Загальні відомості про крани

Кран – це перекривальний пристрій, в якому рухома деталь−пробка має форму тіла обертання з отвором для пропуску потоку, для перекриття якого обертається навколо своєї осі [6].

Класифікація кранів:

− в залежності від геометричної форми ущільнювальної поверхні затвору крани поділяються на три основних типи: конічні, циліндричні, сферичні або сферичні;

− в залежності від використання мастила розрізняють крани: зі змащенням і без змащення;

− в залежності від характеру руху пробки розрізняють крани: з обертанням пробки без підйому і з підйомом пробки перед поворотом і послідуючим опусканням після повороту;

− за способом приєднання до трубопроводу розрізняють крани: фланцеві, муфтові, цапкові, з кінцями під приварку, комбіновані, спеціальні;

− за робочим тиском: низького (до 1 МПа), середнього (1-4 МПа) і високого тиску (вище 4 МПа);

− за умовним проходом: крани малих (DN =40 мм і менше), середніх (DN =50-250 мм), великих проходів (DN =250 мм і більше);

− за наявністю або відсутністю звуження проходу: повнопрохідні і звужені;

− за формою проходу: круглі, прямокутні, трапецеїдальні і овальні проходи;

− за матеріалом корпусу або пробки розрізняють крани: бронзові, латунні, цинковоалюмінієві, чавунні, стальні, титанові, пластмасові, керамічні, графітові;

− за матеріалом ущільнювальних поверхонь: крани з металічними, пластмасовими, графітовими, гумовими сідлами і гніздами;

− за конструкцією корпусу: з роз’ємним паралельним, перпендикулярним і нахиленим до осі трубопроводу і суцільним корпусом;

− за типом керування і приводу: крани зручним керуванням, з гідравлічним, пневматичним і електричним приводом;

− за напрямком потоку і числу патрубків: крани прохідні, кутові, триходові і багато ходові;

− за наявністю підігріву: з оболонкою підігріву і без оболонки.

Важливою перевагою кранів є те, що ущільнювальні поверхні під час роботи залишаються в контакті і захищені від робочого середовища. Це практично усуває небезпеку попадання і защемлення посторонніх частин між ущільнювальними поверхнями, зменшує корозію і ерозію ущільнень, робить можливим використання мащення послідніх. Використання мастила в затворі підвищує герметичність, надійність і довговічність роботи затвора, а також зменшує зусилля для керування [6].

Другою перевагою кранів є їх самогальмування (кран не може відкритись в результаті тиску середовища). Це дозволяє не використовувати самогальмівні передачі в приводі, що спрощує конструкцію, підвищує ккд приводу і забезпечує швидкість спрацювання.

Суттєвою перевагою кранів є низький гідроопір і відсутність застійних зон в корпусі в наслідок прямоточності прохідного каналу, а також в можливості зосередити в одному перекривальному пристрої керування декількома розгалуженими потоками: трьох і чотирьох ходові крани часто використовуються в технологічній обв’язці самих різних об’єктів.

Серед основних недоліків можна виділити: великі габарити, затруднення ремонту, робоче середовище пневмоприводу.

Крани з циліндричними затворами мають циліндричні пробки і в них ущільнення проходить “метал по металу”, використовують такі крани для високов’язких середовищ.

В кранах з циліндричними затворами між ущільнювальними поверхнями повинен бути, або найбільший натяг, або мінімальний зазор. Крани з циліндричними затворами простіші в виготовленні, а їх циліндричні пари не потребують притирки, що являється напівручною операцією.

Конструкція пробкового конічного крану для підземного встановлення представлена на рисунку 1.1.

а) перерз крану, б) вигляд зверху

1-корпус; 2-пробка; 3-верхня кришка; 4-з’єднювальне кільце; 5-шпиндель; 6-регулювальне кільце; 7-черв’ячний сектор; 8-корпус редуктора; 9-кришка редуктора; 10-направляюча втулка шпинделя; 11-зворотній клапан; 12-болт для набивки змазки; 13-показник відкриття; 14-шпонка; 15-черв’як; 16-маховик; 17-упорно-опорні підшипники; 18-манометр тиску змазки; 19-нижній шпиндель; 20, 21-прокладки; 22-куля; 23-ковпачок; 24-регулювальний гвинт; 25-підп’ятник; 26-мембрани; 27-нижня кришка; 28-виступ на кришці редуктора.

Рисунок 1.1 - Кран для підземної установки

Кран відкривається або закривається наступним чином. Маховик 16 приводить в рух черв’як 15, що передає цей рух черв’ячному сектору 7, шпинделю 5, через шпонку нижньому шпинделю 19, який при повороті на 90° переміщується вздовж осі на 0,5 мм. Нижній шпиндель через з’єднувальне кільце 4 повертає на 90° пробку 2. Зі шпинделем 5 повертається вказівник 13, який показує положення крану “відкрито” або “закрито”, яке фіксується виступом 28 на кришці редуктора. Стрілки маховика показують напрямок його обертання, коли перекривальний орган крану відкривається або закривається. Пробка 2 внизу має отвір, що служить для підтискання її газом вверх по осі. Герметичність крану досягають ущільнювальним мастилом, що нагнітається болтом 12 по трубі в порожнину верхньої кришки і звідси по каналах в кільцеві і повздовжні пази пробки 2. Мастило поступає також на сальникове ущільнення різьбової поверхні нижнього шпинделя 19. Трубу, що підводить тиск мастила до манометра, заповнюють гліцерином. Тиск мастила не повинен перевищувати 10 МПа. Для набивки мастила болт 12 обережно відкручують і на його місце прикручують приспосіблення для набивки мастила. При викручуванні болта необхідно мати на увазі, що в випадку несправності зворотного клапана 11 болт тиском газу може бути з силою вирваний із гнізда [13].

Кран з циліндричним затвором і ущільненням “метал по металу” складається (рисунок 1.2) із металічного корпуса 1, металічної пробки 2, кришки 3, сальникового пристрою 4.

1 – корпус, 2 – пробка, 3 – кришка, 4 – сальник.

Рисунок 1.2 - Кран з циліндричним затвором

В теперішній час на лінійній частині газопроводів найбільш широке використання набули сферичні крани з умовним проходом від 700 мм до 1400 мм, розраховані на тиск 6,4; 8,0; а останнім часом і 12,5 МПа. Арматура менших умовних проходів розглядається як арматура допоміжних ліній і установок. Такий поділ можна рахувати умовним, оскільки арматура умовних проходів менше 700 мм може використовуватись на лінійній частині і менш потужних газопроводів. Всі крани лінійної частини магістральних газопроводів обладнані пневмогідроприводами, в яких джерелом енергії служить газ, а в якості робочого тіла може використовуватись рідина (у гідроприводах) і газ (у пневмоприводах).

Сферичні крани вділяються великою різновидністю конструкцій. Але їх можна розбити на два основні типи: крани з плаваючою пробкою і крани з плаваючими кільцями, які відрізняються конструктивно лише за типом затвору.

В кранах з плаваючою пробкою, послідня з’єднана зі шпинделем таким чином що вона може вільно переміщатися по відношенню до шпинделя. Це забезпечує “плавання” пробки – при перепаді тиску середовища вона щільно прилягає до ущільнювального кільця зі сторони більш низького тиску.

Крани плаваючою пробкою є двох типів: з металічними кільцями із мащенням, а також з неметалічними кільцями із чистих або армованих пластмас, гум, графітопластових і інших матеріалів.

Крани першого типу використовуються в основному для арматури з великими проходами і високими тисками робочого середовища, де не зрівноваженість пробки від тиску середовища створює настільки велике зусилля, що питомі тиски на ущільнювальних кільцях перевищують допустимі тиски для пластмас.

Крани з неметалевими кільцями використовуються в основному для арматури з невеликими проходами, в яких питомі тиски на ущільненнях невеликі. При високих тисках середовища збільшують ширину ущільнювальних кілець, щоб зменшити питомі тиски на них.

Конструкція кранів з плаваючою пробкою має ту принципову особливість, що вся сила тиску середовища на пробку передається на ущільнювальне кільце. Це інколи викликає дуже великі питомі тиски на ущільнювальні кільця і передчасне їх спрацювання.

В сферичних кранах з плаваючими кільцями пробку виготовляють як одне ціле зі шпинделем і цапфою. Ущільнювальні кільця притискаються до пробки тиском середовища або пружинами. Недоліком цих кранів є складність конструкції, а також високі вимоги до точності виготовлення [13].

Дата добавления: 2015-07-21