CS223793B1 - Zpětný kuličkový ventil akumulátoru oleje - Google Patents

Description

Vynález se -týká zpětného kuličkového ventilu akumulátoru oleje, který je vhodný zejména pro stroje, pracující ve vysokých tlakových hladinách, které jsou vybaveny zásobníkem oleje. Takovými stroji jsou napr. turbodmychadla pro dálkovou dopravu zemního plynu.

Zpětné kuličkové ventily jsou nejrůznějsiho provedeni, které vyplývá z jejich funkčního použiti. V principu však jde vždy o kuličku, která dosedá do různě tvarovaného sedla, případně protilehlých sedel a to budď vlastní vahou, tlakem pružin, či přetlakem media, působícího proti směru kuličkou uzavřeného sedla ventilu. V technické praxi je funkce zpětných kuličkových ventilů velmi rozsáhlá. Nejěastější použití je tam, kde jde o uzavření a uvolnění průtoku plynného, či tekutého media v určitém směru, za určitých tlakových podmínek. Zpětné kuličkové ventily též velmi často slouží jako řídicí, ovládací nebo bezpečnostní ventily, zajištující požadované tlakové poměry v potrubích a různých zařízeních. Zpětné kuličkové ventily, které jsou používány u turbokompresorů, pracujících ve vysokých tlakových hladinách a vybavených zásobníky oleje, mají poněkud specielní určení. Tyto ventily musí být konstruovány tak,' aby na jejich uzavření působila větěí hmotnost protékajícího media, např. oleje, zatímco při průtoku málo hmotného media v témže směru např. plynu, musí zůstat otevřeny. Otevřít se musí však vždy, když při dočasném výpadku olejových čerpadel přestane působit tlak oleje na kuličku uzavřeného ventilu. V této době, kdy turbokompresor je mazán olejem dodávaným ze zásobníku samospádem, musí být zpětný ventil otevřen zpětnému průchodu plynného media z potrubí o sacím tlaku, který postupně zaplňuje prostor zásobníku po unikajícím oleji. Jakmile je obnovena činnost olejových čerpadel a začne se znovu naplňovat zásobník olejem, musí zůstat ventil otevřen průchodu plynného media ze zásobníku

223 793 a opět se uzavřít při naplněném zásobníku a tedy při počátku proudění hmotnějšího olejového media do ventilu. K tomuto účelu se používají např. zpětné kuličkové ventily, které sestávají z tělesa ventilu, v jehož průchozí dutině je uloženo kruhové dno se středovým nálitkem, opatřeným soustředným kanálkem a ukončeným kuželovým dolním sedlem. Ve dnu ventilu jsou umístěny otvory pro průchod media. Proti dolnímu sedlu na středovém nálitku je vytvořeno na vnitřní části tělesa ventilu horní sedlo. Kovová kulička zpětného ventilu je umístěna mezi dvěma kuželovými sedly, na něž alternativně dosedá. Při zavřeném ventilu dosedá na horní sedlo, při otevřeném ventilu na dolní sedlo.

Nedostatkem tohoto řešení je, že kulička uzavírá ventil i tehdy, kdy má být otevřen. Je to způsobeno tím, že těsně před uzavřením ventilu, kdy se kulička přiblíží k hornímu sedlu, vznikne mezi ním a kuličkou úzká mezikruhová štěrbina. Proudící medium dosáhne v této štěrbině vysoké rychlosti, takže na horním sedle vnikne podtlak, který kuličku k sobě přisaje. Vzhledemk vysoké tlakové hladině a současně malé hmotnosti samotné kuličky, je tato doslovně přilepena k hornímu sedlu a to i tehdy, když to není žádoucí, kdy ventil má být otevřen. Ulpívání kuličky na sedle je znásobeno tím, že na horním sedle je stále slabá vrstvička oleje. Vliv vazkosti oleje pak napomáhá udržení kuličky na horním sedle. Neotevřením zpětného kuličkového ventilu může dojít i k havárii turbokompresoru vlivem toho, že při opakovaných energetických výpadcích a tím i výpadku turbokompresoru přestane být vysokotlaké ložisko mazáno v důsledku nedoplněného zásobníku oleje.

Uvedený nedostatek odstraňuje řešení zpětného kuličkového ventilu podle vynálezu. Podstatou řešení je, že kulička zpětného ventilu je opatřena dříkem s koncovým závitem, kterýžto dřík prochází rozšířeným středovým kanálkem nálitku dna ventilu. Rozšířený středový kanálek vytváří mezi stěnou nálitku a dříkem dutinu o mezikruhovém průřezu pro průchod media. Na dříku je uložena pružina s předpětím 4-1 2 _N_ při uzavřeném ventilu, opřená z jedné strany o dno ventilu a z druhé strany o opěrnou destičku axiálně nastavitelnou pomocí matice a zajištovací matice.

Průtočný průřez středového kanálku odpovídá průtočnému průřezu jednoho ze shodných otvorů ve dnu ventilu.

Dřík je na kuličku přivařen, připájen, případně, je vytvořen spolu s kuličkou z jednoho kusu.

V kuželovém horním sedle je s výhodou vytvořena alespoň

223 793 jedna obvodová drážka.

Výhodou řešení zpětného kuličkového ventilu podle vynálezu je, že lze prakticky vyloučit nežádoucí ulpívání kuličky ventilu na horním sedle a tedy zajistit včasné otevření ventilu, které v podmínkách dálkové dopravy zemního plynu je velice důležité a jeho selhání může mít i havarijní důsledky. Další výhodou je možnost experimentálního seřízení předpětí průžiny a docílení ploché charakteristiky funkce ventilu. K tomu přispívá drážka, připadne více drážek na horním sedle ventilu. Obtékáním kuželové plochy horního sedla s drážkami vzniká silné vířivé proudění, které výrazné ovlivňuje proudové poměry, především v okolí dosedací plochy kuličky. Kombinací konstrukčních úprav horního sedla bez drážek, s drážkami a volba vhodné pružiny závisí ve značné míře na Re čísle proudění media a na poměrech v tenké olejové vrstvě, která se na stěnách tělesa ventilu prakticky stále nalézá. Řešení zpětného kuličkového ventilu podle vynálezu umožňuje se plně přizpůsobit konkrétním podmínkám a zajistit bezporuchovou funkci ventilu.

Na připojeném výkresu je znázorněn schematicky příklad provedení zpětného kuličkového ventilu podle vynálezu. Na obrázku je nakreslen částečný svislý řez zavřeným ventilem, který je při praktickém využití uložen v horní části zásobníku oleje turbokompresoru (nezakresleno). Sestává z tělesa 1 zpětného ventilu, v. jehož průchozí dutině je uloženo kruhové dno 2 se středovým nálitkem 3 , opatřeným rozšířeným středovým kanálkem 4 a ukončeným kuželovým dolním sedlem 3. Ve dnu _2_ ventilu je na stejné roztečné kružnici rovnoměrně rozloženo osm kruhových otvorů _6_ pro průtok media. Proti dolnímu sedlu _5_ je v dutině tělesa _1_ ventilu vytvořeno kuželové horní sedlo _7_, v němž je vyfrézována dvojice drážek _8_, jejichž osy jsou kolmé ke kuželové ploše horního sedla 7. Na dolním sedle 3 je uložena kulička 9 uzavíracího elementu, který je tvořen kuličkou 9_ a dříkem 10 s koncovým závitem 11 . Uzavírací element je v příkladu provedení z jednoho kusu a má nad dolním sedlem 4 zdvih 3,2 mm. Dřík 10 prochází rozšířeným středovým kanálkem _4_ nál i tku _3_ dna _2_ ventilu. Rozšířený středový kanálek _4_ vytváří mezi stěnou nálitku _3_ a dříkem 10 dutinu o mezikruhovém průřezu pro průchod media. Průtočný průřez rozšířeného středového kanálku 4 je stejný, jako průtočný průřez jednoho ze shodných otvorů 6 ve dnu 2 ventilu. Na dříku 10 je uložena pružina 12 s předpětím 8 N při uzavřeném ventilu, opřená z jedné strany o dno 2 ventilu a z druhé strany o opěrnou

223 793 destičku 15 axiálně nastavitelnou pomoci matice 14 a zajišťova-γ ci matice 15» Funkce uzavíráni zpětného kuličkového ventilu podle vynálezu je v podstatě stejná, jako u ventilu vybaveného samotnou kuličkou 9. Průchozí plynné médium prochází otevřeným Ventilem, aniž hy stačilo zvednou kuličku _4_ uzavíracího elementu z dolního sedla _5_. Specificky hmotnější médium, tvořené převážně olejem, prochází jednak osmi otvory _6_ ve dnu 2 ventilu a jednak rozšířeným středovým kanálkem _4_ ve dnu 2 a nálitku 3 · Hmotnější olejové médium zvedne uzavírací element z dolního sedla do horního sedla _7_ a ventil uzavře. Ulpění kuličky _9_k hornímu sedlu _7_ není vlivem tahu pružiny 15 a působením drážek _8_ v horním sedle 7 tak výrazné, takže při změně tlakových poměrů oleje, vzniklých výpadkem olejových čerpadel, je kulička _9_. uzavíracího elementu přitažena zpět do dolního sedlaje, čímž je ventil otevřen.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zpětný kuličkový ventil akumulátoru oleje, vhodný zejména pro stroje pracující ve vysokých tlakových hladinách, které jsou vybaveny zásobníkem oleje*např. pro turbodmychadla na dálkovou dopravu zemního plynu, sestávající z tělesa ventilu, ve kterém je uloženo dno ventilu s několika otvory, opatřené nálitkem, se středovým kanálkem a kuličkou, umístěnou mezi kuželovým dolním sedlem na nálitku dna ventilu a horním sedlem, vytvořeným v dutině tělesa ventilu, vyznačující se tím, ze kulička (9) zpětného ventilu je opatřena dříkem (10) s koncovým závitem (11), kterýžto dřík (10) prochází rozšířeným středovým kanálkem (4) nálitku (3) dna (2) ventilu, přičemž rozšířený středový kanálek (4) vytváří mezi stěnou nálitku (3) a dříkem (10) dutinu o mezikruhovém průřezu pro průchod media, přitom na dříku (10) je uložena pružina (12) s předpětím 4-12 N při uzavřeném ventilu opřená z jedné strany o dno (2) ventilu a z druhé strany o opěrnou destičku (15) axiálně nastavitelnou pomocí matice (14) a zajišřovací matice (15)·
2. 2. Zpětný kuličkový ventil akumulátoru oleje podle bodu 1, vyznačující se tím, že průtočný průřez středového kanálku (4) odpovídá průtočnému průřezu jednoho ze shodných otvorů (6) ve dnu (2) ventilu.
3. 3· Zpětný kuličkový ventil akumulátoru oleje podle bodů 1 a 2^ vyznačující se tím, že dřík (10) je na kuličku (9) přivařen .případně připájen.
4. 4· Zpětný kuličkový ventil podle bodů 1 a 2vyznačující se tím, že kulička (9) a dřík (10) jsou vytvořeny vcelku z jednoho kusu materiálu.
5. 5· Zpětný kuličkový ventil podle bodů 1 až 4 vyznačující se tím, že v kuželovém horním sedle (7) tělesa (1) ventilu je vytvořena alespoň jedna obvodová drážka (8).