CS219796B1 - Těsnění sedla - Google Patents

Abstract

Vynález spadá do oboru těsnění a týká se těsnění sedla velkých kulových kohoutů, zejména pro chemické, petrochemické a jaderné provozy. Jeho podstata spočívá v nové konstrukci vlastního těsnění, uloženého v drážce sedlového kroužku. Nová konstrukce se vyznačuje tím, že těsnění je tvořeno dvěma základními částmi, a to nosným vodicím prstencem opatřeným nákružkem pro uložení v drážce sedlového kroužku a volným jazýčkovým žebrem s axiálním odstupem od čelní plochy sedlového kroužku, a dále z hlavního a pomocného těsnicího prstence. Hlavní těsnicí prstenec je uložen na nosném vodicím prstenci v místě proti nákružku, zatímco pomocný těsnicí prstenec je uložen na jazýčkovém žebru. Nosný prstenec je vyroben z polymerního materiálu s dostačující pevností a „tvarovou pamětí”, oba těsnicí prstence jsou pak vyrobeny z kompozice na bázi polytetrafluorethylenu. Mezi oběma těsnicími prstenci je vytvořen labyrintový prostor

Description

Vynález spadá do oboru těsnění a týká se těsnění sedla velkých kulových kohoutů, zejména pro chemické, petrochemické a jaderné provozy.

Jeho podstata spočívá v nové konstrukci vlastního těsnění, uloženého v drážce sedlového kroužku. Nová konstrukce se vyznačuje tím, že těsnění je tvořeno dvěma základními částmi, a to nosným vodicím prstencem opatřeným nákružkem pro uložení v drážce sedlového kroužku a volným jazýčkovým žebrem s axiálním odstupem od čelní plochy sedlového kroužku, a dále z hlavního a pomocného těsnicího prstence. Hlavní těsnicí prstenec je uložen na nosném vodicím prstenci v místě proti nákružku, zatímco pomocný těsnicí prstenec je uložen na jazýčkovém žebru. Nosný prstenec je vyroben z polymerního materiálu s dostačující pevností a „tvarovou pamětí”, oba těsnicí prstence jsou pak vyrobeny z kompozice na bázi polytetrafluorethylenu. Mezi oběma těsnicími prstenci je vytvořen labyrintový prostor.

Vynález se týká těsnění sedla, zejména velkých kulových kohoutů.

V chemických, petrochemických a zejména v jaderných provozech je podmínkou bezpečného provozu dokonalá těsnost všech spojů a průtočných kanálů armatur dopravujících životu nebezpečné látky. V těchto provozech se ve velké míře používá jako uzavíracích orgánů kulových kohoutů, které bývají .opatřeny většinou odpruženými, nebo odjížděcími sedly. Těsnicí plochy sedel jsou opatřeny axiální drážkou, ve které je uloženo vlastní těsnění, obvykle z pružného materiálu, jehož složení zajišťuje jeho odolnost proti působení dopravované látky. Obvykle jsou tato těsnění vyráběna z polytetrafluorethylenu nebo jeho směsí, protože kromě dobrého těsnicího účinku se od tohoto těsnění vyžadují i dobré třecí vlastnosti a vysoká otěru vzdor nost. Nevýhodou známých typů těsnění je skutečnost, že i při nepatrném poškození těsnicí plochy, kupříkladu otěrem, je jejich těsnicí schopnost narušena a sedlo je nutno vyměnit. Dále je známo vyrábět těsnění z plastů, a to ze dvou částí, které se liší modulem pružnosti, kde vnější těsnicí část je tužší a vnitřní přítlačná část je elastičtější, zejména v tlaku, jako tomu je u řešení podle patentu Velké Britanie číslo 1 183 347. ’

Nevýhody a nedostatky známých řešení odstraňuje v podstatě těsnění sedla, zejména velkých kulových kotoutů pro chemické, petrochemické a jaderné provozy, tvořené— sedlovým kroužkem, v jehož axiální prsten-® cové drážce, vytvořené na čelní ploše sedla|| je uloženo vlastní těsnění.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že těs-g nění je tvořeno nosným, vodicím prstencem £ jehož vnější obvodová část je tvořena nákružkem, zatímco jeho vnitřní obvodová část je tvořena jazýčkovým žebrem, přičemž vnější plocha nosného, vodícího prstence je opatřena jednak hlavním těsnicím prstencem a jednak pomocným těsnicím prstencem, mezi nimiž je vytvořen labyrintový prostor.

Další podstatou vynálezu je, že nosný vodicí prstenec a oba těsnicí prstence jsou vyrobeny jako jeden, kompaktní dvousložkový celek, kde nosný vodicí prstenec představuje jednu jeho materiálovou složku, zatímco oba těsnicí prstence tvoří jeho druhou materiálovou složku.

Další podstatou vynálezu je, že nosný vodicí prstenec a oba těsnicí prstence jsou vyrobeny jako jeden kompaktní trísložkový celek, kde nókružek nosného vodícího prstence tvoří jeho kovovou složku, prodloužené jazýčkové žebro tvoří jeho pružnou nosnou složku, a oba těsnicí prstence tvoří jeho třetí, těsnicí složku.

Další podstatou vynálezu je, že nosný vodicí prstenec je vytvořen z polymerního materiálu, vyznačujícího se pevností a „tvarovou” pamětí, kupříkladu z fluorpolymeru, zatímco oba těsnicí prstence jsou vyrobeny z kompozice na bázi polytetrafluorethylenu, přičemž nosný vodicí prstenec spolu s oběma těsnicími prstenci tvoří kompaktní celek.

Další podstatou vynálezu je, že nákružek nosného vodícího prstence je vyroben z kovu a tvoří s prodlouženým jazýčkovým žebrem nosného vodícího prstence kompaktní celek.

Další podstatou vynálezu je, že těsnicí plochy hlavního těsnicího prstence a pomocného těsnicího prstence jsou v příčném řezu tvořeny rotační konvexní zborcenou plochou.

Další podstatou vynlezu je, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 25 °/o koksu.

Další podstatou vynálezu je, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 16 % skla a 5 až 15 % sirníků molybdeničitého.

Další podstatou vynálezu je, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 20 °/o grafitu.

Další podstatou vynálezu je, že pro případ chromové ochranné vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 30 % koksu.

* Další podstatou vynálezu je, že pro příp|pad chromové ochranné vrstvy protikusu Sajsou oba těsnicí prstence vyrobeny z poly^tetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně ‘^10 až 16 % skla a 5 až 15 % sirníků molybÚdeničitého.

h/ Konečně je podstatou vynálezu, že pro případ chromové ochranné vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence vyrobeny z polytetrafluorethylenu obsahujícího hmotnostně 10 až 20 % grafitu nebo 15 až 25 % skla.

Vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že nové konstrukční uspořádání rozděluje těsnicí kruh na dva těsnicí elementy — hlavní a pomocný — mezi nimiž je vytvořen labyrintový prostor. Toto konstrukční řešení zvyšuje podstatně těsnicí účinek i spolehlivost těsnění. Funkční spolehlivost je zajištěna konstrukcí pomocného těsnicího prstence uspořádaného ve formě jazýčku, jehož těsnicí schopnost se dostavuje automaticky po smontování kulového kohoutu vlivem pružnosti jazýčkového žebra a tvarové paměti zvoleného materiálu. Těsnicí schopnost pomocného těsnicího prstence je mnohonásobně umocněn tlakem dopravního média. Konečně se vyšší účinek projevuje v konkretizaci materiálového složení těsnicího sedla a koule kulového uzávěru, kde se správnou volbou materiálů dosahuje až trojnásobného zvýšení funkčí životnosti ve srovnání se známým stavem.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu, kde obr.

I představuje detail základního provedení těsnění sedla v příčném řezu, a obr. 2 a 3 představují alternativní provedení těsnění z obr. 1 rovněž v příčném řezu.

Podle vynálezu je vlastní uzavírací prvek kulového kohoutu tvořen jednak koulí 1 a jednak sedlovým kroužkem 2. Sedlový kroužek 2 je na své čelní ploše 3 opatřen axiální prstencovou drážkou 4, ve které je uložen jenak pružný prvek 5 a jednak vlastní těsnění sedla. Těsnění 6 je sice kompaktním celkem, ale využívá dvou materiálových složek. Toto těsnění 6 je tvořeno nosným, vodicím prstencem 7, jehož vnější obvodová část tvoří nákružek 8 o šířce odpovídající šířce prstencové drážky 4 sedlového kroužku 2 zatímco jeho vnitřní obvodová část je tvořena jazýčkovýrn žebrem 9. Dále je těsnění 6 tvořeno hlavním těsnicím prstencem 10 a pomocným těsnicím prstencem 11, které tvoří s nosným vodicím prstencem 7 kompaktní celek, přičemž hlavní těsnicí prstenec 10 je pevně spojen s nosným vodicím prstencem 7 na straně nákružku 8, zatímco pomocný těsnicí prstenec 11 na straně jazýčkového žebra 9. Těsnicí plochy hlavního těsnicího prstence 10 a pomocného těsnicího prstence

II jsou v příčném řezu rotační, konvexní, zborcenou plochou. Mezi hlavním těsnicím prstencem 10 a pomocným těsnicím prstencem 11 je vytvořen labyrintový prostor 12, který zvyšuje těsnicí účinek obou těsnicích prstenců 10, 11.

Z důvodů různých požadovaných vlastností a vzhledem k povrchové úpravě koule 1 je nosný, vodicí prstenec 7 vyroben z polymerního materiálu s dostačující pevností a zejména s „tvarovou pamětí”, jako jsou kupříkladu fluorové polymery flexibilní grafity a podobně, zatímco složení materiálu obou těsnicích prstenců 10, 11 je určeno dobrými třecími vlastnostmi a vysokou otěruvzdorností, kupříkladu kompozicemi na bázi polytetrafluorethylenu, podle složení ochranné vrstvy protikusu, tj. koule 1. Tak v případě, že povrchová vrstva koule 1 je tvořena chemickým niklem, může se použít polytetrafluorethylen, obsahující hmotnostně 10 až 25 '% koksu, nebo 10 až 16 % skla a 5 až 15 % sirníku molybdeničitého, nebo 10 až 20 % grafitu.

V případě, že ochranná vrstva koule 1 je tvořena chromém, lze použít kromě výše uvedených materiálů ještě kupříkladu polytetrafluorethylen, obsahující hmotnostně 15 až 25 % skla, nebo 20 až 30 % koksu.

Vlastní výroba těsnění 6 se provádí například lisováním ve formě tak, že se do formy odpovídající svou dutinou tvaru nosného, vodícího prstence 7 nasype do požadované výše lisovací prášek, kupříkladu polytetrafluorethylen, na který se navrství opět do požadované výše kompozice na bázi polytetrafluorethylenu ve složení optimálně vyhovující povrchové vrstvě koule 1. Tento předlisek se sintruje v peci podle známých technologických postupů, takže se vytvoří kompaktní celek. Vlastní dokončení tvaru se provede strojním obráběním. V případě alternativy, znázorněné na obr. 2 se do formy nejdříve vloží kovový nákružek 8 a pak se postupuje výše uvedeným postupem.

Na obr. 1 je znázorněno v příčném řezu základní provedení těsnění 6, kde pomocný těsnicí prstenec 11 je umístěn pouze na ploše jazýčkového žebra 9, obr. 2 představuje alternativní provedení těsnění 6 z obr. 1 s kovovým nákružkem 8, na kterém je uloženo prodloužené jazýčkové žebro 9 z polytetrafluorethylenu, přičemž na jazýčkovém žebru 9 v části nákružku 8 je uložen hlavní těsnicí prstenec 10 a na volné části jazýčkové žebra 9 je uložen pomocný těsnicí prstenec 11. Konečně na obr. 3 je znázorněno další alternativní provedení těsnění 6, kde pomocný těsnicí prstenec 11 přesahuje volnou část jazýčkového žebra 9 do části zpevněné nákružkem 8 do maximální vzdálenosti určené úhlem 45° z bodu přechodu jazýčkového žebra 9 do nákružku 8.

Těsnění 6, vyrobené výše popsaným způsobem, se při montáži sedla vloží nákružkem 8 nosného vodícího prstence 7 do axiální prstencové drážky 4 sedlového kroužku 2, na jejíž dno byl předtím uložen pružný prvek 5 tak, aby jazýčkové žebro 9 s pomocným těsnicím prstencem 11 bylo v axiálním odstupu od čelní plochy 3 sedlového kroužku 2. V uzavřené poloze armatury jsou hlavní těsnicí prstenec 10 i pomocný těsnicí prstenec 11 dotlačovány proti kulové ploše uzávěru 1 jednak působením předpětí pružného prvku 5, uloženého v axiální prstencové drážce 4, sedlového kroužku 2, a jednak přítlačnou silou dopravovaného média působícího na zadní stěnu jazýčkového žebra 9.

Claims (13)

1. PŘEDMĚT V

   1. Těsnění sedla, zejména velkých kulových kohoutů pro chemické, petrochemické a jaderné provozy, tvořené sedlovým kroužkem, v jehož axiální prstencové drážce, vytvořené na čelní ploše sedlového kroužku, je uloženo vlastní těsnění, vyznačující se tím, že těsnění (6) je tvořeno nosným, vodicím prstencem (7), jehož vnější obvodová část je tvořena nákružkem (8), zatímco jeho vnitřní obvodová část je tvořena jazýčkovým žebrem (9), přičemž vnější plocha nosného, vodicího prstence (7) je opatřena jednak hlavním těsnicím prstencem (10) a jednak pomocným těsnicím prstencem (11), mezi nimiž je vytvořen labyrintový prostor (12).
2. 2. Těsnění sedla podle bodu 1, vyznačující se tím, že nosný vodicí prstenec (7) a oba těsnicí prstence (10, 11) jsou vyrobeny jako jeden kompaktní dvousložkový celek, kde nosný vodicí prstenec (7) představuje jednu jeho materiálovou složku, zatímco oba těsnicí prstence (10, 11) tvoří jeho druhou materiálovou složku.
3. 3. Těsnění sedla podle bodu 1, vyznačující se tím, že nosný vodicí prstenec (7) a oba těsnicí prstence (10, lij jsou vyrobeny jako jeden kompaktní třísložkový celek, kde nákružek (8) nosného vodicího prstence (7j tvoří jeho kovovou složku, prodloužené jazýčkové žebro (9) tvoří jeho pružnou nosnou složku, a oba těsnicí prstence (10, lij tvoří jeho třetí, těsnicí složku.
4. 4. Těsnění sedla podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že nosný vodicí prstenec (7) je vytvořen z polymerního materiálu, vyznačujícího se pevností a „tvarovou” pamětí, kupříkladu z fluorpolymeru, zatímco oba těsnici prstence (10, 11) jsou vyrobeny z kompozice na bázi polytetrafluorethylenu, přičemž nosný vodicí prstenec (7) spolu s oběma těsnicími prstenci (10, 11) tvoří kompaktní celek.
5. 5. Těsnění sedla podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že nákružek (8) nosného vodicího prstence je vyroben z kovu a tvoří s prodlouženým jazýčkovým žebrem (9J nosného vodicího prstence (7) kompaktní celek.

   'NÁLEZU
6. 6. Těsnění sedla podle bodů 1 až 5 vyznačující se tím, že těsnicí plochy hlavního těsnicího prstence (10) a pomocného těsnicího prstence (11) jsou v příčném řezu tvořeny rotační konvexní zborcenou plochou.
7. 7. Těsnění sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence (10, 11) vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 25 % koksu.
8. 8. Těsnění sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence (10, 11] vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 16 % skla a 5 až 15 % sirnlku molybdenlčitého.
9. 9. Těsnění sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že v případě ochranné vrstvy protikusu z chemického niklu jsou oba těsnicí prstence (10, 11) vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 20 % grafitu.
10. 10. Těsnění sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že pro případ chromové ochranné vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence (10, 11) vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 30 procent koksu.
11. 11. Těsnicí sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že pro případ chromové ochranné vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence (10, lij vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 16 procent skla a 5 až 15 % sirníku molybdeničitého.
12. 12. Těsnění sedla podle bodů 1 a 6, vyznačující se tím, že pro případ chromové ochranné vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence (10, lij vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 10 až 20 procent grafitu.
13. 13. Těsnění sedla podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že pro případ chromové vrstvy protikusu jsou oba těsnicí prstence (10, 11) vyrobeny z polytetrafluorethylenu, obsahujícího hmotnostně 15 až 25 % skla.

    1 list výkresů