CS246165B1 - Zpětný ventil zásobníku oleje - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zpětného ventilu zásobníku oleje, kterým jsou vybaveny turbodmychadla pro dálkovou dopravu zemního plynu. Vynález řeší problém konstrukce speciálního zpětného ventilu, který by zcela spoleh-r livě pracoval v obtížných podmínkách vysokých i nízkých tlaků, teplot, vazkosti oleje, aby zajištoval spolehlivě utěsnění zemního plynu tlakovým olejem a mazání turbodmychadla, tak při plném provozu a při několikanásobném výpadku el. energie apod. Podstata vynálezu spočívá v tom, že jako těsnícího elementu ventilu je použito planžety se středovým otvorem, které při uzavření ventilu dosedá na sedlo, tvořené spodní částí regulační clony. Ta má trvale otevřený středový průchozí otvor, kolem něhož na stejně roztečné kružnici jsou rozmístěny alespoň 3 obvodové kruhové otvory s průtočným průřezem 30 až 50x větším než je průtočný průřez středového průchozího otvoru. Souhrnný průtočný průřez obvodových kruhových otvorů je nejméně tak velký jako středový otvor planžety.

Description

Vynález se týká zpětného ventilu zásobníku oleje, kterým jsou vybaveny zpravidla stroje pracující ve vysokých tlakových hladinách, jako např. turbodmychadla pro dálkovou dopravu zemního plynu.

Pro uvedené účely jsou používány zpětné kuličkové ventily, které však musí vyhovovat speciálním podmínkám a proto i jejich konstrukce nemůže být běžného provedení. Tyto ventily musí být provedeny tak, aby na jejich uzavření působila větší hmotnost protékajícího média např. oleje, zatímco při průtoku málo hmotného média v témže směru např. plynu, musí zůstat otevřeny.

Zavřený kuličkový ventil se musí otevřít, 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 oleje samospádem, musí být zpětný ventil otevřen zpětnému průchodu plynného média 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 média ze zásobníku a opět se uzavřít při naplnění zásobníku a tedy při počátku proudění hmotnějšího olejového média do ventilu. K tomuto účelu se používají např. zpětné kuličkové ventily, které drobnějšími úpravami v provedení se snaží zabezpečit na ně kladené požadavky citované v úvodu.

Nedostatkem řešení tohoto druhu je, že kulička za určitých podmínek uzavře ventil i tehdy, kdy má být otevřen. Je to způsobeno vzniklým podtlakem na horním sedle, který kuličku k sobě přisaje. Ulpívání kuličky na sedle znásobuje vazkost oleje, který se ve slabé vrstvě na horním sedle ventilu udržuje. Neotevřením zpětného kuličkového ventilu může dojít i k k havárii turbokompresoru tím, že při opakovaných energetických výpadcích přestane být vysokotlaké ložisko mazáno v důsledku nedpplněného zásobníku oleje.

Jiným řešením, které odstraňuje ve většině případů uvedený nedostatek je řešení zpětného kuličkového ventilu s kuličkou opatřenou dříkem s koncovým závitem a pružinou s regulovatelným předpětim. Tato konstrukce zpětného ventilu je mnohem výhodnější než předcházející provedení, ale ani ona nedovede plně zabezpečit požadovanou funkci při nejrůznějších provozních podmínkách, které při dopravě zemního plynu mohou vzniknout.

Jde o spolehlivou funkci při různých teplotách oleje a tím i změně jeho vazkosti, při různých tlacích zemního plynu, při chodu vysokotlakých čerpadel za provozu i nízkotlakých čerpadel za provozu i nízkotlakých čerpadel oleje při startu či doběhu soustrojí apod. Vzhledem k tomu, že z důvodů energetických úspor dochází při plnění zásobníku oleje k používání nízkotlakých olejových čerpadel stále o nižších tlacích, které navíc kolísají, může dojít k tomu, že se zpětný ventil neuzavře a olej po naplnění zásobníku přetéká do potrubí a odtud přes turbodmychadlo do liniového potrubí, čímž vznikají velké ztráty oleje, což je přirozeně i provozně nežádoucí.

Uvedený nedostatek odstraňuje zpětný ventil zásobníku oleje podle vynálezu. Jeho podstatou je zpětný ventil, jehož uzavíracím prvkem je planžeta. Dolní sedlo ventilové planžety je vytvořeno jako osazení dutého nosiče, upevněného v dutině tělesa ventilu.

Horní sedlo je tvořeno spodní částí ploché kruhové regulační clony pro průtok oleje a plynu, v níž je vytvořen průchozí otvor o průtočném průřezů, cca 1 mm . Kolem průchozího otvoru jsou na stejné roztečné kružnici rovnoměrně rozmístěny alespoň tři obvodové kruhové otvory s průtočným přůřezem, který je 30 až 50 násobkem průtočného průřezu průchozího otvoru. Souhrnný průtočný průřez obvodových kruhových otvorů se rovná, případně je větší než průtočná plocha středového otvoru ventilové planžety jejíž polohou v horním sedle jsou planžetovým mezikružím uzavřeny obvodové kruhové otvory ve spodní části regulační clony.

Výhodou řešení zpětného ventilu zásobníku oleje podle vynálezu je, že zajištuje spolehlivě všechny funkce, které jsou od něj požadovány při jakémkoli druhu provozu včetně spouštění a odstavování. Tyto funkce spočívají především v úplném naplnění zásobníku oleje za chodu nízkotlakých čerpadel tj. při tlaku cca 0,6 MPa, dále úplné naplnění zásobníku oleje za tlaku 5-7 MPa, kdy po výpadku čerpadel na 3 minuty poklesne hladina oleje a opětné naplnění zásobníku oleje je blokovací podmínkou chodu soustrojí. Zpětný ventil podle vynálezu spolehlivě zajištuje i chod soustrojí po výpadku vysokotlakých čerpadel, kdy mazání soustrojí a těsnění zemního plynu v turbodmychadle vysokotlakým olejem je prováděno při tlaku 7 MPa pouze hydrostatickou výškou oleje v zásobníku.

Na připojeném výkresu je znázorněn schematicky příklad provedení planžetového zpětného ventilu podle vynálezu. Na obrázku je nakreslen částečný svislý řez tímto ventilem a to v uzavřeném stavu. Planžetový zpětný ventil, jehož praktické použití u zásobníku oleje uloženého nad turbodmychadlem je speciální, sestává z tělesa £ ventilu, které je závitovým spojem spodní části upevněno na šroubení £ zásobníku oleje vůči němuž je utěsněno plochým těsněním 3.

V průchozí dutině tělesa 1 je upevněn dutý nosič £ ventilové planžety 5_, v jehož osazení je vytvořeno dolní sedlo £ ventilové planžety £, která je opatřena středovým otvorem Ί_. Její horní sedlo 8 tvoří spodní plocha regulační clony 9 pro průtok oleje a plynu, na jejíž vnější obvod dosedá nosič £ planžety £. Regulační clona 9_ má plochý, kruhový tvar s obvodovým vybráním, kterým je opřena o odpovídající protivybrání dutině tělesa £ ventilu.

Uprostřed regulační clony 9 je vytvořen průchozí otvor 10 o průtočném průřezu 1 mm , kolem něhož je na stejné roztečné hranici rovnoměrně rozmístěno šest obvodových kruhových otvorů 11 každý o průtočném průřezu 6 mm . Na obvodové kruhové otvory 11 dosedá při uzavřeném ventilu /viz. obr./ ventilová planžeta 5_ svým mezikružím, zatímco její středový otvor 7_ s řádově stejnou průtočnou plochou jakou tvoří souhrn ploch obvodových kruhových otvorů 11 je souosý s průchozím otvorem 10 regulační clony i)· Na horní část zúžené dutiny 12 tělesa 1. ventilu je napojeno plynoolejové potrubí /neznázorněno/.

Planžetový zpětný ventil plní svou funkci v mazacím olejovém okruhu /na obr. neznázorněn/ jak při provozním tlaku oleje 5-7 MPa, když pracují čerpadla, tak při plnění zásobníku oleje, kdy pracují pouze čerpadla nízkotlaká o tlaku cca 0,6 MPa. Při zvýšeném tlaku v zásobníku oleje je zdvižena ventilová planžeta 5^ do horního sedla 8, čímž jsou uzavřeny, obvodové kruhové otvory 11. Průchozím otvorem 10 se odplyňuje zásobník oleje. Po jeho odplynění protéká průchozím otvorem 10 pouze nepatrné množství oleje, které je odváděno přes plovákový uzávěr zpět do hlavní olejové nádrže.

V případě opačných tlakových poměrů např. při výpadku vysokotlakých čerpadel, kdy tlak v zásobníku oleje je nižší, než tlak v potrubí, ventilová planžeta 5 spadne na spodní sedlo 6_. Tím se otevře šest obvodových kruhových otvorů 11 představující v souhrnu bohatě dimenzovaný průřez pro zajištění mazání ložisek a těsnění ucpávek pouze hydrostatickou výškou oleje v zásobníku oleje, nad nímž je planžetový zpětný ventil uložen.

Claims (1)

1. Zpětný ventil zásobníku oleje, vhodný zejména pro stroje procující ve vysokých tlakových hladinách, které jsou vybaveny zásobníkem oleje např. pro turbodmychadla na dálkovou dopravu zemního plynu sestávající z tělesa ventilu, které je závitovým spojem utěsněné upevněno na sroubení zásobníku oleje a v jehož dutině mezi horním a dolním sedlem je uložen axiálně pohyblivý, mediem ovládaný a v jednom směru závěrný prvek ve formě planžety, vyznačující se tím, že dolní sedlo /6/ ventilové planžety /5/ je vytvořeno jako osazení dutého nosiče /4/, upevněného v dutině tělesa /1/ ventilu, zatímco horní sedlo /8/ je tvořeno spodní částí ploché kruhové regulační clony /9/ pro průtok oleje a plynu v níž je vytvořen průchozí otvor /10/, kolem něhož jsou na stejné roztečné kružnici rovnoměrně alespoň tři obvodové kruhové otvory /11/ s celkovým průtočným průřezem, který je 30 až 50 násobkem průtočného průřezu průchozího otvoru /10/ a současně je nejméně tak velký jako průtočná plocha středového otvoru /7/ ventilové planžety /5/, jejímž mezikružím jsou uzavíratelné obvodové kruhové otvory /11/ ve spodní části regulační clony /9/.