Краны
Краны — это запорные устройства, в которых подвижная деталь затвора (пробка) имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска потока и при перекрытии потока вращается вокруг своей оси. Любой кран имеет две основные детали: неподвижную — корпус; вращающуюся — пробку.
В зависимости от геометрической формы уплотнительных поверхностей затвора краны разделяются на три основных типа: конические, цилиндрические и шаровые', в газовом хозяйстве применяются конические и шаровые.
Краны классифицируются еще 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.
Уплотнительные поверхности конических кранов имеют форму конуса. Конусность пробки (корпуса) в практике арматуростроения принимается обычно в зависимости от свойств применяемых материалов равной 1:6 или 1:7. В зависимости от способа создания определенного удельного давления между корпусом и пробкой для обеспечения требуемой герметичности в затворе краны с коническим затвором можно подразделить на следующие основные конструктивные типы: натяжные, сальниковые со смазкой и с прижимом пробки.
Натяжные краны — простейшие по конструкции, различаются только по способу создания удельного давления между корпусом и пробкой. Наиболее распространены муфтовые краны с резьбовой затяжкой. Их основные преимущества заключаются в простоте конструкции, в удобстве и простоте регулировки усилия затяжки. Вот почему краны этой конструкции применяют для массового выпуска в обычных условиях эксплуатации (например, кухонные газовые краны).
Сальниковые краны со смазкой применяют, когда необходимо уменьшить усилия управления при средних и больших диаметрах условного прохода, удельные давления на уплотнительных поверхностях и возможность задирания контактирующих поверхностей, а также защитить уплотнительные поверхности от коррозии.
В кранах с прижимом пробки в отличие от обычных кранов перед поворотом пробка отрывается от корпуса, а после поворота — прижимается к нему. Иногда в практике подобные краны называют кранами-задвижками. Такое конструктивное исполнение позволяет решить сразу несколько задач: уменьшить крутящий момент, необходимый для поворота пробки; производить поворот при отсутствии контакта пробки с корпусом, что исключает опасность задирания уплотнительных поверхностей; возможность регулирования в очень широких пределах усилия прижатия пробки к корпусу и удельного давления на уплотнительных поверхностях независимо от затяжки крана.
Конические краны представляют собой проходные краны, имеющие входной и выходной патрубки на общей оси. Однако в отличие от вентилей и задвижек они позволяют легко осуществлять управление потоками сразу через несколько патрубков, число которых может доходить до 6—8. Наиболее распространены трехходовые краны. Они бывают двух основных типов: с I- и Г-образными проходами в пробке.
Шаровые краны. В настоящее время широко применяются так называемые шаровые краны, которые, обладая всеми основными преимуществами конических (простотой конструкции, прямоточ- ностью и низким гидравлическим сопротивлением, постоянством взаимного контакта уплотнительных поверхностей), в то же время отличаются от них следующим: пробка и корпус, благодаря сферической форме, имеют меньшие габаритные размеры и массу, а также большую прочность и жесткость; при небольшом совпадении радиусов сферы пробки и уплотнительного кольца теоретический контакт между ними происходит по окружности вокруг прохода, т.е. даже при точном изготовлении поверхность контакта уплотнительных поверхностей корпуса и пробки полностью окружает проход и герметизирует затвор крана; имеют меньшую трудоемкость изготовления (при наличии необходимого технологического оборудования), что объясняется отсутствием весьма трудоемкой механической обработки, и особенно притирки уплотнительных поверхностей корпуса и пробки (в шаровых кранах с кольцами из пластмассы вообще отпадает необходимость в притирке уплотнительных поверхностей, пробку обычно хромируют или полируют).
Шаровые краны характеризуются большим разнообразием конструкций. Однако все их многочисленные конструктивные разновидности можно разбить на два основных типа: краны с плавающей пробкой и краны с плавающими кольцами.
Кран пружинный муфтовый 11Б12бк
1 — корпус; 2 — ручка; 3 — пробка; 4 — крышка; 5 — пружина
Кран пружинный муфтовый 11Б12бк имеет конусную пробку, которая прижимается к уплотнительной поверхности корпуса пружиной. Усилие пружины на пробку регулируется винтом крышки. Пространство между крышкой и пробкой заполняется смазкой. Для смазки уплотнительных поверхностей крана без разборки достаточно нажать на ручку — пробка прижмется к крышке и смазка поступит в образовавшийся зазор, покрывая уплотнительные поверхности. Краны 11Б12бк предназначены для установки на внутренних газопроводах природного и сжиженного газа с температурой до 50 °С.
Кран натяжной муфтовый 11чЗбк состоит из корпуса, конусной пробки, оканчивающейся хвостовиком с резьбой, на которой навернуты гайки с шайбой. Натяжная гайка обеспечивает прижатие притертых уплотнительных поверхностей корпуса и пробки. При температуре окружающей среды более 25 °С для натяжных кранов следует применять термоустойчивую смазку следующего состава, %: черный воск — 50; цилиндровое масло — 40; графитовый порошок — 10. При температуре ниже 25 °С краны можно смазывать техническим вазелином или солидолом.
Кран шаровой сальниковый муфтовый 11ч38п 1 состоит из чугунного корпуса и пробки сферической формы с круглым отверстием диаметром, примерно равным внутреннему диаметру газопровода. Плотность затвора обеспечивается двумя уплотнительными фторопластовыми кольцами со сферической уплотнительной поверхностью и резиновыми прокладками. Корпус состоит из частей, соединенных болтами. Кран имеет ручку и ограничитель поворота, характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением. Он может устанавливаться в любом положении.
Кран натяжной муфтовый 11чЗбк
1 — пробка; 2 — шайба; 3 — натяжная гайка; 4 — корпус
Кран шаровой сальниковый муфтовый 11ч38п1
1 — корпус; 2 — фторопластовое кольцо; 3 — шаровая пробка; 4 — соединительные болты; 5 — сальниковая набивка; 6 — рукоятка; 7 — сальниковая гайка; 8 — резиновая прокладка
Кран шаровой сальниковый муфтовый 11Б24п по конструкции аналогичен крану 11ч38п1, но имеет меньший диаметр проходного отверстия в сферической пробке по сравнению с условным диаметром, мм: при D = 40 мм диаметр отверстия в пробке 31 мм; при 32 — 25; при 25 — 18; при 20 — 12; при 15 и 10 мм — 8 мм.
Кран фланцевый со смазкой КС называют самосмазывающимся, что достигается следующим: в систему канавок, имеющихся в пробке и корпусе, при ввертывании болта 1 подается смазка из полости 2 в полость 5, под низкий торец пробки. Под давлением смазки пробка немножко приподнята, а образующаяся пленка смазки между пробкой и корпусом обеспечивает плотность затвора и уменьшает трение при повороте пробки. Для смазки используют специальную кальциевую пасту на касторовом масле. Уплотнительная мембрана изготовляется из листовой латуни или белой жести.
Краны КС-80 и КС-100 имеют накидные ключи, при помощи которых пробка поворачивается на 90° и фиксируется ограничителем поворота. На выступе пробки нанесена стрелка, а на верхней крышке корпуса даны отметки: «О» (открыто) и «3» (закрыто). Направлении стрелки относительно букв указывает положение отверстия пробки.
Кран КС-150 имеет червячную передачу, позволяющую поворачивать пробку на 90°. Регулировать зазор между пробкой и корпусом крана можно при помощи болта 1, который через мембрану и шарик меняет положение пробки. Для доступа к регулировочному болту необходимо снять колпак 13.
Кран фланцевый со смазкой КС
а — с ручным управлением; б — с червячной передачей;
1 — болт для подачи смазки; 2,5 — полости для смазки;
3 — уплотнительная мембрана; 4 — корпус; 6 — пробка;
6 — регулировочный винт; 8 — ограничитель поворота;
8 — шариковый обратный клапан; 10 — рукоятка;
11 — червячная передача; 12 — опорный шарик; 13 — колпак;
14 — регулировочный винт; 15 — крышка