Zařízení k utěsnění mezi dvěma relativně k sobě pohyblivými součástmi zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k utěsnění mezi dvěma relativně k sobě pohyblivými součástmi zařízení podle úvodní části patentového nároku 1.

Dosavadní stav techniky

Z DE 38 15 402 Al je známo zařízení k utěsnění dotykové zóny mezi pohyblivým uzavíracím prvkem potrubí a nepohyblivým sedlem, u kterého se v utěsňovací 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 jednostranně upevnitelné na pohyblivém uzavíracím prvku nebo na pevném těsnicím sedle. Především v případech, ve kterých během uzavíracího procesu probíhá relativní pohyb mezi plechovým pásem pérové oceli a protitěsnicím 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 zdosedací 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 jednostranně připevněným 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 může být moment při utržení z klidu při otevírání velkoplošné klapky na kouřové plyny, opatřené známým těsnicím prvkem, podmíněn přidržovačem nežádoucně vysoký.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je zdokonalit zařízení podle úvodu v tom smyslu, aby mohlo být spolehlivě zamezeno nepřípustnému nadzdvižení a přetvoření plechového pásu pérové oceli tangenciálními posuvnými silami při dosahování konečného postavení sco možná nejmenšími materiálními a montážními náklady, aniž by byla nepřípustně omezena potřebná elastická tvárnost těsnicího prvku; spíše má utěsnění vykazovat ohebnější, tzn. měkčí charakteristiku, aby se docílilo redukování momentu utržení z klidu.

Tento úkol je řešen zařízením se znaky patentového nároku 1. Výhodná zdokonalení vynálezu jsou uvedena v podnárocích 2 až 7.

-1 CZ 286013 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 příčný řez utěsňovacím zařízením podle vynálezu s L-profilem jako opěrným prvkem a zakreslenými čarami přetvoření, obr. 2 příčný řez utěsňovacím zařízením podle obr. 1 s doplňkovým podložkovým prvkem, obr. 3 příčný řez utěsňovacím zařízením podle vynálezu s přidržovacím plechovým pásem jako opěrným prvkem, obr. 4 známé uspořádání těsnění.

Příklady provedení vynálezu

Uspořádání těsnění, utvářené podle dosavadního stavu techniky podle WO 95/02136, vychází z obr. 4. Obě proti sobě utěsňující součásti zařízení, které se k sobě relativně pohybují, jsou označeny vztahovými značkami 1 a 2. Může se přitom jednat např. o uzavírací klapku J, která se do své těsnicí polohy vykyvuje přibližně tangenciálně relativně k pevné součásti 2 zařízení s plechovým pásem 5 pérové oceli, což je naznačeno homí 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, což je případ žaluziových klapek, dvě bezprostředně sousedící klapková křídla přiváděna 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 mimo upínací okraje 6, 7 ležící opěrná plocha, která plošně naléhá 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 jednostranně na součásti 2 zařízení. 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 upraven profil 4 ve tvaru V jako přidržovač, když v oblasti úhlového odklonění 12 uvnitř vyklenutého plechového pásu 5 pérové oceli tlačí na jeho opěrnou plochu. V-profil 4 je fixován svěmým spojením 9 mezi upínacími okraji 6, 7. Plechový pás 5 pérové oceli je na obr. 4 zobrazen v nepřetvořeném stavu.

Na rozdíl od stavu techniky, tvořícího úvod, u kterého je opěrný prvek 8 upraven, viděno ve směru těsnicí síly, pod těsnicím prvkem 5, tedy mimo stavební prostor, uzavřený těsnicím prvkem 5, leží tento opěrný prvek 8 v provedení podle vynálezu uvnitř stavebního prostoru, uzavřeného těsnicím prvkem 5. Toto je zřejmé na obr. 1 až 3, které jsou následně blíže popisovány. Přitom byly pro funkčně stejné části použity stejné vztahové značky jako na obr. 4.

-2CZ 286013 B6

Na obr. 1 v příčném řezu znázorněné utěsňovací zařízení, které je pomocí šroubového spojení 9 jednostranně přivřeno na pohyblivou nebo nepohyblivou součást 2 zařízení, má L-profil jako opěrný prvek 8. Vertikální rameno L-profilu je šroubovým spojením 9 pevně spojeno se součástí 2 zařízení. Těsnicí prvek, tvořený z plechového pásu 5 pérové oceli, leží svou vyklenutou těsnicí oblastí 10 nad dalším (horizontálním) ramenem opěrného prvku 8. Zatímco je plechový pás 5 pérové oceli mezi těsnicí zónou 10 a levým upínacím okrajem 6 proveden zcela hladký, má ve své pravé části mezi těsnicí zónou 10 a upínacím okrajem 7 dvě výhodně 90°, úhlová odklonění 11, 12. Vzdálenost mezi oběma těmito úhlovými odkloněními 11, 12 odpovídá šířce dosedací plochy 15 na dolní straně horizontálně ležícího ramene opěrného prvku 8. V nezatíženém stavu leží proto tato, mimo upínací okraje 6, 7 ležící část (opěrná plocha) plechového pásu 5 pérové oceli celoplošně na dosedací ploše 15. Na obr. 1 je dále kvalitativně znázorněno, jak je plechový pás 5 pérové oceli přetvářen kolmo na těsnicí zónu 10 působící složkou síly V (čárkovaná čára) nebo tangenciálně k těsnicí zóně 10 nasměrovanou složkou síly H (čerchovaná čára). Obě tyto složky síly působí, když se utěsňovací zařízení přivádí do jeho uzavírací polohy. Je zřejmé, že tangenciálními posuvnými silami H při uzavírání nemůže dojít k nadzdvižení plechového pásu 5 pérové oceli od opěrného prvku 8. Vznikne-li tangenciální posuvná síla H v opačném směru, což je v případě při otevírání uzavírací klapky, vybočuje plechový pás 5 pérové oceli doprava, takže je potřebný moment utržení z klidu zřetelně redukován. Po vyjetí uzavírací klapky z těsnicího sedla odpružuje plechový pás 5 pérové oceli opět do jeho výchozího postavení a dosedá na dosedací ploše 15. Na druhé straně má utěsňovací zařízení podle vynálezu dostatečnou elasticitu k přijímání kolmo působících těsnicích sil V. Aby se ve zvláštním případě zvýšila nepoddajnost oproti těmto těsnicím silám, může být účelné držet plechový pás 5 pérové oceli na jeho dolní straně přes dílčí oblast dosedací plochy 15 pomocí příslušně vytvarovaného podložkového prvku 14, který může být rovněž upevňován šroubovým spojením 9, pevně na dosedací ploše 15. Tyto podložkové prvky 14 mohou být upraveny průchozí nebo v odstupech a mohou být například provedeny jako vhodně zahnuté podložky.

Na obr. 3 je v příčném řezu znázorněno utěsňovací zařízení podle vynálezu, fungující v principu stejným způsobem jako provedení na obr. 2. Rozdíl spočívá pouze v tom, že je místo L-profilu jako opěrný prvek 8 použit jednoduchý plochý (rovný) přidržovací plechový pás. Pomyslně se získá obr. 3 z obr. 2 tím, že se vertikálně nakreslené profilové rameno opěrného prvku 8 otočí o 90° ve směru hodinových ručiček do roviny druhého ramene. Tím se eliminuje úhlové odklonění 11 a mezi upínacím okrajem 6 a těsnicí zónou 10 vzniká úhlové odklonění 13. Pokud se týče techniky přetvoření, chová se toto provedení stejně jako provedení z obr. 2, popř. je-li vypuštěn podložkový prvek 14, jako provedení obr. 1.

V případech, kdy mají utěsňované oblasti velmi vysokou délkovou roztažnost, doporučuje se sestavovat utěsňovací zařízení podle vynálezu ze součástí standardní délky (např. 1 m). Jednotlivé součásti se k sobě sestavují narážejíc z čelní strany. Aby bylo v oblasti místa styku v každém případě zaručeno stejné chování obou vzájemně se stýkajících konců, doporučuje se opatřit jeden konec dílčí délky právě na vnitřní nebo vnější straně úzkým přichyceným plechovým pásem pérové oceli, aby mohl být odpovídající konec další součásti přesně lícujíc ve smyslu spojení zasouvací návlačkou nasunut nebo zasunut. Je účelné tento doplňkový plechový pás pérové oceli omezit v délce tak, aby probíhal mimo upínacích míst a úhlových odklonění, tedy v podstatě jenom v oblasti těsnicí zóny 10 a obou navazujících bočních oblastech. Alternativně by mohl být takový doplňkový plechový pás pérové oceli kladen také vně nad oblast místa styku součástí a příslušně upevňován.