CZ291767B6 - Pouzdro pro plynový ventil - Google Patents

Abstract

Pouzdro pro plynov² ventil nebo sou stku pro ° zen proudu a tlaku tekutiny zahrnuje ventilov pouzdro (1) a kryt (2), kter jsou spojen vlo en m pru n membr ny (7). Ventilov pouzdro (1) a kryt (2) jsou opat°eny v podstat kruhov²m kontaktn m povrchem, na kter² dosed membr na (7). Ventilov pouzdro (1) a kryt (2) jsou udr ov ny v p°edem ur en vzd lenosti pomoc pru inov p° chytky (15), vn jÜ dr ky (16) a spojovac sti (17), p°i em pru inov p° chytka (15) je v z b ru s ventilov²m pouzdrem (1) a krytem (2) pro jejich vz jemn upevn n .\

Description

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na pouzdro pro plynový ventil nebo součástku pro řízení proudu a tlaku tekutiny, které zahrnuje ventilové pouzdro a kryt, spojené s vložením pružné membrány, přičemž ventilové pouzdro a kryt jsou opatřeny v podstatě kruhovým kontaktním povrchem, na který dosedá membrána. Pouzdro tohoto typu lze rovněž použít na součástky pro řízení proudu a tlaku tekutin, přičemž mezi prostorem uvnitř pouzdra a okolní atmosférou může být rozdíl tlaků. V důsledku toho zde používaný termín plynový ventil má být považován jako příklad takové součástky.

Dosavadní stav techniky

Pouzdro tohoto typu zahrnuje dvě nebo více částí pouzdra, které spolu musí vytvořit plynotěsný nebo kapalinotěsný obal součástky. Je tedy velmi důležité, aby byl těsnicí prvek schopen vytvořit přiměřené těsnění mezi částmi pouzdra. K tomu navíc těsnění musí být spolehlivé, tj. i když se usadí méně odborně, těsnění musí splňovat všechny požadavky.

S obvyklým těsněním, kdy se k sobě stlačí dva povrchy, mezi kterými je umístěn pružný těsnicí prvek, určuje velikost přítlačné síly kvalitu těsnění, a je často obtížné zajistit použití požadované přítlačné síly, zvláště když usazovací operace se musí provádět bez použití speciálních nástrojů.

Těsnicí prvek a/nebo buď jeden nebo oba kontaktní povrchy mohou být tvarovány takovým způsobem, že jen část kontaktního povrchu je ve styku s částí povrchu těsnicího prvku v místě kontaktních povrchů, přičemž oba kontaktní povrchy jsou udržovány v předem určené vzdálenosti spojovacími prostředky, takže nastane jen místní deformace v části těsnicího prvku umístěného mezi kontaktními povrchy. Prostor mezi kontaktními povrchy není zcela vyplněn částmi těsnicího prvku, takže kontaktní povrchy jsou k sobě stlačeny poměrně malou silou, přičemž se těsnicí prvek deformuje pouze místně. Malé rozdíly ve vzdálenosti mezi kontaktními povrchy se snadno vyrovnají těsnicím prvkem, přičemž sotva nastanou nějaké změny v přítlačné síle kontaktních povrchů.

Spis DE-C-813 161 popisuje dvě části pouzdra sod sebe vzdálenými kontaktními povrchy, těsnicí prvek je membrána.

Spis EP-A-0 297 260 popisuje součástku pro řízení proudu tekutin, která má první část pouzdra připojenou ke druhé části pouzdra při vsunutí pružného těsnicího prvku, přičemž každá část pouzdra je opatřena v podstatě kruhovým kontaktním povrchem, na který těsnicí prvek dosedá. Těsnicí prvek je membrána, a dvě části pouzdra jsou uchyceny ksobě uchycovací silou prstencových příchytných prostředků, které zabírají s oběma částmi pouzdra zvenku.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je zajistit přesné upevnění dvou částí pouzdra navzájem, které lze uskutečnit jednoduchým a spolehlivým způsobem, přičemž lze dosáhnout přiměřeného a spolehlivého utěsnění mezi oběma částmi pouzdra.

Aby se tohoto cíle dosáhlo, je pouzdro upraveno tak, že ventilové pouzdro a kryt jsou udržovány v předem určené vzdálenosti pomocí pružinové příchytky, vnější drážky a spojovací části, přičemž pružinová příchytka je v záběru s ventilovým pouzdrem a krytem pro jejich vzájemné

- 1 CZ 291767 B6 upevnění. S výhodou se příchytka skládá ze v podstatě prstencové kovové tyče s kruhovým průřezem, která dosedá na vnější drážku ventilového pouzdra a na spojovací část krytu.

Podle jednoho z výhodných provedení je pouzdro upraveno tak, že ventilové pouzdro je poblíž svého kontaktního povrchu opatřeno vnější drážkou, která je otevřena ve směru radiálně vně, v této vnější drážce je zajištěna příchytka, vnější drážka je na řadě míst opatřena prohlubněmi rozkládajícími se za zmíněnou příchytkou, do kterých mohou zasahovat spojovací části krytu, spojovací části mají hákovitě tvarovanou část pro pohyb proti její pružné síle při dosednutí ventilového pouzdra a krytu na sebe a která je opatřena dorazovým povrchem dosedajícím na příchytku, pro zábranu vzájemného oddělení ventilového pouzdra a krytu.

Podle dalšího provedení jsou spojovací části opatřeny válcovým dorazovým povrchem na své vnitřní straně, tyto dorazové povrchy obklopují válcový povrch ventilového pouzdra po jeho spojení s krytem.

Těsnicí prvek je s výhodou vytvořen jako membrána, umístěná uvnitř pouzdra plynového ventilu.

Pouzdro pro plynový ventil vzniká spojením obou svých části tak, že ventilové pouzdro zahrnuje vnější drážku s pružinovou příchytkou, přičemž těsnicí membrána se umístí mezi kontaktní povrchy ventilového pouzdra a krytu, a kryt se přitlačí k ventilovému pouzdru rukou, takže spojovací části krytu pohnou pružinovou příchytkou proti její pružné síle, načež se poté spojovací části dostávají do záběru s pružinovou příchytkou a dosednou na tuto příchytku dorazovým povrchem, takže se obě části pouzdra plynového ventilu vzájemně spojí.

V dalším bude popsáno několik provedení pouzdra plynového ventilu jako ilustrace, s odkazem na obrázky.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je řez plynovým ventilem.

Obr. 2 je boční pohled na plynový ventil.

Obr. 3 je půdorys plynového ventilu.

Obr. 4 je pohled na ventil rozložený v jednotlivé části.

Obr. 5 znázorňuje alternativní ventilový člen.

Obr. 6 ukazuje detail označený jako VI na obr. 5.

Obr. 7 znázorňuje druhé provedení plynového ventilu.

Obr. 8 znázorňuje detail označený jako VIII na obr. 7.

Obr. 9 je řez ventilovým členem ve druhém provedení.

Obr. 10 znázorňuje detail označený jako X na obr. 9.

Obr. 11 a 12 jsou perspektivní pohledy na ventilový člen ve druhém provedení.

Obr. 13 ukazuje detail jiného provedení.

-2 CZ 291767 B6 i

Výkresy jsou pouze schematické reprezentace provedení, přičemž stejné části jsou číslovány stejně na různých výkresech.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje různé části plynového ventilu v řezu. Plynový ventil zahrnuje pouzdro, které se skládá z ventilového pouzdra 1 a krytu 2. Ventilové pouzdro 1 přitom zahrnuje přívod 3 plynu a vývod 4 plynu. Přívod 3 a vývod 4 plynu jsou opatřeny spojovacími prostředky, takže tam lze připojit plynové potrubí. Ve vyobrazeném provedení se spojovací prostředky skládají z vnitřního šroubového závitu v přívodu 3 a vývodu 4 plynu, takže konce potrubí s vnějším závitem lze do těchto závitů zašroubovat. Vhodným výběrem přiměřeného tvaru šroubového závitu nebo vložením těsnicího prvku lze získat těsnění nepropustné pro plyn.

V postavení plynového ventilu znázorněném na obr. 1 je plynový ventil uzavřen, a v tomto postavení ventilový člen 5 dosedá do ventilového sedla 6. Ventilové sedlo 6 je tak tvarované, že odpor plynu je nejmenší v otevřeném postavení ventilu. S výhodou je ventilové sedlo 6 konstruováno s poměrně velkým poloměrem, a ventilový člen 5 na něm vytvoří těsnění takovým způsobem, že prstencový styčný povrch mezi ventilovým členem 5 a ventilovým sedlem 6 leží na kuželovém povrchu.

Ventilový člen 5 je připojen k membráně 7, která je upevněna mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2 na svém vnějším okraji. Membrána 7 je do té míry pružná, že se ventilový člen 5 může zvednout z ventilového sedla 6 tak, aby se uskutečnil volný průchod plynu z přívodu 3 plynu k vývodu 4 plynu. Ventilové pouzdro 1 je opatřeno třemi vodícími tyčemi 8 (je znázorněna jen jedna), které vedou ventilový člen 5 při jeho pohybu.

V provedení podle obr. 1 je spodní strana membrány 7 v přímém kontaktu s přívodem 3 plynu, takže tlak plynu na této straně je vyšší. Na druhé straně membrány 7 je vytvořena řídicí komůrka 9, tato řídicí komůrka 9 je spojena s přívodem 3 plynu přes regulační kanál 10. Kryl 2 je dále opatřen spojovacím otvorem 11, přes který může být řídicí komůrka 9 připojena k řídicí jednotce (neznázorněno). Zmíněná neznázoměná řídicí jednotka je schopna uzavřít spojovací otvor 11, přičemž tato jednotka je dále schopna umožnit únik plynu z řídicí komůrky 9 přes spojovací otvor Η, aby se ventil otevřel.

Činnost plynového ventilu znázorněného na obr. 1 je následující. Pokud je průchod plynu přes spojovací otvor 11 blokován, plynový ventil bude uzavřen, neboť ventilový člen 5 dosedá do ventilového sedla 6. Tlak přiváděného plynu v přívodu 3 plynu je přitom větší než tlak plynu ve vývodu 4 plynu. Tlak přiváděného plynu převládá nejen v přívodu 3 plynu a na spodní straně membrány 7, ale také v řídicí komůrce 9, která je spojena s přívodem 3 plynu pomocí regulačního kanálu JO. Pokud je spojovací otvor 11 uzavřen, výslednice sil působících na membránu 2 a ventilový člen 5 bude směřovat dolů, následkem čehož ventil zůstane uzavřen. Plynový ventil lze otevřít umožněním úniku plynu z řídicí komůrky 9 přes spojovací otvor 11, takže tlak plynu v řídicí komůrce 9 klesne na nulu. Výslednice sil působících na membránu 7 a na ventilový člen 5 bude přitom působit vzhůru. Množství plynu, které lze dodat přes regulační kanál 10 přitom nebude postačovat k vytvoření dostatečného tlaku v řídicí komůrce 9, takže tlak přiváděného plynu převládající na spodní straně membrány 7 způsobí, že plynový ventil zůstane otevřen, dokud je zastaveno vypouštění plynu přes spojovací otvor 11, takže se tlak plynu v řídicí komůrce 9 znovu vytvoří v důsledku přívodu plynu do řídicí komůrky 9 regulačním kanálem 10, a tento tlak působí uzavření plynového ventilu.

Řídicí jednotka připojená ke spojovacímu otvoru 11 může být magnetický ventil, který je přímo napojen na spojovací otvor TL Je také možné, aby bylo několik plynových ventilů řízeno

-3 CZ 291767 B6 centrální řídicí jednotkou tak, že plynové potrubí ke zmíněné centrální jednotce je napojeno na spojovací otvor 11.

Obr. 2 je boční pohled na plynový’ ventil podle obr. 1, a obr. 3 je jeho půdorys.

Ventilový člen 5 je upevněn k membráně 7 tak, že membrána 7 je usazena do radiálně vnější drážky ventilového členu 5. Membrána 7 je k tomu opatřena kruhovým otvorem ve své středové části, přičemž okraje tohoto otvoru zasahují do vnější drážky ventilového členu 5. Usazení membrány 7 do vnější drážky ventilového členu 5 lze provést deformací membrány 7, která je provedena z pružného materiálu. Otvor v membráně 7 může být také dostatečně velký, aby umožnil umístění ventilového členu 5 bez roztažení tohoto otvoru, přičemž ventilový člen 5 je umístěn na membráně 2 s určitou vůlí.

Protože umístění membrány 7 mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2 nenastává v ploché rovině, ale mírně šikmo, tj. v souladu s povrchem kužele, membrána 7 má určité předpětí, které bude udržovat ventil v uzavřeném stavu, i když uvnitř plynového ventilu není žádný rozdíl tlaků. Membrána 7 je usazena mezi ventilové pouzdro 1 a kryt 2 s určitou vůlí, tj. vzdálenost mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2 je o něco větší než tloušťka membrány 7. Jak je podrobněji znázorněno na obr. 13, upevnění a utěsnění membrány 7 lze provést tak, že ventilové pouzdro 1 a/nebo kryt 2 jsou opatřeny jednou nebo více hranami 13, 14, které jsou vtlačeny do povrchu membrány 7. Tímto způsobem lze získat přiměřené upevnění a přiměřené utěsnění v předem určené poloze krytu 2 vzhledem k ventilovému pouzdru 1, aniž by se kryt 2 a ventilové pouzdro 1 k sobě přitlačovaly určitou silou.

Kryt 2 je připojen k ventilovému pouzdru 1 pomocí příchytky 15, tato příchytka 15 v podstatě sestává z pružné prstencové tyče kruhového průřezu. Příchytka 15 je usazena do radiálně vnější drážky 16 pouzdra 1, tato vnější drážka 16 zahrnuje tři úseky kruhu, jak je zvláště znázorněno na obr. 4. Příchytka 15 je přidržována ve vnější drážce 16, přičemž alespoň jedna postranní stěna vnější drážky 16 tvoří radiální dorazový povrch. Kryt 2 je opatřen spojovací částí 17, která je podobně rozdělena do tří úseků kruhu, tato spojovací část 17 může zasahovat za příchytku 15, když je kryt 2 namontován na ventilové pouzdro 1. Spojovací část 17 má hákovitě tvarovanou část 12 zahrnující zkosený povrch, která je schopna odtlačit příchytku 15 proti její pružné síle, když se kryt 2 přitlačí na ventilové pouzdro L Spojovací část 17 dále zahrnuje radiálně orientovaný dorazový povrch, který dosedá na příchytku v poloze, ve které je kryt 2 namontován na ventilové pouzdro L Na vnitřní straně vytvářejí tři části spojovací části 17 válcového dorazového povrchu, který je schopen dosednout na odpovídající části ventilového pouzdra _1, takže kryt 2 je správně umístěn vzhledem k ventilovému pouzdru 1.

Tímto způsobem je kryt 2 umístěn na ventilové pouzdro 1 jednoduchým, ale velice účinným způsobem, přičemž je příchytka 15 nejprve namontována na ventilové pouzdro 1, poté je možno umístit kryt 2 a zaklapnout. Navíc může být kryt 2 oddělen od ventilového pouzdra jednoduchým způsobem odstraněním příchytky 15 pomocí šroubováku, poté může být kryt 2 oddělen od ventilového pouzdra L K umožnění odstranění příchytky 15 jsou provedeny prohlubně 18. a do těchto prohlubní 18 může být vložen konec šroubováku. Se shora popsaným příchytkovým spojením může být kryt 2 upevněn na ventilové pouzdro 1 a odtud odstraněn rukou, bez použití speciálních nástrojů, přičemž je zachováno přiměřené těsnění. Těsnicí působení membrány 7 bude zachováno v důsledku její malé deformace.

Jak je zvláště zřejmé z obr. 1, použití ventilového členu 5 umožňuje usadit ventilové sedlo 6 ve ventilovém pouzdru 1 středově v zamýšleném místě, přičemž membrána 2 může být umístěna poblíž krytu 2, aby vznikla řídicí komůrka mající minimální objem. Použití ventilového členu 5 dále umožňuje zajistit optimální průtok plynu, protože je velký stupeň svobody ve výběru tvaru ventilového sedla 6.

-4CZ 291767 B6

Obr. 5 znázorňuje alternativní provedení ventilového členu 5 a membrány 7, přičemž membrána 7 má obvodový okraj vytvořený s žebry 21. jak je ve větším měřítku ukázáno na obr. 6. Zebra 21 se rozkládají na každé straně membrány 7 a jsou zkosena směrem ven při pohledu v řezu. Zebra 21 tedy mají sklon ve směru středové osy ventilového členu 5, takže tlak plynu uvnitř ventilového pouzdra 1 přitlačí žebra 21 na části ventilového pouzdra 1 a krytu 2 takovým způsobem, že se za přítomnosti okraje membrány 7 mezi uvedenými částmi vytvoří těsnění. To bude vysvětleno podrobněji s odkazem na obr. 8.

Obr. 7 znázorňuje druhé provedení plynového ventilu, ve kterém je ventilové pouzdro 1, které zahrnuje membránu 7 stejně jako ventilový člen 5, vyrobeno jako celek zjednoho materiálu, přednostně plastického materiálu. Část ventilového pouzdra 1 vytvářející membránu 7 je poměrně tenkostěnná, aby se dosáhlo požadované pružnosti, zatímco část ventilovaného pouzdra 1, tvořící ventilový člen 5 má silnější stěnu a je navíc opatřena zesilujícími žebry 20.

Obr. 8 je podrobný pohled na způsob, kterým je obvodový okraj membrány 7 sevřen mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2. Okraj membrány 7 přitom zasahuje do komůrky mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2, přičemž čtyři žebra 21, dvě na každé straně membrány poblíž okraje membrány 7, jsou poněkud deformována, takže se dosáhne přiměřeného upevnění membrány 7. Membrána 7 je tak udržována v určitém předpětí. Protože jsou žebra 21 při pohledu v řezu zkosena směrem ven a směřují šikmo ve směru ventilového členu 5 (viz rovněž obrázek 10), deformace během upevnění bude taková, že se těsnicí působení žeber 21_ zesílí v důsledku tlaku plynu uvnitř ventilového pouzdra 1. Tak může být omezena síla, kterou jsou k sobě stlačeny ventilové pouzdro 1 a kryt 2, takže spojení ventilového pouzdra 1 a krytu 2 může být provedeno rukou bez použití dodatečných prostředků. Navíc není těsnicí působení citlivé k malým změnám vzdálenosti mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2, v důsledku čehož může být shora popsané příchytkové spojení použito bez jakýchkoliv problémů.

Obr. 9 je řez ventilovým členem 5 a membránou 7, který ukazuje, že alespoň část membrány 7 je v podstatě kuželová ve svém stabilním tvaru. Protože ventilový člen 5 a membrána 7 mají více méně svůj stabilní tvar v uzavřeném stavu ventilu, ukázalo se v praxi zřejmé, že nejsou třeba žádné přídavné prostředky k vedení ventilového členu 5, jako jsou vodicí tyče 8. Membrána 7 zajišťuje vedení ventilového členu 5 během zavírání ventilu.

Obr. 10 je pohled na okraj membrány 7, ukazující žebra 21, dvě na každé straně membrány 7. Žebra 21 jsou s výhodou šikmo orientována a zužují se, při pohledu v řezu. Obrázky 11 a 12 jsou perspektivní pohledy na ventilový člen 5 a membránu 7, kde lze jasně rozlišit regulační kanál 10 a zesilující žebra 20.

Provedení shora popsaná mají být uvažována jako příklady, přičemž odborníkům bude zřejmé, že je možno uskutečnit řadu změn a variací, rovněž spadajících do rozsahu vynálezu.

Claims (5)

1. Pouzdro pro plynový ventil nebo součástku pro řízení proudu a tlaku tekutiny, které zahrnuje ventilové pouzdro (1) a kryt (2), spojené vložením pružné membrány (7), přičemž ventilové pouzdro (1) a kryt (2) jsou opatřeny v podstatě kruhovým kontaktním povrchem, na který dosedá membrána (7), vyznačující se tím, že ventilové pouzdro (1) a kryt (2) jsou uspořádány v předem určené vzdálenosti pomocí pružinové příchytky (15), vnější drážky (16)

-5 CZ 291767 B6 pouzdra (1) a spojovací části (17) krytu (2), přičemž pružinová příchytka (15) je v záběru s ventilovým pouzdrem (1) a krytem (2) pro jejich vzájemné upevnění.

2. Pouzdro podle nároku 1, vyznačující se tím, že příchytka (15) sestává v podsta-

5 tě z prstencové kovové tyče s kruhovým průřezem, dosedající na vnější drážku (16) ventilového pouzdra (1) a na spojovací část (17) krytu (2).

3. Pouzdro podle nároku 2, vyznačující se tím, že ventilové pouzdro (1) je poblíž svého kontaktního povrchu opatřeno vnější drážkou (16), která je otevřena v radiálním směru,

10 v této vnější drážce (16) je zajištěna příchytka (15), která je na řadě míst opatřena prohlubněmi (18), do kterých zasahují spojovací části (17) krytu (2), přičemž spojovací části (17) mají hákovitě tvarovanou část (12) pro dosednutí ventilového pouzdra (1) a krytu (2) na sebe a která je opatřena dorazovým povrchem pro dosednutí na příchytku (15), pro zabránění vzájemného oddělení ventilového pouzdra (1) a krytu (2).

4. Pouzdro podle nároku 3, vyznačující se tím, že spojovací části (17) krytu (2) jsou opatřeny válcovým dorazovým povrchem na své vnitřní straně, přičemž dorazový povrch spojovací části (17) obklopuje válcový povrch ventilového pouzdra (1) po jeho spojení s krytem (2)·

5. Pouzdro podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že částí membrány (7), umístěné mezi pouzdrem (1) a krytem (2) plynového ventiluje vytvořeno těsnění.