Начальник конструкторского отдела арматуры НПЦ «АНОД»
В процессе эксплуатации шаровых кранов были выявлены недостатки этого вида арматуры. В основном, это связано с быстрым износом уплотнительных поверхностей и увеличением момента привода при перемещении шарового затвора из-за наличия в рабочей среде абразивных составляющих. Причина этих недостатков заключается в постоянном контакте шаровой уплотнительной поверхности с седлами.
Коллективом арматурного подразделения предприятия НПЦ «АНОД» разработана новая конструкция эксцентрикового крана, которая является альтернативой шаровым кранам особенно на загрязненных рабочих средах. Конструкция защищена двумя патентами РФ.
Конструкция напоминает шаровой кран. Два сегмента со сферической уплотнительной поверхностью жестко установлены в корпусе запорного элемента, поворачивающегося на валу, центр которого расположен на оси входного и выходного отверстий корпуса, а уплотнительные конические поверхности седел смещены относительно оси отверстий корпуса на величину эксцентриситета уплотнительных поверхностей сегментов запорного элемента. Оси входного и выходного отверстий совпадают. Диски со сферическими уплотнительными поверхностями на сегменте выполнены съемными с антикоррозионной твердой наплавкой. Уплотнительные поверхности седел тоже выполнены с наплавкой. Конструкция крана, в сочетании с технологическими особенностями сборки, позволяет получить высокоточное сопряжение двухстороннего уплотнения крана с герметичностью затвора по классу В по ГОСТ 9544-93.
На рисунках 1, 2 и 3 показаны стадии открытия, закрытия затвора и процесс регулирования рабочей среды. Привод, осуществляющий поворот затвора, должен быть обязательно самотормозящий. Как видно, контакт уплотнительных поверхностей затвора и седла происходит только в положении закрыто, все остальное время этот контакт отсутствует. Поэтому практически износ уплотнительных поверхностей сведен до минимума. Нет прикипания и заклинивания затвора. При регулировании момент на приводе минимальный, так как моменты от скоростного потока рабочей среды, действуют на каждый сегмент в разные стороны, и приходится преодолевать только разность моментов.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Представленная конструкция предусмотрена для эксплуатации на загрязненных рабочих средах типа «битум». Используется эта конструкция на действующей установке «висбрекинга» при Т=380°С и Рраб =27 атм.
Анализируя рабочие циклы перемещения затвора, легко убедится в том, что, если кран работает в сильнозагрязненных рабочих средах, то перед окончательным закрытием можно подать избыточное давление во внутреннюю полость чистой рабочей среды для промывки или продувки, а затем, не прекращая подачи чистой среды, дозакрыть затвор (см. рисунок 3). Благодаря этому можно полностью избежать попадание абразивных включений между уплотнительными поверхностями. Эта особенность позволяет создать арматуру на любые сильнозагрязненные среды при низких и высоких температурах рабочей среды.
Арматура может достойно занять нишу в сложнейших технологических процессах:
На рисунке 4 представлена конструкция аналогичного эксцентрикового крана в положении «закрыто» для работы на чистых и загрязненных рабочих средах при температуре ниже 220°С. В качестве уплотнительных поверхностей на седлах используется эластомер, уплотнительные сферические поверхности двух сегментов — металлические.
Герметичность затвора по классу А по ГОСТ 9544-93. Кран может найти широкое применение для рабочих сред: газ, пар, различные жидкости, а также в трубопроводных системах ЖКХ.
Рисунок 4
