Запорные равнопроходные краны с шаровым затвором, отжимными седлами и концами под приварку завода ЧКД применяют на отечественных магистральных газопроводах с условными давлениями 6,4 Мпа (Ду300,1000 мм) и 7,5 Мпа (Ду300,400,500,1000,1200,1400 мм) при температурах окружающего воздуха –55-+550С и транспортируемого газа –55 -+800С. Такие краны могут иметь поземное и надземное исполнение.

 

Применение крана в качестве регулируемого устройства категорически запрещается. Поэтому шаровой затвор крана должен находится только в двух крайних положениях – или полностью открытым, или полностью закрытым.

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кран для подземной установки состоит из корпуса 2 с шаровым затвором, колонны 3. сервомотора 4, гидробаллонов 5,7, ресивера 6 и системы гидропневматического управления.Для установки на фундаментную плиту используют пятку 1.

 

Корпус с шаровым затвором

 

Корпус затвора выполнен разъемным из двух не равных между собой частей.

 

К верхней части корпуса затвора крепится колонна в виде трубы, на которой крепится сервомотор. Внутри колонны проходит шпиндель сервомотора, посредством которого передается крутящий момент от сервомотора шаровому затвору. Поворотный затвор выполнен в виде шара с закрепленными к нему полуосями, вращающимися в роликовых опорно-упорных подшипниках. Гнезда подшипников соединены между собой трубкой, которая проходит внутри корпуса затвора. Трубка служит для прохода масла из гнезда верхнего подшипника к нижнему. Гнездо верхнего подшипника затвора сообщено с кольцевым пространством между колонной и шпинделем, которое в свою очередь сообщено со свободной полостью сервомотора. И кольцевое пространство между колонной и шпинделем, и свободная полость сервомотора всегда заполнены маслом, а также сообщены с остальной частью гидросистемы (с гидробаллонами, бачком для масла, распределительным золотником, ручным насосом и цилиндром сервомотора). С целью исключения проникновения газа из газопровода к подшипникам затвора, и через подшипники в систему гидропневматического управления, в направляющих отверстиях полуосей установлены сальниковые уплотнения в виде резиновой манжеты и резинового кольца.

 

Торцевая часть верхней полуоси затвора имеет паз. куда входит выступ шпинделя сервомотора. Таким соединением передается крутящий момент от шпинделя сервомотора затвору.

 

Седла затвора выполнены отдельно от корпуса затвора. Каждое седло состоит из двух скрепленных между собой колец – наружного и внутреннего. На внутреннем кольце каждого  седла со стороны затвора закреплено упругое уплотнительное кольцо, за счет которого достигается хорошая герметичность затвора. Седла размещены в специальных кольцевых гнездах, образованных между кольцевыми выточками в корпусе и специальными неподвижными кольцами, закрепленными в корпусе. В этих гнездах седла имеют возможность перемещаться на небольшую величину (несколько миллиметров) вдоль оси условного прохода. С каждой стороны седла имеются герметичные кольцевые зазоры. Кольцевые зазоры, заключенные между каждым седлом и корпусом крана, заполнены маслом и всегда сообщены с атмосферой. Кольцевые зазоры, заключенные между каждым седлом и неподвижным кольцом, сообщены с атмосферой только в периоды между поворотами затвора. Перед каждым поворотом затвора в эти зазоры подается давление газа, под действием которого седло отжимается от затвора. Масло, находящееся в противоположных кольцевых зазорах. выполняющее функцию демпфера, при этом вытесняется в специальный бачок. сообщенный с атмосферой. После поворота затвора из одного крайнего положения в другое, кольцевые зазоры на отжатие седел от затвора сообщаются с атмосферой. Подвижные седла автоматически, за счет давления газа в газопроводе, поджимаются к затвору. Автоматическое поджатие подвижных седел к затвору происходит потому, что суммарное давление на торцевую поверхность седел со стороны присоединительных патрубков больше, чем суммарное давление на торцевую поверхность седел со стороны затвора.

 

При отсутствии давления газа в газопроводе – и отжатие подвижных седел от затвора, и поджатие седел к затвору производится давлением масла, нагнетаемого ручным насосом в соответствующие кольцевые зазоры. Виду того,что поворот затвора всегда производится при отжатых подвижных седлах, трение при повороте затвора происходит только в подшипниках.  Подшипники затвора несут большую нагрузку. Так при одностороннем давлении на затвор, равном 55 кг/см2, общее давление на затвор будет составлять 430 тонн. Следовательно, на каждый подшипник будет давить сила в 215 тонн. В верхней части корпуса шарового затвора с обеих сторон затвора имеется по два штуцера для отбора давления газа в систему гидропневматического управления. Наличие штуцеров для отбора давления газа с обеих сторон крана дает возможность автоматически открывать кран и в том случае, когда давление газа имеется только с одной стороны крана. Рядом с указанными штуцерами имеются еще по два штуцера, соединенные с кольцевыми зазорами каждого седла. В верхней части корпуса имеется также отверстие Ду100 мм, закрытое заглушкой. В случае неплотного прилегания седел к затвору у закрытого крана при проведении огневых работ это отверстие служит качестве дефлектора. В нижней части корпуса имеется отверстие ¾ с пробкой для продувки жидкости и грязи из полости, заключенной между затвором и нижней частью корпуса. Кроме этого отверстия, в нижней части корпуса имеется еще одно, сообщенное с гнездом нижнего подшипника для слива масла из всей системы гидропневматического управления и для контроля за наличием воды в самой низкой части масляной системы. К этому отверстию приварена трубка, выведенная на уровень сервомотора. Конец трубки, выведенной на поверхность, заглушен пробкой.

 

Сервомотор

 

Сервомотор служит гидравлическим приводом  шарового затвора и состоит из трех частей:

 

  1. корпуса

  2. кривошипа

  3. шпинделя

 

Корпус сервомотора выполнен разъемным, из двух половин-верхней и нижней.

 

В теле корпуса имеется цилиндрическая расточка с определенным радиусом кривизны, служащая цилиндром сервомотора.

 

Цилиндр сервомотора по окружности занимает больше половины корпуса и разделен герметической перегородкой на две равных полости.

 

Кривошип выполнен в виде сектора с двумя поворотными рычагами, на концах которых закреплены поршни, перемещающиеся каждый по своей полости цилиндра. Кривошип насажен на шпиндель и закреплен на нем четырьмя штифтами. Шпиндель же имеет зацепление с затвором. Через шпиндель передается крутящий момент от сервомотора поворотному шаровому затвору. При подаче давления масла в одну из полостей цилиндра сервомотора происходит поворот кривошипа с поршнями, а с ним и шпинделя с затвором в ту или другую сторону. При подаче давления масла в одну полость  происходит закрытие крана, при подаче давления масла в другую полость-открытие крана. Угол поворота кривошипа, а следовательно и затвора, в ту или другую сторону ограничен упорами.

 

Внутренняя свободная полость сервомотора, не занятая цилиндром, кривошипом и шпинделем, и кольцевое пространство между колонной и шпинделем служат емкостью для масла, откуда масло поступает к подшипникам затвора и на прием к ручному насосу.Кроме того в эту емкость попадает масло, просачивающееся из полости цилиндра, находящегося под давлением в период поворота затвора. Свободная полость сервомотора сообщается через перепускные шариковые клапаны с гидробаллонами, когда они сообщены с атмосферой. Ввиду того, что нормальный уровень масла в гидробаллонах всегда выше уровня крышки сервомотора, полость сервомотора всегда до верха (до крышки) заполнена маслом, которое находится под действием давления столба жидкости, равного разнице уровней масла в гидробаллонах и полости сервомотора. Помимо гидробаллонов, свободная полость сервомотора сообщена и с бачком для масла,установленном на крышке сервомотора, через который происходит сброс газа из гидробаллонов в атмосферу. В период сброса газа в бачке для масла образуется небольшое избыточное давление газа, которое давит на масло, находящееся в бачке, а через него и на масло, находящееся в полости сервомотора. В результате, в период сброса газа из гидробаллонов в атмосферу через бачок для масла, к гидростатическому давлению,под которым находится масло в полости сервомотора, прибавляется избыточное давление, образующееся в бачке для масла.

 

На верхней части корпуса сервомотора устанавливается круглая опорная плита.на которой смонтировано все оборудование гидропневматического управления.Опорная плита крепится к корпусу сервомотора при помощи 12 шпилек диаметром 10 мм и является одновременно и крышкой сервомотора.

 

Оборудование системы гидропневматического управления

 

В состав оборудования системы гидропневматического управления входит:

 

  1. Газораспределительный механизм.

  2. Два гидробаллона.

  3. Распределительный золотник с перепускными шариковыми клапанами.

  4. Бачок для масло.

  5. Ручной насос.

  6. Рессивер с двумя сильфонами.

  7. Два фильтра.

  8. Электрооборудование.

  9. Вентили, краны, обратные и перепускные клапаны, манометры.