Медиагруппа ARMTORG. Приспособление для обкатки фторопластовых седел безфланцевых шаровых кранов

Статья размещена в первом выпуске журнала «Вестник арматуростроителя». 

Уважаемые читатели! Предлагаем вашему вниманию следующую разработку из рубрики «Обзор патентов» – приспособление для обкатки фторопластовых седел бесфланцевых шаровых кранов.

Автор патента – Кожухарь Евгений Дмитриевич, патентообладатель – общество с ограниченной ответственностью «Газпром переработка».

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и может быть использована при ремонте бесфланцевых шаровых кранов, в конструкции которых отсутствуют фланцы для присоединения к трубопроводу. Приспособление для обкатки фторопластовых седел бесфланцевого шарового крана содержит стальной диск с коаксиальным отверстием и двумя диаметрально противоположно расположенными сквозными отверстиями с нарезной резьбой, в каждом из которых перпендикулярно плоскости диска жестко закреплено по шпильке. Диаметр стального диска соответствует габаритным размерам корпуса шарового крана, диаметр коаксиального отверстия соответствует диаметру сферического затвора шарового крана, а шпильки установлены с возможностью их сопряжения с отверстиями в корпусе шарового крана. Технический результат заключается в обеспечении качественной обкатки фторопластового седла бесфланцевого шарового крана за счет исключения замятий.

Формула изобретения

1. Приспособление для обкатки фторопластовых седел бесфланцевого шарового крана, содержащее стальной диск с коаксиальным отверстием и двумя диаметрально противоположно расположенными сквозными отверстиями с нарезной резьбой, в каждом из которых перпендикулярно плоскости диска жестко закреплено по шпильке, при этом диаметр диска соответствует габаритным размерам корпуса шарового крана, диаметр коаксиального отверстия соответствует диаметру сферического затвора шарового крана, а шпильки установлены с возможностью их сопряжения с отверстиями в корпусе шарового крана.
2. Приспособление по п. 1, отличающееся тем, что шпильки жестко закреплены в отверстиях посредством кернения.
3. Приспособление по п. 1, отличающееся тем, что шпильки имеют диаметр, сопрягаемый с диаметром отверстий на корпусе шарового крана, расстояние между центрами шпилек соответствует расстоянию между центрами отверстий на корпусе шарового крана, длина шпилек соответствует глубине отверстий в корпусе шарового крана, а толщина диска составляет 1/2 толщины корпуса шарового крана.

Описание

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, в частности к устройствам для ремонта и восстановления герметичности шаровых кранов.

Полезная модель может быть использована при ремонте бесфланцевых шаровых кранов, в конструкции которых отсутствуют фланцы для присоединения к трубопроводу.

Определение терминов

Трубопроводная арматура (арматура) – техническое устройство, устанавливаемое на трубопроводах и емкостях, предназначенное для управления потоком рабочей среды путем изменения площади проходного сечения (ГОСТ Р 52720-2007, статья 2.1).

Бесфланцевая арматура – арматура, присоединяемая к трубопроводу без помощи фланцев (приваркой штуцерным, ниппельным или другими соединениями) (ГОСТ Р 52720-2007, статья 5.16).

Шаровой кран – кран, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму (ГОСТ Р 52720-2007, п. 5.49).
Седло – неподвижный или подвижный элемент затвора, установленный или сформированный в корпусе арматуры (ГОСТ Р 52720-2007, п. 7.4).

Шпилька – крепежное изделие в форме цилиндрического стержня с наружной резьбой на обоих концах или на всей длине стержня (ГОСТ 27017- 86 ИЗДЕЛИЯ КРЕПЕЖНЫЕ Термины и определения. Дата введения 01.01.88 г.).

Обкатка – конечная отделка механически обработанной поверхности с удалением незначительных поверхностных неровностей вращающимся инструментом (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник» под редакцией Ю. П. Солнцева; НПО «Профессионал», 2003 год). Фторопласты – полимеры, состоящие из углерода и фтора, обладающие высокой нагревостойкостью (+250 °С).

Фторопласт применяется для изготовления электрорадиотехнических деталей (пластины, кольца, диски, мембраны), а также уплотнительных прокладок, манжет («Определение твердости металлов и сплавов: Методическое руководство к выполнению лабораторной работы» / Сост.: А. В. Павлов, А. Г. Уфаев; ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н. И. Вавилова». – Саратов, 2016. – С. 130).

Известно приспособление для обкатки тел вращения типа, представляющее собой охватывающее заготовку кольцо с трехступенчатой внутренней рабочей поверхностью, выполненной в виде расположенных, соответственно, последовательно в направлении продольной подачи переднего сглаживающего конуса, упрочняющего пояска и заднего конуса. Кольцо установлено в подшипнике с возможностью свободного вращения (патент РФ № 2275290 на изобретение «Охватывающее кольцо для упрочняющей обкатки», МПК B24B 39/04, опубл. 04.27.2006).

Известно приспособление для обкатки тел вращения, содержащее корпус и державки с деформирующими элементами в виде охватывающих колец в количестве не менее двух. Державки установлены в корпусе подвижно посредством двух дисков с центральными отверстиями, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой – жестко крепится к торцу первого диска с помощью распорных втулок и винтов, державки свободно установлены с помощью растяжек в виде пружин растяжения между дисками. Охватывающие кольца смонтированы на подшипниках в центральных отверстиях державок с возможностью свободного вращения, а в периферийных диаметрально противоположных пазах державок расположены общие на все державки две пружины сжатия для создания необходимого усилия обкатывания (патент РФ № 2275288 на изобретение «Охватывающий деформирующий инструмент», опубл. 27.04.2006, МПК B24B 39/04).

Известно приспособление для обкатки сферических поверхностей, содержащее шпиндель и установленный на нем деформирующий элемент в виде установленного в корпусе на подшипнике кольца с внутренней сферической поверхностью, охватывающей обрабатываемую сферическую поверхность. Корпус имеет возможность планетарного движения обкатывания посредством установленного на шпинделе кривошипа (патент РФ № 2275287 на изобретение «Охватывающее устройство для обкатывания сферы», опубл. 27.04. 2006 МПК B24B 39/04).

Недостатком известных приспособлений является сложность конструкции и невозможность использования для обкатки фторопластовых седел бесфланцевого шарового крана.

Согласно требованиям п. 8.3.2 СТО ГАЗПРОМ 2-2.3-385-2009 «Порядок проведения технического обслуживания и ремонта трубопроводной арматуры» при проведении текущего ремонта для шаровых кранов проводят ревизию системы уплотнения седел затвора.

В качестве приспособления для обкатки фторопластовых седел при проведении ремонта бесфланцевых шаровых кранов (типа Dn ¾ Pn 600 производства компании Mapegaz) используют слесарные тиски, в которых шаровой кран зажимается наружной поверхностью седла. (Технологическая инструкция по ремонту шаровых кранов ООО «Газпром переработка» ТП-06-РМЦ-2-2019). В процессе обкатки поверхность седла деформируются губками тисков, что ведет к снижению герметичности шарового крана.

Заявителем не выявлено приспособлений для обкатки фторопластовых седел бесфланцевого шарового крана, близких по совокупности существенных признаков с заявляемым техническим решением.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание эффективного устройства для обкатки седел бесфланцевого шарового крана (типа Dn ¾ Pn 600 производства компании Mapegaz).

Технический результат, достигаемый в результате решения указанной задачи, заключается в обеспечении качественной обкатки фторопластового седла бесфланцевого шарового крана за счет исключения замятий.

Указанный технический результат достигается тем, что приспособление для обкатки фторопластовых седел бесфланцевого шарового крана содержит стальной диск с коаксиальным отверстием и двумя диаметрально противоположно расположенными сквозными отверстиями с нарезной резьбой, в каждом из которых перпендикулярно плоскости диска жестко закреплено по шпильке. Диаметр стального диска соответствует габаритным размерам корпуса шарового крана, диаметр коаксиального отверстия соответствует диаметру сферического затвора шарового крана, а шпильки установлены с возможностью их сопряжения с отверстиями в корпусе шарового крана.

Предпочтительно, чтобы шпильки имели диаметр, сопрягаемый с диаметром отверстий на корпусе шарового крана, расстояние между центрами шпилек соответствовало расстоянию между центрами отверстий на корпусе шарового крана, длина шпилек соответствовала глубине отверстий в корпусе шарового крана, а толщина диска составляла 1/2 толщины корпуса шарового крана.

Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с известными техническими решениями в исследуемой области показал, что во всех случаях исполнения она отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

• наличием стального диска с коаксиальным отверстием и двумя диаметрально противоположно расположенными сквозными отверстиями с нарезной резьбой;
• наличием двух жестко закрепленных шпилек, установленных перпендикулярно плоскости диска в диаметрально противоположно расположенных сквозных отверстиях;
• выполнением диаметра стального диска, соответствующим габаритным размерам корпуса шарового крана;
• выполнением диаметра коаксиального отверстия, соответствующим диаметру сферического затвора шарового крана;
• выполнением шпилек, установленными с возможностью их сопряжения с отверстиями в корпусе шарового крана.

Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с известными техническими решениями показал, что в предпочтительном случае исполнения она отличается от вышеупомянутых:

• выполнением шпилек, жестко закрепленными в диске посредством кернения;
• выполнением диаметра шпилек, сопрягаемым с диаметром отверстий на корпусе шарового крана;
• выполнением расстояния между центрами шпилек, соответствующим расстоянию между центрами отверстий на корпусе шарового крана;
• выполнением длины шпилек, соответствующей глубине отверстий в корпусе шарового крана;
• выполнением диска с толщиной, составляющей 1/2 толщины корпуса шарового крана.

Использование диска с коаксиальным отверстием, диаметр которого соответствует диаметру сферического затвора шарового крана, наличие двух жестко закрепленных шпилек, установленных перпендикулярно плоскости диска в диаметрально противоположно расположенных сквозных отверстиях с нарезной резьбой, и выполнение шпилек с возможностью их сопряжения с отверстиями в корпусе шарового крана, позволяет установить в приспособлении предназначенный для обкатки сферический затвор с фторопластовым седлом без дополнительной центровки, поместив сферический затвор шарового крана в коаксиальном отверстии диска, надежно зафиксировать положение шарового крана путем сопряжения шпилек с отверстиями в корпусе шарового крана и произвести обкатку без замятий фторопластового седла. Выполнение диаметра диска, соответствующим габаритным размерам корпуса шарового крана позволяет обеспечить равномерное распределение нагрузки на фторопластовое седло при обкатке. Использование кернения для закрепления шпилек в отверстиях диска обеспечивает жесткость их фиксации, использование стали в качестве материала для диска исключает его деформацию, все это обеспечивает плотное прилеганию обкатываемых поверхностей и повышает качество обкатки фторопластового седла.

Выполнение диаметра шпилек, сопрягаемым с диаметром отверстий на корпусе шарового крана; выполнение расстояния между центрами шпилек, соответствующим расстоянию между центрами отверстий на корпусе шарового крана, выполнение длины шпилек, соответствующей глубине отверстий в корпусе шарового крана, выполнение диска с толщиной, составляющей 1/2 толщины корпуса шарового крана обеспечивает сопряжение приспособления с обрабатываемым фторопластовым седлом, способствуя качественной обкатке фторопластового седла.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется рисунками, представленными на фиг. 1–3.

В предпочтительном варианте исполнения приспособление для обкатки фторопластовых седел безфланцевого шарового крана содержит стальной диск 1 с коаксиальным отверстием 2 и двумя диаметрально противоположно расположенными сквозными отверстиями 3, 4 с нарезной резьбой. В отверстиях 3, 4, перпендикулярно плоскости диска 1 жестко закреплены, соответственно, шпильки 5, 6. Диаметр D1 стального диска 1 соответствует габаритным размерам корпуса (на чертеже не показан) шарового крана (на чертеже не показан). Диаметр D2 коаксиального отверстия 2 соответствует диаметру сферического затвора (на чертеже не показан) шарового крана. Шпильки 5, 6 установлены в диске 1 с возможностью их сопряжения с отверстиями (на чертеже не показаны) в корпусе шарового крана и жестко закреплены в отверстиях 3, 4 диска 1 посредством кернения.

Предпочтительно, чтобы шпильки 5, 6 имели диаметры D5, D6, сопрягаемые с диаметрами отверстий на корпусе шарового крана. Расстояние L между центрами шпилек 5, 6 соответствует расстоянию между центрами отверстий (на чертеже не показаны) на корпусе шарового крана. Длинаlшпилек 5, 6 соответствует глубине отверстий (на чертеже не показаны) в корпусе шарового крана, а толщина S диска 1 составляет 1/2÷1/2 толщины корпуса шарового крана.

Примеры исполнения приспособления для обкатки фторопластовых седел.

На токарно-винтовом станке из стального прокатного профиля круглого сечения вытачивают диск 1 требуемого диаметра D1 с толщиной S. После чего вытачивают коаксиальное отверстие 2 и отверстия 3, 4 с нарезанной резьбой под шпильки 5, 6. Шпильки 5, 6 вкручивают в отверстия 3, 4 диска 1 и жестко фиксируют с обратной стороны кернением во избежание их самопроизвольного откручивания.

Пример. Приспособление для обкатки фоторпластовых седел бесфланцевого шарового крана типа Dn ¾ Pn 600 (где Dn – диаметр номинальный, мм, Pn – давление номинальное, МПа) включает стальной диск диаметром D1 = 68 мм и толщиной S = 10 мм. В диске выполнено коаксиальное отверстие диаметром D2 = 20 мм и два диаметрально оппозитно расположенные сквозные отверстия 3, 4 с нарезной резьбой. В качестве шпилек используют шпильки М8х1,25 по ГОСТ 22034-76 длиной 25 мм.

Приспособление работает следующим образом.

Шпильки 5, 6 сопрягают с отверстиями на шаровом кране, после чего шаровый кран вместе с приспособлением устанавливают в тиски и с помощью ручки производят плавное открытие и закрытие крана, притирая, таким образом, сферический запорный орган шарового крана к поверхностям седел.

Перечень конструктивных элементов: 1. Стальной диск; 2. Коаксиальное отверстие; 3. Сквозное отверстие с нарезной резьбой под шпильку 5; 4. Сквозное отверстие с нарезной резьбой под шпильку 6; 5. Шпилька; 6. Шпилька; D1 – диаметр стального диска 1; D2 – диаметр коаксиального отверстия 2; D5 – диаметр шпильки 5; D6 – диаметр шпильки 6; L – расстояние между центрами шпилек 5, 6; l – длина шпилек 5, 6; S – толщина диска 1.