CS209184B1 - Butterfly valve - Google Patents

Description

(54) Motýlová uzavírací klapka

Vynález se týká motýlové uzavírací klapky těsnící obousměrně v plném rozsahu diferenčních přetlaků až do jmenovitého tlaku armatury.

Jsou známá několikerá řešení motýlových uzavíracích klapek různých konstrukčních provedení, která zajišťují účinné těsnění talíře klapky v průtočné části tělesa klapky v obou směrech. Jestliže se pomine možnost vyvození předběžného montážního předpětí pružného těsnicího elementu, potřebného к dosažení obousměrné těsnosti při plném diferenčním přetlaku, vedoucí к nepřiměřeným nárokům na ovládání a mechanickou odolnost materiálů těsnicích elementů, lze obousměrného utěsnění klapky dosáhnout např. provedením dvojí excentricky uchycení talíře klapky, nebo úhlovým vychýlením osy kužele těsnicí plochy sedla od osy průtoku, případně kombinací obou řešení, nebo vytvořením speciálního tvaru sedla přesným litím bez dalšího mechanického opracování. Výhodou těchto řešení je možnost dotěsnění propouštějící armatury, zvýšením pnutí v těsnicích elementech pootočením talíře klapky směrem do zavření, neboli zvětšením ovládacího momentu, ale jejich hlavní nevýhodou je, zejména v případě ovládání servopohonem, dálkově, nebo automaticky, nutnost předběžného nastavení vyššího ovládacího momentu podle předpokládaného maximálního možného diferenčního přetlaku bez ohledu na jeho skutečné hodnoty během provozu. Dvojí excentrická uchycení talíře zvyšuje rovněž nároky na velikost potřebného ovládacího momentu, při relativně vysoké náročnosti na výrobní pracnost.

Další známou cestou řešení tohoto,problému je konstrukce různých tvarových a materiálových provedení vlastních těsnicích elementů. Je tomu tak v případech spisů NSR-DOS 1 800 423, 1 817 145, 1 943 985.

Výhodou těchto řešení je pružnost takto tvarovaných i kovových těsnicích elementů, možnost těsnění „kov na kov“, vyloučení vlivu teplotních dilatací, samotěsnicí účinek ve směru kuželovité se rozšiřující těsnicí plochy sedla, ale nevýhodou naopak tendence ke snižování těsnosti ve směru opačném a relativně vysoké nároky na ovládání a výrobu při současném použití dvojí excentricky uchycení talíře klapky.

U řešení popsaných v rakouském patentu č. 318 339 nebo francouzském patentu č. 2 188 768 se využívá elastických těsnění speciálního tvaru, umístěných v tělese nebo talíři, opatřených kovovou výztuhou, nebo bez výztuhy. Výhodou je využití vlastního tlaku a diferenčního přetlaku média к dotěsňování v obou směrech, nevýhodou je potom tvarová složitost a náročnost na výrobu.

Nevýhody a nedostatky známých provedení mo209184 týlových uzavíracích klapek řeší vynález, kterým je motýlová uzavírací klapka s obousměrným těsnicím účinkem v . plném rozsahu diferenčních přetlaků až do jmenovitého tlaku armatury, sestávající z tělesa klapky, talíře klapky, ovládací hřídele a čepu, ložisek a těsnicích elementů a jeho podstata spočívá v tom, že v průtočném kanále tělesa je uloženo axiálně posuvně samostatné . těsnicí prstencové sedlo, opatřené na vnitřním obvodě kuželovou těsnicí plochou a na svém vnějším obvodě válcovou kluznou plochou opatřenou radiální dosedací plochou a průtočný kanál tělesa klapky je opatřen vnitřní válcovou plochou s osazením na jedné straně a na druhé straně dorazem pro vymezení axiálního pohybu těsnicího prstencového sedla, přičemž talíř má na svém vnějším obvodu těsnicí kroužek uložený v drážce.

Další podstatou' vynálezu je, že těleso klapky je opatřeno prstencovou drážkou vyústěnou do vnitřní válcové plochy, ve které je uložen těsnicí kroužek.

Konečně je podstatou vynálezu, že samostatně prstencové těsnicí sedlo je spojeno těsně s tělesem klapky pružnou těsnicí membránou.

Vyšší účinek řešení podle vynálezu spočívá v tom, že není nutné použití druhotného dotěsňování zvýšením ovládacího momentu, těsnost je zajištěna prvotním samotěsnicím účinkem. Potřebný měrný těsnicí tlak není do styku těsnicích elementů vnášen jejich předběžným montážním předpětím, ani není určován předběžně nastavenou hodnotou ovládacího momentu, ale je vyvoláván . teprve vznikem diferenčního přetlaku, který roste úměrně s jeho vzrůstem a je v každém okamžiku velikosti diferenčního přetlaku přiměřený, což má kladný vliv nejen na zajištění dobré funkční schopnosti celého těsnicího uzlu, ale i na životnost těsnicích elementů. Konečně jednoduchost konstrukce sedla a dorazů i standardní tvarové provedení těsnicích elementů umožňuje snadnou vyrobitelnost, kdy odpadá problém původního pracného navařování a obrábění pevného sedla přímo v tělese klapky.

Příklad konkrétního provedení motýlové uzavírací klapky podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1 je osový řez tělesem motýlové uzavírací klapky s uplatněným vynálezem a obr. 2 až 4 představují detaily alternativního provedení těsnicího uzlu klapky z obr. 1.

Podle vynálezu sestává motýlová uzavírací klapka z tělesa 1 a talíře 2, který je v tělese 1 ' uložen excentricky, otočně v ložiskách 3 prostřednictvím ovládací hřídele 4 a . čepu 5, a to kolmo na průtočnou osu tělesa 1 klapky. Těleso 1 je v místě obvodu uzavřeného talíře 2 klapky opatřeno vnitřní válcovou plochou 6 pro kluzné uložení samostatného prstencového sedla 7. Samostatné prstencové sedlo 7 je na svém vnitřním obvodu opatřeno kuželovou těsnicí plochou 8, přičemž na vnějším obvodě je těsnicí prstencové sedlo 7 opatřeno válcovou kluznou plochou 9, jejíž vnější průměr odpovídá vnitřnímu průměru vnitřní válcové plochy 6 tělesa 1 klapky. Délka vnitřní válcové plochy' plochy 6 převyšuje o určitou hodnotu délku válcové kluzné plochy 9 prstencového sedla 7 a je vymezena na jedné straně osazením 10 vnitřní’ válcové plochy 6 a na . druhé straně válcovými ' kolíky 11 zapuštěnými do vnitřní stěny průtočného kanálu 18 tělesa 1 klapky. Tím je určena i délka axiálního posuvu prstencového sedla 7 vzhledem k tělesu 1 klapky, kdy na ' jedné straně je délka .. posuvu omezena stykem dosedací plochy 12 válcové kluzné plochy 9 prstencového sedla 7 s osazením’ 10 vnitřní válcové plochy 6 a na straně druhé dosednutím radiálního čela 13 prstencového sedla na válcové kolíky 11 zapuštěné v tělese 1 klapky. . Samostatné prstencové těsnicí sedlo 7 je vůči tělesu klapky těsněno těsnicím kroužkem 14 zapuštěným v drážce 15 tělesa 1 klapky . a vůči talíři těsnicím kroužkem 16 uloženým v odpovídající obvodové drážce 17 talíře 2.

Podle alternativního provedení, znázorněného na' obr. 3, je kluzná válcová plocha 9 prstencového sedla 7 vytvořena na vnějším obvodu prstencového sedla 7 jako nákružek, přičemž válcové kolíky 11 jsou umístěny na straně kuželové těsnicí plochy prstencového sedla 7.

Konečně podle alternativního provedení těsnicího uzlu, znázorněného na obr. 4 je vnější obvodová plocha těsnicího sedla 7 hladká, tvoří kluznou plochu 9 sedla 7 ve vnitřní válcové ploše 6 tělesa 1 a svou dosedací plochou 12 je spojeno s tělesem klapky pomocí pružné membrány 19, která tak tvoří těsnicí prvek mezi těsnicím prstencovým sedlem 7 a tělesem 1 klapky.

Jestliže působí diferenční přetlak na zavřený talíř ve směru kuželovité se zužující těsnicí plochy 8, je zajištěna dokonalá těsnost uzávěru tím, že axiálně posuvné těsnicí prstencové sedlo 7 plní stejnou funkci jako sedlo pevné, přičemž jeho poloha je zajištěna dosednutím osazení 10 tělesa 1 na . dosedací plochu 12 sedla 7 vlivem diferenčního přetlaku na mezikruží prstencového těsnicího sedla 7. Potřebný měrný těsnicí tlak ve styku kuželové těsnicí plochy 8 sedla 7 s těsnicím kroužkem 16 v talíři 2 je dán součtem předběžného montážního předpětí těsnicí kroužku 16 a přídavného napětí vznikajícího v tomto kroužku 16 jeho přiblížením se ke kuželové těsnicí ploše 8 sedla 7 vlivem deformací ovládací hřídele 4, čepu . 5, talíře 2 a vlastního těsnicího kroužku 16 ve směru působení diferenčního přetlaku.

Při působení diferenčního přetlaku ve směru kuželovité se rozšiřující těsnicí plochy 8 sedla posouvá se těsnicí sedlo ' 7 axiálně v tomto směru a to účinkem síly vyvolané působením diferenčního tlaku na mezikruží prstencového sedla 7. Tímto axiálním posuvem je kompenzováno oddálení těsnicího kroužku 16 od kuželové těsnicí plochy sedla 7, vznikající deformacemi ovládací hřídele 4, čepu 5, talíře 2 a vlastního těsnicího kroužku 16 ve směru působení diferenčního přetlaku. Působící silou je vyvozen ' dostatečný přítlak kuželové těsnicí ; plochy 8 sedla 7 na těsnicí kroužek 16, potřebný I к dosazení dokonalé těsnosti.

Potřebná velikost posouvající a přítlačné síly je dána vhodnou volbou vnějšího a vnitřního těsně' něho průměru mezikruží těsnicího sedla 7, zatímco potřebný rozsah posuvu sedla 7 je určen vhodnou polohou osazení 10 vnitřní válcové plochy 6 tělesa 1 a omezovačích kolíku 11.

Vlastní konstrukční uspořádání těsnicího uzlu talíře 2 motýlové uzavírací klapky je provedeno s ohledem na zajištění jeho dobré funkční schopnosti a provozní spolehlivosti při snížení hydraulic! kých ztrát na minimum. Dostatečná dálka těsnicího sedla 7 v axiálním směru umožňuje optimální řešení jeho tvaru z hlediska hydraulických ztrát při proudění v obou směrech, a zabraňuje možnosti jeho příčení při axiálním přesouvání. Dorazy vymezující rozsah axiálního posuvu těsnicího sedla .209184 jsou řešeny tak, aby v jejich prostoru nedocházelo к usazování nečistot a tím к omezení rozsahu posuvu sedla 7. Tak jeden z dorazů tvořený osazením 10 vnitřní válcové plochy 6 a dosedací plochou 12 nákružku 9, je vlastním těsnicím sedlem 7 překryt a těsnicí kroužek 14 umístěný na vstupní straně těsněné spáry zabraňuje vnikání nečistot do této spáry. Druhý doraz, který není kryt, je řešen jako válcové omezovači kolíky 11, takže v prostoru mezi nimi a čelem 13 sedla 7 se néčistoty nemohou hromadit, případně jsou sedlem 7 vytlačeny. Vysoké spolehlivosti a životnosti těsnicího uzlu talíře 2 motýlové uzavírací klapky je dosaženo také tím, Že vzájemný axiální posuv se uskutečňuje' mezi elastickými těsnicími kroužky Í4, 16 a ^těsnicím sedlem 7 z nerezavějícího materiálu.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Motýlová uzavírací klapka s obousměrným těsnicím účinkem v plném rozsahu diferenčních přetlaků až do jmenovitého tlaku armatury, sestávající z tělesa klapky a talíře, uloženého v ložiskách tělesa otočně, excentricky prostřednictvím ovládací hřídele a čepu, vyznačující se tím, že v průtočném H^náíe (18) tělesa (1) je uloženo axiálně posuvně samostatné těsnicí prstencové sedlo (7), opatřené na vnitřhítrf obVodě •'kuželovou těsnicí plochou (8) a na svém vnějším obvodě válcovou kluznou plochou (9) opatřenou radiální dosedací plochou (12) a průtočný kanál (18) tělesa (1) klapky je j opatřen vnitřní válcovou plochou (6) s osazením f(lÓ) na jedné straně a na druhé straně dorazem (11) pro vymezení axiálního pohybu těsnicího prstencového sedla (7), přičemž talíř (2) má na svém vnějším obvodu těsnicí kroužek (16) uložený v drážce (17).
2. 2. Motýlová uzavírací klapka podle bodu 1, vyznačující se tím, že těleso (1) klapky je opatřeno prstencovou drážkou (15) vyústěnou do vnitřní válcové plochy (6), ve které je uložen těsnicí kroužek (14).
3. 3. Motýlová uzavírací klapka podle bodu 1, vyznačující se tím, že samostatně prstencové těsnicí sedlo (7) je spojeno těsně s tělesem (1) klapky pružnou těsnicí membránou (19).