CZ289470B6

CZ289470B6 - Těsnicí systém, zejména pro provozní ventil

Info

Publication number: CZ289470B6
Application number: CZ19932113A
Authority: CZ
Inventors: Giorgio Bergamini
Original assignee: Nuovopignone-Industrie Meccaniche E Fonderia S.P.A
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 2002-01-16
Also published as: GB9320703D0; US5365971A; ITMI922328A0; DE4334262C2; ITMI922328A1; CH689567A5; RU2094681C1; CZ211393A3; ES2068775B1; CN1033405C; ES2068775R; IT1255676B; GB2271413A; NL194649C; GB2271413B; BR9304190A; BE1007604A3; ES2068775A2; FR2696807A1; NL194649B

Abstract

Mezi dv ma kluzn²mi t sn n mi (7, 8), uspo° dan²mi v °ad za sebou v bloku (6) provozn ho ventilu, je vytvo°ena vlo en komora (9), kter je p°ipojena ke statick mu odd lova i (11) s pru nou expanzn komorou (13), vypln nou biodegradovatelnou, nekontaminuj c neagresivn pomocnou mazac tekutinou. Vnit°n prostor (19) pru n expanzn komory (13), kter m velmi vysokou pru nost, je p°ipojen k provozn tekutin . Pru n expanzn komora (13) spolupracuje s pohybliv²m elementem (16), na n j dosedaj c m · inkem t e, kter² zase spolupracuje s polohov²m idlem (18).\

Description

Těsnicí systém, zejména pro provozní ventil

Oblast techniky

Vynález se týká těsnicího systému, zejména pro provozní ventil s tělesem, s ventilovým elementem pro regulaci průtoku provozní tekutiny tělesem, jehož dřík je kluzně uložen ve dvou oddělených těsněních, uspořádaných v řadě za sebou pro vytvoření vložené komory mezi nimi, se statickým oddělovačem opatřeným prvním a druhým přívodem, uvnitř něhož je umístěna pružná expanzní komora s pružnou stěnou, s prostředky pro přívod pomocné tekutiny ve formě biodegradovatelné, nekontaminující neagresivní mazací tekutiny do vložené komory a do prvního vstupu.

Dosavadní stav techniky

Ochrana životního prostředí proti znečištění, pocházejícímu zániku provozních tekutin, představuje jeden z nejvážnějších problémů, které je nutno vyřešit, protože je velmi obtížné zajistit bezvadné utěsnění mezi součástmi zařízení a strojů, provádějících axiální nebo rotační pohyb. Toto utěsnění je velmi nákladné a čím vyšší tlak má provozní tekutina, tím je toto utěsnění komplikovanější.

U čerpadel, kompresorů, turbín a rotačních strojů obecně je tento problém běžně řešen provedením těsnicího systému, sestávajícího z vložené komory, vytvořené mezi dvěma samostatnými těsnicími členy, uspořádanými v sérii, do které se plynule vstřikuje neutrální ochranná tekutina, všeobecně dusík, pod tlakem mírně vyšším, než je tlak provozní tekutiny, které je tudíž tímto způsobem zabraňováno v unikání, přičemž neutrální ochranná tekutina je plynule odváděna, shromažďována a opětovně použita po opětovném stlačení čerpadlem.

Ačkoli toto řešení zajišťuje nulové ztráty provozního plynu, má řadu nevýhod v tom, že musí být u něj použito čerpadlo a regulátor dynamického tlaku, který musí být přesnější, a proto dražší, aby udržoval malý tlakový rozdíl, aby do provozní tekutiny uniklo co nejmenší množství pomocné tekutiny, což však představuje konstrukční komplikace a značnou spotřebu energie, způsobující zvýšení nákladů a celkové velikosti zařízení pro jednoduchý provozní ventil do nepřijatelné míry. Další nevýhodou je to, že je vždy zapotřebí velkého průtoku neutrální ochranné tekutiny s následnými značnými ztrátami, čímž není v praxi umožněno zjišťovat malé anomálie v tomto průtoku a varování před možným nebezpečím dříve, než nastane neopravitelné poškození únikem samotné provozní tekutiny.

Úkolem vynálezu proto je odstranit výše uvedené nevýhody provedením těsnicího systému, který zajistí nemožnost ztrát provozní tekutiny průsakem bez použití čerpadel a regulátorů dynamického tlaku, a který nebude náročný na prostor a bude levný, přičemž bude působit staticky, a proto bez nároků na energii, a konečně který bude provádět indikaci začátku poruchy těsnění, to znamená, že bude zjišťovat se značným předstihem jakékoliv zmenšení množství neutrální ochranné tekutiny, způsobené netěsností, to jest před tím, než nastane únik provozní tekutiny.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje těsnicí systém, zejména pro provozní ventil s tělesem, s ventilovým elementem pro regulaci průtoku provozní tekutiny tělesem, jehož dřík je kluzně uložen ve dvou oddělených těsněních, uspořádaných v řadě za sebou pro vytvoření vložené komory mezi nimi, se statickým oddělovačem opatřeným prvním a druhým přívodem, uvnitř něhož je umístěna

- 1 CZ 289470 B6 pružná expanzní komora s pružnou stěnou, s prostředky pro přívod pomocné tekutiny ve formě biodegradovatelné, nekontaminující neagresivní mazací tekutiny do vložené komory a do prvního vstupu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že statický oddělovač je opatřen vstupem pro přívod mazací tekutiny do vnitřní komory statického oddělovače pro dotyk s vnější plochou pružné stěny pružné expanzní komory, přičemž k tělesu provozního ventilu je před těsněními, uspořádanými v řadě za sebou, připojeno jedním koncem potrubí, které je svým druhým koncem připojeno k druhému vstupu pro přívod provozní tekutiny do vnitřního prostoru pružné expanzní komory s pružnou stěnou, přičemž pružná stěna izoluje provozní tekutinu od pomocné tekutiny, a přičemž v kontaktu s pružnou stěnou pružné expanzní komory je pro spolupráci s ní pohyblivý element polohového čidla.

Uvedený úkol dále splňuje těsnicí systém, zejména pro provozní ventil s tělesem, s ventilovým elementem pro regulaci průtoku provozní tekutiny tělesem, jehož dřík je kluzně uložen ve dvou oddělených těsněních, uspořádaných v řadě za sebou pro vytvoření vložené komory mezi nimi, se statickým oddělovačem opatřeným prvním a druhým přívodem, uvnitř něhož je umístěna pružná expanzní komora s pružnou stěnou, s prostředky pro přívod pomocné tekutiny ve formě biodegradovatelné, nekontaminující neagresivní mazací tekutiny do vložené komory a do prvního vstupu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že pružná expanzní komora je opatřena vstupem pro přívod mazací tekutiny, přičemž k tělesu provozního ventilu je před těsněními, uspořádanými v řadě za sebou, připojeno jedním koncem potrubí, které je svým druhým koncem připojeno k prvnímu vstupu pro přívod provozní tekutiny do statického oddělovače, přičemž provozní tekutina je v kontaktu s vnější plochou pružné stěny pružné expanzní komory, která izoluje provozní tekutinu od pomocné tekutiny, a přičemž v kontaktu s pružnou stěnou pružné expanzní komory je pro spolupráci s ní pohyblivý element polohového čidla.

Komora s pružnou stěnou je s výhodou vytvořena jako pružný měch.

Těsnicím systémem podle vynálezu se vytvoří mezi pomocnou tekutinou a provozní tekutinou velmi malý tlakový rozdíl pro spolehlivé zajištění toho, aby provozní tekutina nemohla nikdy dorazit do vložené komory, a to ani v důsledku kluzného uložení dříku ventilu.

Toho se v praxi dosáhne podle druhého provedení vynálezu tím, že v tomto případě je statický oddělovač s pružnou expanzní komorou připojen k provozní tekutině v oblasti u prvního těsnění, bližšího k ventilovému elementu, přičemž pružná expanzní komora, která má v tomto případě pouze určitou pružnost, je připojena ke vložené komoře.

Tímto způsobem je zajištěno, že tlak ve vložené komoře je vždy roven součtu tlaku provozní tekutiny a velmi malého tlaku potřebného pro překonání pružnosti pružné expanzní komory, která brání jeho nafouknutí, a jehož hodnota je evidentně závislá na stupni pružnosti pružné expanzní komory, přičemž tento tlak je proto vždy o něco vyšší, než tlak provozní tekutiny, která se nemůže v důsledku toho nikdy dostat do vložené komory.

Těsnicí systém podle vynálezu zajišťuje prakticky úplné vynulování jakéhokoli rozdílu tlaku mezi tlakem provozní tekutiny a tlakem netoxické biodegradovatelné mazací pomocné tekutiny, vyplňující vloženou komoru, která je upravena mezi dvěma těsněními, uspořádanými v řadě za sebou, přičemž tlak ve vložené komoře je udržován vždy na hodnotě rovné tlaku provozní tekutiny statickým oddělovačem s pružnou expanzní komorou, do něhož je přiváděna pomocná tekutina, přičemž provozní tekutina je přiváděna do pružné expanzní komory, která spolupracuje s pohyblivým elementem, dosedajícím na ni účinkem tíže nebo eventuálně pružiny, jehož poloha je snímána polohovým čidlem, čímž se zjišťuje určitý stupeň roztažení pružné expanzní komory, udávající anomálie těsnění, přesněji řečeno označující únik pomocné tekutiny druhým těsněním z vložené komory. Jestliže u tohoto provedení těsnicího systému neexistuje žádný tlakový rozdíl, je tím umožněno použití nízkotlakých těsnění, což jednak zajišťuje jejich velmi dlouhou životnost bez porušení, a jednak zajišťuje rovněž to, že provozní tekutina nemůže unikat

-2CZ 289470 B6 a nemůže být ani znečištěna pomocnou tekutinou, přičemž těsnicí systém pracuje bez spotřeby energie a s jednoduchým statickým oddělovačem,

Druhé těsnění vložené komory umožňuje ve skutečnosti pokles tlaku, rovnajícího se celkovému provoznímu tlaku, a protože nemůže rovněž zajistit nulový únik pomocné tekutiny, je přípustná jeho omezená netěsnost do určitého rozsahu, který je však vždy monitorován pohybem pohyblivého elementu, který v určitém okamžiku, před úplným roztažením pružné expanzní komory, tedy značně před tím, než dojde k jakémukoli úniku provozní tekutiny, způsobí zapnutí signálního systému, který hlásí anomální stav, čímž dojde k zablokování provozního ventilu a vadné těsnění, kterým uniká pomocná tekutina, může být opraveno.

Řešením podle vynálezu je jednoduchým a ekonomickým způsobem zabráněno tomu, aby provozní tekutina nikdy nepronikla těsněním. Těsnicí systém podle vynálezu je tedy zvlášť vhodný pro provozní ventily, neboť zajišťuje účinnou ochranu životního prostředí, což je zapotřebí například v provozech, používajících páchnoucí a/nebo toxické tekutiny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže popsán na příkladech provedení, která však nejsou nijak omezující, podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje svislý řez provozním ventilem, opatřeným těsnicím systémem podle vynálezu a obr. 2 svislý řez provozním ventilem, analogický sobr. 1, opatřeným modifikovaným provedením těsnicího systému podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Provozní ventil sestává z tělesa £, nesoucího sedlo 2 pro ventilový element 3, který je ovládán přes dřík 4 ovladačem 5. Dřík 4 provozního ventilu je kluzně uložen v bloku 6 ve dvou oddělených kluzných těsněních 7 a 8, uspořádaných podél dříku 4 v řadě za sebou, mezi nimiž je vytvořena vložená komora 9.

Vložená komora 9 je spojena potrubím 10 se statickým oddělovačem 11, který je opatřen pružnou expanzní komorou 13 a je vyplněna, stejně jako statický oddělovač 11, biodegradovatelnou, nekontaminující a neagresivní pomocnou mazací tekutinou, přiváděnou dvoupolohovým ventilem 12. Pružná expanzní komora 13, upravená ve statickém oddělovači 11, je spojena potrubím 14 s provozní tekutinou v oblasti 15 u prvního těsnění 7 bližšího k ventilovému elementu 3. Pružná expanzní komora 13, která má velmi velkou pružnost (na obr. 1 je čárkovanou čarou 13' naznačena velikost expanzní komory 13, když ve statickém oddělovači 11 není tlak), rovněž spolupracuje s pohyblivým elementem 16, který účinkem tíže dosedá na pružnou expanzní komoru 13, a který nese magnet 17, uložený v polohovém čidlu £8.

Způsob činnosti těsnicího systému je následující. Velmi vysoká pružnost pružné expanzní komory 13 znamená, že tlak v jejím vnitřním prostoru 19 je vždy roven tlaku ve vnitřní komoře 20 statického oddělovače 11, a proto tlaku ve vložené komoře 9. Když únik pomocné tekutiny druhým těsněním 8 způsobí ztrátu tlaku ve vnitřní komoře 20. tak odpovídající roztažení pružné expanzní komory 13 způsobí nadzvednutí elementu 16 spolu s magnetem 17. Polohové čidlo 18 tento pohyb snímá, čímž je indikováno špatné utěsnění, a když element 16 při pohybu směrem vzhůru dosáhne předem stanovené hodnoty, dojde k zablokování činnosti ventilu.

-3CZ 289470 B6

Na obr. 2 je znázorněno modifikované provedení, u něhož je vložená komora 9 připojena potrubím j_0* k vnitřnímu prostoru 19 pružné expanzní komory 13’. která se účinkem tlaku pomocné tekutiny nafoukne z klidové polohy znázorněné čárkovanou čarou 13 do pracovní polohy, znázorněné na obr. 2 plnou čarou. Vnitřní komora 20' statického oddělovače 11 je 5 připojena potrubím 14' k oblasti 15 s tlakem provozní tekutiny.

Tímto způsobem je zajištěno, že ve vložené komoře 9 je tlak mírně větší, než tlak provozní tekutiny o velikost, potřebnou pro překonání v tomto případě nikoliv výjimečně vysoké pružnosti pružné expanzní komory 13, bránící jeho nafouknutí.

io

Průmyslová využitelnost

Těsnicí systém podle vynálezu je použitelný jednak u provozních ventilů, a jednak zejména u 15 čerpadel, kompresorů, turbín ajakýchkoliv rotačních strojů všeobecně; místo pružné expanzní komory může být dále použit vlnovec.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1, Těsnicí systém, zejména pro provozní ventil s tělesem (1), s ventilovým elementem (3) pro 25 regulaci průtoku provozní tekutiny tělesem (1), jehož dřík (4) je kluzně uložen ve dvou oddělených těsněních (7, 8), uspořádaných v řadě za sebou pro vytvoření vložené komory (9) mezi nimi, se statickým oddělovačem (11) opatřeným prvním a druhým přívodem, uvnitř něhož je umístěna pružná expanzní komora (13) s pružnou stěnou, s prostředky pro přívod pomocné tekutiny ve formě biodegradovatelné, nekontaminující neagresivní mazací tekutiny do vložené 30 komory (9) a do prvního vstupu, vyznačující se tím, že statický oddělovač (11) je opatřen vstupem pro přívod mazací tekutiny do vnitřní komory (20) statického oddělovače (11) pro dotyk s vnější plochou pružné stěny pružné expanzní komory (13), přičemž k tělesu (1) provozního ventilu je před těsněními (7, 8), uspořádanými v řadě za sebou, připojeno jedním koncem potrubí (14), které je svým druhým koncem připojeno k druhému vstupu pro přívod 35 provozní tekutiny do vnitřního prostoru (19) pružné expanzní komory (13) s pružnou stěnou, přičemž pružná stěna izoluje provozní tekutinu od pomocné tekutiny, a přičemž v kontaktu s pružnou stěnou pružné expanzní komory (13) je uspořádán pohyblivý element (16) polohového čidla (18).

40
2. Těsnicí systém podle nároku 1, vyznačující se tí m, že pružná expanzní komora (13) s pružnou stěnou je vytvořena jako pružný měch.
3. Těsnicí systém, zejména pro provozní ventil s tělesem (1), s ventilovým elementem (3) pro regulaci průtoku provozní tekutiny tělesem (1), jehož dřík (
4) je kluzně uložen ve dvou 45 oddělených těsněních (7, 8), uspořádaných v řadě za sebou pro vytvoření vložené komory (9) mezi nimi, se statickým oddělovačem (11) opatřeným prvním a druhým přívodem, uvnitř něhož je umístěna pružná expanzní komora (13') s pružnou stěnou, s prostředky pro přívod pomocné tekutiny ve formě biodegradovatelné, nekontaminující neagresivní mazací tekutiny do vložené komory (9) a do prvního vstupu, vyznačující se tím, že pružná expanzní komora (13’) 50 je opatřena vstupem pro přívod mazací tekutiny, přičemž k tělesu (1) provozního ventilu je před těsněními (7, 8), uspořádanými v řadě za sebou, připojeno jedním koncem potrubí (14'), které je svým druhým koncem připojeno k prvnímu vstupu pro přívod provozní tekutiny do statického oddělovače (11), přičemž provozní tekutina je v kontaktu s vnější plochou pružné stěny pružné

-4CZ 289470 B6 expanzní komory (13'), která izoluje provozní tekutinu od pomocné tekutiny, a přičemž v kontaktu s pružnou stěnou pružné expanzní komory (13') je uspořádán pohyblivý element (16) polohového čidla (18).
5 4. Těsnicí systém podle nároku 3, vyznačující se t í m , že komora (13') s pružnou stěnou je vytvořena jako pružný měch.