CS235422B1 - Plynotěsný, tlakově odolný, automatický i ručně ovládaný uzávěr pro průtok vzduěnin a plynů - Google Patents

Abstract

Uvedený úkol jé vyřeěen tím, že v uzávěru válcového tvaru je v podélné ose uložen ovládací elektromagnetický mechanismus, v principu elektromagnet s vrátnou pružinou, s jehož výstupním táhlem jě kloukloubově spojeh tlakově odolný uzavírací talíř s těsnicím kroužkem na stykové plode, která dosedá ná břit. Zdvih uzavíracího talíře je stavitelný. Jeho koncové polohy jsou signalizovány tak, že pohyb kuželově ukončeného jádra elektromagnetů, spojeného s výstupním táhlem, se přenáSí kolmo na osu uloženou ovládací tyčkou na spínač, který je umístěn na vnější stěně uzávěru. Ovládání elektromagnetů zajiStují obvody vně uzávěru, řečené tak, že po přítahu jádra elektromagnetů - otevření uzávěru - - samočinně snižují proud na hodnotu, zajištující otevřenou polohu, kterou věak překoná účinek tlakové vlny na uzavírací talíř a uzávěr se automaticky spolupůsobením vratné pružiny uzavře a znovu již neotevře.

Description

(54) Plynotěsný, tlakově odolný, automatický i ručně ovládaný uzávěr pro průtok vzduěnin a plynů

Uvedený úkol jé vyřeěen tím, že v uzávěru válcového tvaru je v podélné ose uložen ovládací elektromagnetický mechanismus, v principu elektromagnet s vrátnou pružinou, s jehož výstupním táhlem jě kloukloubově spojeh tlakově odolný uzavírací talíř s těsnicím kroužkem na stykové plode, která dosedá ná břit. Zdvih uzavíracího talíře je stavitelný. Jeho koncové polohy jsou signalizovány tak, že pohyb kuželově ukončeného jádra elektromagnetů, spojeného s výstupním táhlem, se přenáSí kolmo na osu uloženou ovládací tyčkou na spínač, který je umístěn na vnější stěně uzávěru.

Ovládání elektromagnetů zajiStují obvody vně uzávěru, řečené tak, že po přítahu jádra elektromagnetů - otevření uzávěru - samočinně snižují proud na hodnotu, zajištující otevřenou polohu, kterou věak překoná účinek tlakové vlny na uzavírací talíř a uzávěr se automaticky spolupůsobením vratné pružiny uzavře a znovu již neotevře.

OBR.1

Vynález se týká plynotěsného, tlakově odolného, automaticky i ručně ovládaného uzávěru pro průtok vzduěnin a plynů.

Dosud známé uzávěry nebo ventily dálkově i ručně ovládané mají poměrně vysoké hydraulické ztráty způsobené pákovými mechanismy, umístěnými uvnitř průtočného profilu. Pohyby takového pákového mechanismu a tím i funkce uzávěru jsou ohrožovány prašností a korozním účinkem protékajícího média. Dalěí nevýhodou stávajících uzávěrů je pevné spojeni uzavíracího talíře a hřídelí ovládacího mochaniaau, takže není zajiětěn konstantní specifický tlak po celé dosedací těsnicí ploše. Těsnicí materiál je přitom uložen v drážce talíře, takže nemá možnost pružného rozepínání.

Zdvih přestavitelného uzavíracího talíře ovlivňuje i zdvih jádra elektromagnetu a tím ovlivňuje i potřebný ovládací proud do cívky magnetu.

Cívka elektromagnetu má dvojí vinuti, z nichž jedno pracuje jako vinutí silové pro přítah jádra s velkým proudem a druhé pracuje jako vinuti přídržné pro udržení uzávěru v otevřeném stavu, přičemž funkci přepínání těchto vinutí zastává mžikový spínač ovládaný tyčkou, procházející, středem magnetu. Toto uspořádáni je elektricky nevhodné s ohledem na přepínáni proudu procházejícího velkými indukčnoatmi vinutí elektromagnetu a také proto, že tyčce ovládající kontakty mžikového spínače udělí dopadající jádro magnetu takovou osovou hybnost, Že ohrožuje funkci mžikového spínače.

Výěe uvedené nedostatky jaou odstraněny plynotěsným, tlakově odolným, automaticky i ručně ovládaným uzávěrem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ovládací elektromagnetický mechanismus je uspořádán ve válcovém tělese uzávěrem souose a jeho výstupní táhlo vystupující z jeho prvního konce, je kloubovým spojem spojeno s uzavíracím talířem, přičemž ovládací elektromagnetický mechanismus včetně jeho vratné pružiny je od protékajícího média prochotěsně a plynotěsně oddělen těsněním.

V případě petřeby mi ční ovladatelnosti je výhodné provedeni spočívající v tom, že ovládací elektromagnetický mechanismus je na svém druhém konci spřažen s posuvným hřídelem ručního ovládání spojeným s válcovým tělesem, ve kterém jsou v radiálním směru posuvně uloženy kuličky, mezi kterými je uspořádána rozpěrná pružina.

Také v tomto případě je výhodné, jestliže posuvný hřídel je od protékajícího média prachotěsně a plynotěsně oddělen těsněním.

Uzavírací talíř je s výhodou vypuklý a mezi kloubovým spojem a uzavíracím talířem je uspořádáno stavěči ústrojí zdvihu uzavíracího talíře, v jehož dosedací ploše je vytvořena polodrážka, ve která je uložen těsnicí kroužek.

Výhodné je rovněž provedení spočívající v tom, že ovládací elektromagnetický mechanismus je opatřen prvním jhem, kteřé má v oblasti vtahování jádra spojitě zeslabený průřez, jádro ve své koncové poloze plošně dosedá ne rovinnou část jha a vývody vinutí ovládacího elektromagnetického mechanismu procházejí plynotěsně uzavřenou dutou rozpěrou.

Z hlediska spolehlivá signalizace provozního stavu je výhodné, jestliže na jádru je vytvořen kuželový náběh, na který radiálně dosedá ovládací tyčka spřažená se spínačem signalizace.

Pro spolehlivou činnost je vhodné, jestliže vinutí je k rozpájecímu zdroji připojeno přes snižovací obvod, propojený se zpožďovacím obvodem.

Ve všech uvedených případech je výhodná, jestliže kloubový spoj je kulový.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že souose uspořádaný ovládací elektr·-. magnetický mechanismus způsobuje podstatně menší hydraulické ztráty než dosud používané pákové mechanismy.

Ovládací elektromagnetický mechanismus má speciálně upravený tvar železného jha, aby tažná síla měla lineární přírůstek po dráze, odpovídající lineární charakteristice vratné pružiny.

Při přerušené dodávce proudu se uzávěr zavírá plynotěsnou vratnou pružinou a zůstává uzavřen až do obnovení dodávky proudu, kdy opět automaticky otevírá.

Při uzavření uzávěru tlakovou vlnou při nepřerušené dodávce zůstává uzávěr trvale zavřen až do vypnutí a znovu zapnutí proudu.

Nouzové ruční otevírání a uzavírání je nezávislé na automatickém ovládání, ale tlaková vlna uzávěr zavírá. Uzavírací talíř je tvarován tak, aby odolával účinkům tlakové vlny.

Rovnoměrnost rozložení specifického tlaku po obvodu příruby uzavíracího talíře zajišluje kloubový spoj s ovládacím elektromagnetickým mechanismem.

Stavěči ústroji spojující kloubový spoj s uzavíracím talířem umožňuje nastavení zdvihu a tím i množství protékajícího média nezávisle na zdvihu ovládacího elektromagnetického mechanismu bez vlivu na protékající elektrický proud do cívky elektromagnetu.

Hřídele uzavíracího talíře i ručního ovládání jsou opatřeny buS pryžovými těsnicími kroužky nebo pryžovými krytkami pevně spojenými jak s hřídeli, tak i s tělesem ovládacího elektromagnetického mechanismu, čímž je zaručena úplná prachotěsnůst, vodotěsnost i plynotěsnost vnitřního prostoru ovládacího elektromagnetického mechanismu i ručního ovládání. Pevně spojené pryžové krytky zajišiují i nevýbušné provedení.

Signalizační poloha uzavíracího talíře je odvozena od pohybu kuželové části jádra ovládacího elektromagnetického mechanismu přes kolmo k ose uloženou ovládací tyčku na spínač signalisace umístěný na vnější stěně uzávěru.

^vládání uzávěru elektrickým proudem je prováděno vnějšími obvody s možností další' signalisace proudu protékajícího do ovládacího elektomagnetického mechanismu.

Tyto obvody přinášejí výhodu spočívající v tom, že umožňují napájet ovládací elektromagnetický mechanismus v okamžiku přítlaku podstatně vyšším proudem než později v průběhu držení, což na jedné straně přináší zvýšení spolehlivostipřítahu a na druhé straně možnost dimenzování vinutí ovládacího elektromagnetického mechanismu na nižší proud a úsporu tohoto proudu.

Vynález je dále objasněn na příkladu jeho provedení, který je popsán na základě výkresů, znázorňujících v obr. 1 celkové provedení plynotěsného, tlakového odolného, automaticky i ručně ovladatelného uzávěru podle vynálezu v řezu, čárkovaně je naznačeno napojeni do systému, v obr. 2a, 2b blokové schéma elektrického zapojení, v obr. 3a první variantu elektrického zapojení vhodnou pro napojeni stejnosměrným proudem, v obr. 3b druhou variantu elektrického zapojení vhodnou pro napajéni stejnosměrným proudem a v obr. 3c třetí variantu elektrického zapojení určenou pro napájení střídavým proudem.

Válcové těleso i uzávěru je na obr. 1 opatřeno připojovacími přírubami na příslušné potrubí nebo stěnu. Ovládací elektromagnetický mechanismus 2 obsahuje vratnou pružinu X, která v klidovém stavu udržuje uzávěr uzavřený.

Ovládací elektromagnetický mechanismus 2 sestává z pláště 4, a jádra 2, pevně spojeného s výstupním táhlem 6, ovládajícím přes kloubový spoj 2 uzavírací talíř 8 s těsnicím kroužkem 22.

Magnetický tok buzený elektrickým proudem protékajícím cívkou 12 j® uzavírán přes první jho jádro 2 ® druhé jho 10.

Úpravou vzduchové mezery mezi prvním jhem 2 a jádrem 2 s upraveným tvarem pólových nástavců se dosahuje lineárně vzrůstající tažné síly po velké části dráhy jádra 2, které se podstatně zvýší teprve při úplném vtažení jádra 2·

Spodní část jádra 2 j® opatřena kuželovým náběhem 27 pro pomalý posuv ovládací tyčky U, která působí na kontakty spínače 22 signalizace, který je umístěn v připojovací skříňce 13 na válcovém tělese 1 a opatřen konektorem 14. přes který je napájena i cívka 15 ovládacího elektromagnetického mechanismu 2,

Ruční ovládání sestává z posuvného hřídele 16 pevně spojeného s válcovým tělesem 12, ve kterém jsou v radiálním směru posuvně uloženy kuličky 18 s rozpěrmeu pružinou 12·

Po zapnutí proudu do cívky 12 se jádro 2 vtáhne do prvního jha 2, překená tisk vratná pružiny 2 a uzávěr se otevře. Po přerušení elektrického proudu vratná pružina 2 uzávěr opět uzavře.

Proti vnikání prachu a vlhkosti jsou výstupní táhlo 6, ovládající uzavírací talíř 8 a posuvný hřídel 16 ručního ovládání, opatřeny těsněními 20, 21 například pryžovými kroužky nebo pryžovými krytkami. K ručnímu uzavírání slouží ovládací ruko jel 23 spojená s posuvným hřídelem 16. který může mít libovolnou délku a m&že být vyveden i těsnicí průchodkou 24 umístěnou ve stěně kolena - na obr. 1 vyznačeno čárkovaně. Signalisace polohy zavřeno nebo otevřeno je zajištěna kontakty spínače 12.

Pokud je uzávěr otevřen, protéká cívkou 15 snížený přídržný proud e uzavírací talíř 8 je v poloze otevřeno. Při dopadu tlakové vlny s přetlakem vyšším než 50 kPa překoná síla, způsobená tímto přetlakem ne plochu uzavíracího talíře 8 přidržnou sílu ovládacího elektromagnetického mechanismu 2, vratná pružina 2 uzávěr uzavře a snížený přídržný preud, který teče do cívky 15 dál není schopen uzávěr znovu otevřít. Znovuotevření lze provdat teprve vypnutím elektrického proudu spínačem S - obr. 3 a jeho opětným sepnutím.

Uzavírací talíř 8 je ke kloubovému spoji 2 připojen pomocí stavěcího ústroji 25. která sestává ze šroubu procházejícího závitem v uzavíracím talíři 8. Uvedený šroub je proti volnému otáčení v závitu uzavíracího talíře 8 zajištěn protimatkeu. Je patrné, že změnou zašroubování tohoto šroubu do uzavíracího talíře 8 se mění klidová poloha jádra 2 uvnitř ovládacího elektromagnetického mechanismu, takže například vyšroubováním šroubu ze závitu v uzavíracím talíři 8 se dosáhne posunutí jádra 2 směrem dolů a tím i zvětšení zdvihu tohoto jádra 2 ® většího otevření uzávěru při přivedení elektrického proudu do cívky 15.

Na obr. 1 je znázorněno jednoduché provedení kloubového spoje 2, který je zde kulový. Kloubový spoj 2 umožňuje těsné dosednutí uzavíracího talíře § na celý obvod válcového tělesa i uzávěru. Ke zvýšení těsnosti uzávěru přispívá ještě skutečnost, že těsnicí kroužek 22 je v dosedací ploše uzavíracího talíře uložen v polodrážce 22, která dovoluje deformaci těsnicího kroužku 22 při jeho sevření mezi válcovým tělesem 2 uzávěru a uzavíracím talířem 8.

Celý ovládací elektromagnetický mechanismus 2 je uvnitř válcového tělesa 1 uzávěru nesen například třemi dutými rozpěrami 28, z nichž jedna je využita také pro průchod ovládací tyčky 11 a elektrické přívody k cívce 15.

Na obr. 2a je znázorněno blokové schéma elektrického zapojení plynotěsného, tlakově odolného, automaticky i ručně ovládaného uzávěru podle vynálezu. Cívka 15 ovládacího elektromagnetického mechanismu 2 z obr. 1 je přes snižovací obvod 29 připojena k napájecímu zdroji £1, například běžné střídavé síti nebo rozvodu 24 V stejnosměrných. Snižovací obvod 29 je propojen se zpožďovacím obvodem £0. Souhrou činnosti snižovacího obvodu 29 a zpožďovacího obvodu 30 se dosahuje toho, že po zapnutí se do civky 15 zavede proud potřebný pro vtažení jádra £, který se po určité době dané zpožďovacím obvodem 30 sníží snižovacím obvodem 29 na několikanásobně nižší přídržný proud. K napájecímu zdroji £1 je déle připojen blok 32 signalizace polohy jádra £, který je znázorněným způsobem propojen se spínačem 12 z obr. 1 a 3.

Na obr. 2b je znázorněno blokové schéma odpovídající obr. 2a s tím rozdílem, že kromě bloku 32 signalisace polohy jádra £ je ke snižovaeímu obvodu 29 připojen ještě blok 33 signalisace pracovního proudu protékajícího cívkou 15.

První varianta konkrétního provedení podle obr. 3a sestává z kondenzátoru C₁ nabíjeného přes odpor ze zdroje stejnosměrného napětí na plnou hodnotu U. Po sepnutí spínače S protéká zpočátku cívkou 15 veliký proud, který po době potřebné k spolehlivému otevření uzávěru klesne na hodnotu mnohem menší a udržuje uzávěr v otevřeném stavu.

Ve variantě podle obr. 3b teče po sepnutí spínače S plný proud do cívky 15 přes kontakty relé A. Současně se přes odpor R-j nabíjí kondenzátor C₂, na který je připojena cívka relé A.

Pa určité dob* přitáhne relé A kotvu a rozpojí kontakt tp čímž ae vřadí de série

a. cívkou 15 o<por R₂ ř^{rcu<i T} cívce 15 klesne. Místo odporu R₂ může být použita vhodná žárovka, které potom po celou dobu protékání proudu provádí signalisaci protékajícího proudu do uzávěru.

Ve variantě podle obr. 3c, které je určena pro provoz střídavým napětím, například 220 v, 50 Hz je spínač S připojován transformátor Tr a časově zpožděné relé B. Kontakt b, relé B vede proud z odbočky £ transformátoru s vyšším napětím přes diodu £ do cívky 15 a na kondenzátor C^. Po zpožděném přitažení kotvy relé B se kontaktem b, odpojí odbočka a připojí se odbočka 2 s nižším napětím. V čase přepínání kontaktu b, relé B dodává cívce £ energii kondenzátor C^.

Uzávěr podle vynálezu lze použít ve> věech provozech, kde je nutné plynotěsně oddělovat dva prostory s různými tlakovými spády, přičemž médium protékající uzávěrem může být s navrhovanou signalisaci na uzávěru nevýbuěné a bez této signalisace výbušné. Uzávěru je možno použít jako ochrany proti průniku tlaková vlny a to jak z jednoho do druhého prostoru, tak při spojení dvou uzávěrů i oboustranně.

Obecně lze využít uzávěru v chemickém průmyslu i pro účely ochrany stabilních i mobilních prostředků a podobně.

Claims (8)

1. Ρ 5 E D Μ É T VYNÁLEZU

   1. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky 1 ruině ovládaný uzávěr pro průtok vzduěln a plynů, sestávající z válcového tělesa uzávěru opatřeného přírubami, které je opatřeno uzavíracím talířem, který je spřažen s ovládacím elektromagnetickým mechanismem pro automatické a ruční ovládání, který je dále apřažen s indikátorem převozního stavu uzávěru, vyznačující se tím, že ovládací elektromagnetický mechanismus (2) je uspořádán vo válcovém tělese (1) uzávěru souose a jeho výstupní táhlo (6), vystupující z jeho prvního konce, je kloubovým spojem (7) spojeno s uzavíracím talířem (8), přičemž ovládací elektromagnetický mechanismus včetně jeho vratné pružiny (3) je od protékajícího média prachotésně oddělen těsněním (20, 21).
2. 2. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ruině.ovládaný uzávěr podle bodu 1, vyznačující se tím, že ovládací elektromagnetičtí mechanismus (2) je ná svém druhém konci spřažen s posuvným hřídelem (16) ručního ovládání spojeným s válcovým tělesem (17), ve kterém jsou v radiálním směru posuvně uloženy kuličky (18), mezi kterými je uspořádána rozpěrná pružina (19).
3. 3. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ručně ovládaný uzávěr podle bodu 2, * vyznačující se tím, že posuvný hřídel (16) je od protékajícího média prachotěsně a plynotěsně oddělen těsněním (20, 21).
4. 4. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky t ručně ovládaný uzávěr podle bodu 1, vyznačující se tím, že uzavírací talíř (8) je vypuklý a mezi kloubovým spojem (7) a uzavíracím talířem (8) je uspořádáno stavěči ústrojí (25) zdvihu uzavíracího talíře (8), v jehož dosedací pleěe je vytvořena peledrážka (26), ve které je uležen těsnicí kroužek (22).
5. 5. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ručně ovládaný uzávěr podle bodu 1, vyznačující se tim, že ovládací elektromagnetický mechanismus (2) je opatřen prvním jhem (9), které mé v oblasti vtahování jádra (5) spojitě zeslabený průřez, jádro (5) ve své koncové poloze pleěně dosedá na rovinnou část prvního jha (9) a vývody vinutí (15) ovládacího elektromagnetického mechanismu (2) procházejí plynotěsně uzavřenou dutou rozpěrou (28).
6. 6. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ručně ovládaný uzávěr podle bodu 5, vyznačujici se tím, že na jádru (5) je vytvořen kuželový náběh (27), na který radiálně dosedá ovládací tyčka (11) spřažená se spínačem (12) signallsace.
7. 7. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ručně ovládaný uzávěr podle bědu 5, vyznačující se tím, že vinutí (15) je k napájecímu zdroji (31) připojeno přes sniževací obvod (29), propojený se zpožSovacím obvodem (30).
8. 8. Plynotěsný, tlakově odolný, automaticky i ručně ovládaný uzávěr podle bědu 1, vyznačující se tím, že kloubový spěj (7) je kulový.