краны, имеющие входной и выходной патрубки на общей оси. Однако краны (в отличие от задвижек и вентилей) поз­воляют легко управлять потоками сразу через несколько патрубков, число которых может доходить до 6...8.

Рис. 2.175. Схема работы трехходового крана

Наиболее широко применяют трехходовые краны, служащие для од­новременного соединения двух или трех трубопроводов. На рис. 2.175 показаны положения пробки при трех вариантах подключения трубо­проводов.

Трехходовые краны бывают двух типов: с L-образным (рис. 2.176а) и Т-образным проходами в пробке (рис. 2.1766).

Кран с L-образным проходом в пробке имеет три рабочих положения при повороте пробки на 180° и два - при повороте пробки на 90°; с Т-образным проходом — четыре рабочих положения при повороте пробки на 270, три — при повороте проб­ки на 180 и два — при повороте пробки на 90°.

Краны с числом патрубков четыре и более принципиально не отличаются от трехходовых.

Цилиндрические краны

Краны с цилиндрическим затвором (рис. 2.177) проще конических в изготовлении, а их уплотнительные поверхности не нуждаются в притирке ввиду простоты техноло­гической доводки цилиндрических поверхностей на универсальных шлифовальных станках.

По конструктивным признакам цилиндрические краны можно раз­делить на две группы - краны с ме­таллическим и эластичным уплотне­ниями.

Цилиндрический кран с уплотне­нием «металл по металлу» состоит из корпуса, металлической пробки, крышки и сальника. Между уплотнительными цилиндрическими поверх­ностями должен быть или небольшой натяг или минимальный зазор. Бла­годаря отсутствию поджима уплотнительных поверхностей удельные давления на них (без подачи давле­ния среды) невелики или их вообще нет. При несовпадении диаметров цилиндра пробки и корпуса они контактируют по прямой, параллель­ной оси пробки. Поэтому цилиндрические краны с уплотнением «ме­талл по металлу» применяют в основном для высоковязких сред (мазут, каменноугольный пек и др.).

Уплотнения без зазоров применять в цилиндрических кранах для сред с высокой температурой крайне опасно, так как возможно закли­нивание пробки в корпусе вследствие неравномерного расширения уплотнений, а ликвидировать такие заклинивания в рабочих условиях очень трудно.

Для устранения указанных недостатков кранов с цилиндрическим уплотнением «металл по металлу» разработана конструкция крана с разъемной пробкой.

Пробка состоит из двух половин, разжимаемых пружинами. Недо­статком данной конструкции является большое число деталей и на­личие пружин в рабочей среде.

Более широко применяют цилиндрические краны со смазкой (система подачи смазки на уплотнительные поверхности та же, что и у конических кранов). Применение специальных смазок для раз­личных сред и условий работы обеспечивает необходимую герметич­ность затвора.

Сильфонные краны

Сальниковые краны не обеспечивают длительную и надежную гер­метичность по сальниковому уплотнению и могут допустить проник­новение взрывоопасных или токсичных сред в атмосферу.

Для этих условий работы в ЦКБА разработаны сильфонные краны без сальникового уплотнения (рис. 2.178). Сильфон уплотняет шпин­дель и полностью изолирует среду от атмосферы. В особо ответствен­ных случаях наряду с сильфоном предусматривают и сальник, который может предотвратить прорыв среды в атмосферу при механическом повреждении или усталостном разрыве сильфона.

Как известно, сильфоны применяют для уплотнения линейно пере­мещающихся деталей, имеющих небольшой ход. Применение его в кра­не создает конструктивные затруднения, так как пробка крана должна

повернуться на 90°. Для этой цели пробка крана выполнена подъемно-по­воротной.

Пробка 1 имеет два хвос­товика, входящих в направ­ляющие корпуса. Верх­ним хвостовиком пробка подвижно соединена с го­ловкой 3 шпинделя 4. На нижнем хвостовике име­ются два спиральных паза, в которые входят пальцы 7, неподвижно закрепленные в корпусе 2.

При вращении рукоят­ки управления краном 5 против часовой стрелки шпиндель 4 перемещается вверх, сжимая сильфон 6 и поднимая пробку. Паль­цы 7 входят в спиральные канавки нижнего хвостови­ка пробки и разворачивают ее на 90°, совмещая проход­ное отверстие в пробке с от­верстиями патрубков 8.

Для уплотнения в закрытом положении на конической поверхности пробки имеются кольца 9, которые прижимаются к соответствующим уплотнительным поверхностям корпуса при опускании пробки.

Угол наклона спирали подбирается так, чтобы пробка могла пово­рачиваться под собственной массой.

Необходимо отметить, что сильфонный кран имеет высокую стои­мость, так как повышены требования к точности изготовления. Кроме того, конструктивные особенности крана — наличие подъемной пробки — не позволяют применять его в вязких и полимеризующихся средах.

Запорно-регулирующие краны

Часто требуется сочетать в одном устройстве функции регули­рования и надежного перекрытия потока. Эти требования привели к созданию углового запорно-регулирующего шарового крана. Краны по своему назначению не предназначены для дросселирования по­тока жидкости или газа. Если у обычного крана (шарового или ко­нического) в промежуточном (полуоткрытом) положении дросселирование потока про­исходит с двух сторон (на вхо­де и на выходе), то у запорно-регулирующего крана — только с одной стороны.

Это достигается (рис. 2.179) угловым расположением про­хода в пробке крана.

Пробка 6 крана постоянно прижата плавающим шпинде­лем 8 к уплотнительному коль­цу 2, при ее вращении проход, образованный патрубком 1, не перекрывается. Дросселиро­вание потока осуществляется перекрытием прохода, образо­ванного патрубком 5.

Для уменьшения эрозионно­го износа кромки прохода проб­ки и патрубка со стороны дрос­селирования потока направлены твердым сплавом (стеллитом или сормайтом).

Самоустанавливающееся уплотнительное устройство расположе­но соосно-оппозитно дроссельной части крана и состоит из диска 10 с кольцевой проточкой с запрессованным уплотнительным кольцом 9 (в данном случае из фторопласта). Уплотнительное кольцо постоянно прижато к сферической поверхности пробки и не подвержено эрози­онному износу.

На рисунке 2.179 кран показан полностью открытым. При неполном повороте пробки на 90° происходит дросселирование потока. Полное герметичное перекрытие потока осуществляется поворотом пробки на 180°.

Преимущества данной конструкции заключается еще и в том, что уплотнения можно поджать по мере износа без разборки крана.

Подобный кран может быть выполнен и в проходной модификации. При этом корпус крана напоминает корпус прямоточного вентиля. Ша­ровая пробка вращается относительно одного из проходов (в данном случае седла), а шпиндель наклонен под углом 45° к оси трубопровода (патрубков). Применение подобной конструкции в технологических схемах с приблизительными расходными характеристиками позволяет отказаться от применения запорной арматуры (крана, вентиля) вместе с регулирующим (расход) исполнительным устройством.