Латунные шаровые краны: конструкции сальниковых узлов

Что делать, чтобы не потратить деньги впустую и не купить подделку или, просто, не очень качественный и не очень надежный шаровый кран.

В предыдущей статье мы говорили о материале, из которого изготавливаются современные шаровые краны – это латунь. А сегодня, наша публикация посвящена рассмотрению конструкций сальниковых узлов латунных шаровых кранов.

Сальниковые узлы

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Ниже представлены основные конструкции сальниковых узлов.

Описание

Шток 1 вставлен изнутри. Два одинаковых сальниковых кольца 4 из эластомера. Самый простой и дешевый узел.

Недостатки узла

Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками

Описание

Шток 1 вставлен изнутри. Два сальниковых кольца: нижнее 4б – из FPM и верхнее 4а из NBR.

Недостатки узла

Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками.

Описание

Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу, что потребовало установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4.

Недостатки узла

Узел, условно, ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. элемент. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой.

Описание

Шток 1 вставлен изнутри. В роли сальниковой выступает обычная гайка 3 с внутренней резьбой. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4.

Недостатки узла

Узел, условно, ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. элемент. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой.

Описание

Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2.

Недостатки узла

Узел ремонтопригоден. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки. 

Описание

Шток 1 вставлен снаружи и имеет прижимной буртик 6. Сальниковая гайка 3 с наружной резьбой имеет выборку под буртик штока. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2.

Недостатки узла

Узел ремонтопригоден. Возможно выбивание штока давлением рабочей среды. После нескольких подтягиваний сальниковой гайки, шток может заклиниться об шаровой затвор. 

 Сальниковый узел крана Valtec Base

Самым надежным и практичным на сегодняшний день признан сальниковый узел с тефлоновым сальниковым кольцом 2 высотой не менее 40% диаметра штока, прижимной сальниковой гайкой с наружной резьбой 3 и со штоком 1, вставленным изнутри.

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

 Схемы расположения штоков в шаровых кранах

Еще одна опасность подстерегает тех, кто выберет кран, у которого шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны – оно несет в себе опасность выбивания штока давлением рабочей среды.

Надеяться на то, что сальниковая гайка удержит шток от выдавливания, особенно не приходится, т.к. любое незакрепленное (незаконтренное) резьбовое соединение под действием продольной силы стремится к раскручиванию. Это вызвано тем, что продольная сила F на винтовой плоскости раскладывается на две взаимоперпендикулярные силы– Fp и Fn.

Сила Fn - нормальна к винтовой плоскости и взаимодействует на направляющую винтовую плоскость. То есть она задает прочность винтового соединения. Сила Fp –направлена вдоль винтовой плоскости. Именно она стремится раскрутить соединение. Препятствием к

раскручиванию является сила трения. При вибрационных нагрузках сила трения существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени

Как работает шток, вставленный изнутри корпуса 

 Сила, вызванная давлением рабочей среды, стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри – эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана

Как работает шток, вставленный снаружи корпуса

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу приходится воспринимать сальниковой гайке. Здесь и начинает проявляться «эффект юлы». Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля, гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае, при малейшем скачке давления, оставшаяся в зацеплении часть резьбы будет смята, и шток будет выбит из крана. 

Как работает шток со смещенным буртиком 

Самым неудачным вариантом сальникового узла является такой, при котором опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой. В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента для сальникового уплотнителя. Кроме возможного выбивания штока по описанной ранее схеме, в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти уже после нескольких поджатий сальниковой гайки.  

 В следующей статье мы рассмотрим, что представляют собой шаровые затворы.

Материал для публикаций предоставлен компанией Valtec S.r.l