Vynález se týká zařízení k utěsnění mezi dvěma relativně k sobě pohyblivými součástmi zařízení podle úvodní části patentového nároku 1. Takové zařízení slouží především k utěsnění na uzavíracích prvcích armatur na kouřové plyny.

Dosavadní stav techniky

Z DE 38 15 402 AI je známo zařízení k utěsnění dotykové zóny mezi pohyblivým uzavíracím prvkem potrubí a nepohyblivým sedlem, u kterého se vutěsňovací oblasti používá elastické těsnění ve tvaru podélného plechového pásu pérové oceli. Plechový pás pérové oceli má vně vyklenuté utěsňovací zóny v podélném směru utěsňovacího prvku dvě úhlová odklonění. Obě oblasti podélných hran plechového pásu pérové oceli ukazují ke stejné straně ajsou ve smyslu upínacích okrajů položeny přes sebe a prostřednictvím svěmého zařízení (např. šroubového spojení) jsou upevnitelné na pohyblivém uzavíracím prvku nebo na pevném těsnícím sedle. Především v případech, ve kterých během uzavíracího procesu probíhá relativní pohyb mezi plechovým pásem pérové oceli a protitěsnícím sedlem přibližně kolmo k obloukovitě zakřivené těsnicí zóně, se toto těsnění velmi dobře osvědčilo. V případech, ve kterých musí být relativní pohyb při uzavírání prováděn více tangenciálně k obloukovitě vyklenuté těsnicí zóně, dochází příležitostně pro těsnění z pérové oceli k extrémním zátěžovým situacím, které mohou vést k nadzdvižení plechového pásu pérové oceli z dosedací plochy a jako následek toho ke zlomení plechového pásu pérové oceli.

Aby se zamezilo takovým negativním následkům, je z WO 95/02136 známo upravovat uvnitř těsnicího prvku opěrný profil, který ve smyslu přidržovaČe dosedá blízko úhlového odklonění, nej vzdálenějšího od místa upnutí, na dosedací ploše plechového pásu pérové oceli a zamezuje nadzdvižení. Přidržovač může být vytvořen například jako profil přibližně ve tvaru V a upevňuje se svěmým zařízením mezi upínacími okraji plechového pásu pérové oceli. Protože se musí přidržovač kvůli neobyčejně korozivním podmínkám, vznikajícím často v armaturách na kouřové plyny, skládat stejně jako plechový pás pérové oceli z vysoce legovaného materiálu, jsou náklady na to značné. K tomu se přidává nevýhoda, že při utržení z klidu při otevírání velkoplošné klapky na kouřové plyny, opatřené známým těsnicím prvkem, podmíněn přidržovačem může být moment nežádoucně vysoký.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je zdokonalit zařízení podle úvodu v tom smyslu, aby mohlo být spolehlivě zamezeno nadzdvižení plechového pásu pérové oceli z dosedací plochy s co možná nejmenšími materiálními a montážními náklady, aniž by byla nepřípustně omezena potřebná elastická tvárnost těsnicího prvku.

Tento úkol je řešen zařízením se znaky patentového nároku 1. Výhodná zdokonalení vynálezu jsou uvedena v podnárocích 2 až 12.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje

-1 CZ 285948 B6 obr. 1 zařízení podle vynálezu s L-profilem jako opěrným prvkem v perspektivním pohledu, obr. 2 řez příčně k podélné ose zařízení podle vynálezu podobné obr. 1, obr. 3 schematický příčný řez zařízením podle vynálezu s naznačeným přetvořením tangenciální silou H, obr. 4 schematický příčný řez zařízením podle vynálezu s naznačeným přetvořením silou V, působící kolmo na těsnicí oblast, obr. 5 řez příčně k podélné ose zařízení podle vynálezu s pásovitým opěrným prvkem, obr. 6 řez příčně k podélné ose zařízení podle vynálezu s U-profilem jako opěrným prvkem, obr. 7 boční pohled na těsnicí prvek složený ze součástí a obr. 8 známé uspořádání těsnění.

Příklady provedení vynálezu

Uspořádání těsnění, vytvořené podle dosavadního stavu techniky, vychází z obr. 8. Obě proti sobě těsnící součásti zařízení, které se ksobě relativně pohybují, jsou označeny vztahovými značkami 1 a 2. Může se přitom jednat např. o uzavírací klapku 1, která se do své těsnicí polohy vykyvuje přibližně tangenciálně relativně k pevné součásti 2 zařízení s plechovým pásem 5 pérové oceli, což je naznačeno horní zahnutou šipkou. Plechový pás 5 pérové oceli by samozřejmě také mohl být alternativně upevněn na pohybující se součásti zařízení. Toto je naznačeno dolní čárkovaně naznačenou zahnutou šipkou. Samozřejmě je také možné obě relativně k sobě se pohybující součásti zařízení opatřit vhodnými plechovými pásy 5 pérové oceli. Často jsou také přiváděny, což je také případ žaluziových klapek, dvě bezprostředně sousedící klapková křídla do uzavírací polohy, tzn. že se obě součásti 1, 2 zařízení pohybují současně. Přitom vznikají vedle normálních sil (těsnicí síla) také značné tangenciální posuvné síly.

Plechový pás 5 pérové oceli má obloukovitě zakřivenou těsnicí zónu 10. Oba podélné okraje plechového pásu 5 pérové oceli ukazují ke stejné straně a leží jako upínací okraje 6, 7 navzájem paralelně. Mezi upínacím okrajem 7 a těsnicí zónou 10 jsou v plechových pásech 5 pérové oceli paralelně k podélným okrajům vytvarována dvě 90° úhlová odklonění 11, 12. Tím je na plechovém pásu 5 pérové oceli vytvořena dosedací plocha, která plošně přiléhá na příslušné dosedací ploše 15 opěrného prvku 8, který má v příčném řezu L-profil, a která podpírá plechový pás 5 pérové oceli proti těsnicí síle v uzavírací poloze. Vertikální rameno tohoto L-profilu tlačí oba upínací okraje 6, 7 pomocí upínacího zařízení 9 (např. šroubového spojení) proti součásti 2 zařízení a fixuje tak plechový pás 5 pérové oceli. Aby se při vykývnutí součásti 1 zařízení do uzavírací polohy zamezilo nadzdvižení plechového pásu 5 pérové oceli v oblasti úhlového odklonění 12 z dosedací plochy 15, je jako přidržovač upraven profil 4 ve tvaru V, když v oblasti úhlového odklonění 2 uvnitř vyklenutého plechového pásu 5 pérové oceli tlačí na jeho dosedací plochu. V-profil 4 je fixován svěmým spojením 9 mezi upínacími okraji 6, 7. Plechový pás 55 pérové oceli je na obr. 8 zobrazen v nepřetvořeném stavu.

Vycházejíc z tohoto stavu techniky je předkládaným vynálezem navrhováno zamezit kritickému nadzdvihování plechového pásu 5 pérové oceli z dosedací plochy opěrného prvku větším množstvím přidržovacích manžet, které jsou uspořádány v axiálním odstupu od sebe takovým způsobem, že vně svírají plechové pásy pérové oceli. Jeden možný způsob provedení je představen v perspektivním zobrazení na obr. 1. Právě tak jako na obr. 2 až 7 byly přitom pro

-2 CZ 285948 B6 konstrukčně stejné součásti použity stejné vztahové značky jako na obr. 8. Je vidět plechový pás 5 pérové oceli, ohnutý stejným způsobem jako na obr. 8, který přiléhá na L-profil opěrného prvku 8. Přes malou částečnou oblast své axiální délky je plechový pás 5 pérové oceli vně obklopen těsně přiléhající přidržovací manžetou 3, která se výhodně skládá z materiálu stejného druhu jako plechový pás 5 pérové oceli. V protikladu k plechovému pásu 5 pérové oceli probíhá přidržovací manžeta 3 v oblasti opěrného prvku 8 tak, že těsně přiléhá na její dolní straně. Svěmým spojením 9, provedeným výhodně jako šroubové spojení, jsou plechový pás 5 pérové oceli, přidržovací manžeta 3 a opěrný prvek 8 drženy pohromadě a upevňovány na součást zařízení. Toto je na obr. 2 blíže zobrazeno v příčném řezu. Součást zařízení, na kterou má být zařízení k utěsnění podle vynálezu upevňováno, je opatřena vztahovou značkou 2. Přidržovací manžeta 3 má dvě úhlová odklonění 90°, která odpovídají oběma úhlovým odkloněním 11, 12 plechového pásu 5 pérové oceli a tím úhlu opěrného prvku 8. Zatímco vzdálenost mezi oběma úhlovými odkloněními 11, 12 odpovídá šířce dosedací plochy 15 opěrného prvku 8, byla vzdálenost obou úhlových odklonění přidržovací manžety 3 zvolena tak, že přidržovací manžeta 3 v montážním stavu přiléhá těsně na dolní straně L-profilu, tedy na zadní straně dosedací plochy 15. Tím je přidržovací manžeta 3 v oblasti okraje dosedací plochy 15, odvrácené oběma upínacím okrajům 6, 7 plechového pásu 5 pérové oceli, ve vertikálním směru k dosedací ploše 15 upevněna na opěrném prvku 8, nemůže se tedy ve směru ohnuté těsnicí zóny 10 plechového pásu 5 pérové oceli nadzdvihnout. Proto také plechový pás 5 pérové oceli sám v oblasti úhlového odklonění 12 brání nadzdvižení z dosedací plochy 15. Ve zvláštních případech se doporučuje v oblasti svěmého spojení 9 opatřit podložkový prvek 14, který podpírá přidržovací manžetu 3 v oblasti pod dosedací plochou 15. K tomu je na obr. 2 podložkový prvek 14 vytvořen v průřezu ve tvaru L.

Oba obr. 3 a 4 ukazují ve schematickém zobrazení, jak se uspořádání těsnění podle vynálezu podle obr. 2 přetváří pod vlivem tangenciálně v těsnicí oblasti působící síly H (obr. 3) a vertikálně na těsnicí oblast působící síly V (obr. 4). Schematické přetvoření přidržovací manžety 3 je znázorněno čerchovanou čarou, zatímco přetvoření plechového pásu 5 pérové oceli je znázorněno čárkovanou čarou. Obr. 3 objasňuje, že také pod vlivem tangenciálních přetvářecích sil H, které probíhají v kritickém směru na místo upnutí, nedochází k žádné změně plošného dosednutí plechového pásu 5 pérové oceli na dosedací ploše 15. Nedochází k nadzdvižení plechového pásu 5 pérové oceli. Na druhé straně ale přidržovací manžeta 3 zcela umožňuje ohnutí vyklenutého plechového pásu 5 pérové oceli ve směru tangenciální síly H. Působení vertikálních silových složek, které probíhají ve směru na dosedací plochu 15, ukazuje obr. 4. Je zřejmé, že se přidržovací manžeta 3 v oblasti levého okraje dosedací plochy 15 může nepatrně nadzdvihnout dolů ze zadní strany opěrného prvku 8. Podložkovým prvkem 14 na obr. 2 se může při potřebě náchylnosti k takovému nadzdvižení působit opačně. V ostatním vede taková síla V k určitému vyboulení ve vrcholové oblasti a určitému vyboulení v boční oblasti plechového pásu 5 pérové oceli i přidržovací manžety 3.

Obr. 5 zobrazuje obměněný způsob provedení zařízení podle vynálezu. Na rozdíl od provedení na obr. 2 je plechový pás 5 pérové oceli na obou stranách těsnicí zóny 10 opatřen úhlovými odkloněními 11, 13, tím je zaručeno plošné dosednutí na dosedací ploše 15 opěrného prvku 8, takže je v předkládaném případě vytvořen nejen jako L-profil, ale i jako plochý přidržovací plechový pás. Přidržovací manžeta 3 je opatřena podobnými úhlovými odkloněními, takže mohou být upínací okraje 16, 17 přidržovací manžety 3 vyrovnány paralelně k upínacím okrajům 6, 7 plechového pásu 5 pérové oceli. Upevnění na součásti 2 zařízení se výhodně uskutečňuje opět prostřednictvím šroubového spojení 9. Ke zvýšení nepoddajnosti přidržovací manžety 3 proti nadzdvižení ze zadní strany opěrného prvku 8 směrem dolů může být, jakmile by to mělo být v jednotlivém případě žádoucí, podobným způsobem jako na obr. 2 vložen přídavný podložkový prvek 14. Čím dále se tento rozprostírá přes zadní stranu opěrného prvku 8 směrem doprava, tím nepoddajnější je přidržovací manžeta 3. Základní funkce tohoto způsobu provedení vynálezu odpovídá zcela způsobu provedení na obr. 2.

-3 CZ 285948 B6

Další varianta vynálezu vychází z obr. 6. Ukazuje provedení, u kterého byl jako přidržovací prvek 8 použit profil přibližně ve tvaru U. Vnější strana základny tohoto U-profilu tvoří dosedací plochu 15. zatímco levé rameno U-profilu spíná oba upínací okraje 6, 7 plechového pásu 5 pérové oceli a upínací okraj 16 přidržovací manžety 3 prostřednictvím šroubového spojení 9 se součástí 2 zařízení. Další upínací okraj 17 přidržovací manžety 3 přiléhá těsně na pravé vnější straně druhého ramene U-profilu 8. Je pomocí šroubového spojení 18 pevně spojen se druhým ramenem. Tento způsob provedení má výhodu, že nemusí být přidržovací manžeta 3 opatřena úhlovými odkloněními, ale může být provedena jako jednoduchý plechový pás pérové oceli. Také u tohoto řešení je zaručeno, že se plechový pás 5 pérové oceli v oblasti úhlového odklonění 12 nemůže nadzdvihnout z dosedací plochy 15 opěrného prvku. Na rozdíl od obr. 2 a 5 nepřiléhá přidržovací manžeta 3 na zadní straně opěrného prvku 8, ale na úhlově odkloněném prodloužení opěrné plochy 15 (pravé rameno U-profilu).

Obr. 7 ukazuje výhodný způsob provedení vynálezu, který spočívá v tom, že se těsnicí prvek 5 neskládá zjediného plechového pásu pérové oceli, který se rozprostírá po celé délce těsnicí zóny, ale že je těsnicí prvek 5 složen z většího množství dílčích délek L, přičemž jednotlivé dílčí délky L jsou k sobě natupo přiraženy. Přitom se doporučuje uspořádat přidržovací manžety 3 právě v oblasti místa styku těchto dílčích délek L tak, že pokrývají oblast místa styku. Při velkých délkách těchto dílčích součástí plechového pásu 5 pérové oceli může být účelné neupravovat přidržovací manžety 3 jenom v oblasti místa styku, ale uspořádat přídavné přidržovací manžety 3 v odstupu od sebe mezi nimi. Axiální délka přidržovací manžety 3 činí účelně méně než 10 %, především méně než 5 % axiální délky L dílčích částí plechového pásu 5 pérové oceli.

K ulehčení montáže se doporučuje přidržovací manžety 3 připevnit na plechové pásy 5 pérové oceli bodovým svařováním. Může být také účelné spojovat přidržovací manžety 3 bodovým svařováním s opěrným prvkem 8, aby se při montáži mohlo vzájemně spojovat méně volných jednotlivých částí. Obecně se doporučuje provádět upevňování přidržovacích manžet 3, jak je znázorněno na obr. 2 a 7, svěmým spojením 9, které se také užívá k upevňování plechových pásů 5 pérové oceli. V zásadě je však možné pro upevňování přidržovacích manžet 3 upravit separátní upevňovací zařízení.

K zamezení nadzdvihování těsnicího prvku z jeho dosedací plochy jsou zapotřebí jen srovnatelně úzké přidržovací manžety, které musí být upevněny jen v určitých odstupech a tím jsou upraveny ve srovnatelně nepatrném množství, a protože pro to stačí relativně tenké plechové pásy, jsou materiálové náklady k provedení zařízení podle vynálezu nízké. Protože jsou přidržovací manžety zvenku položeny okolo plechových pásů pérové oceli, je montáž jednoduchá. Ale také při velmi velkých tangenciálních přetvářecích silách se provedením podle vynálezu sjistotou zamezuje nadzdvihování těsnicího prvku z jeho dosedací plochy.