CZ292608B6

CZ292608B6 - Regulovatelný kulový kohout

Info

Publication number: CZ292608B6
Application number: CZ19982009A
Authority: CZ
Inventors: Bernd Fechner; Winfried Ecker
Original assignee: Argus Gesellschaft Mbh
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2003-11-12
Also published as: ATE225916T1; EP0889269B1; HU9801501D0; DE19728562A1; DE19728562C2; DE59805871D1; SK91898A3; PL327128A1; CZ9802009A3; HUP9801501A1; PL187123B1; HU220017B; EP0889269A1; SK283570B6

Abstract

U regulovatelného kulového kohoutu s uzavírací koulí (20) umístěnou uvnitř pláště (11) mezi prstencovitými těsněními (30, 35) je uzavírací kouli (20) přiřazen první škrticí prvek (40) na straně vstupu a druhý škrticí prvek (41) na straně výstupu k minimalizaci tlaku a hluku, když je uzavírací koule (20) ve škrticí poloze. Škrticí prvky (40, 41) jsou vytvořeny jako vsazení ve tvaru clony, přičemž první škrticí prvek (40) je umístěn na vstupní straně uzavírací koule (20) v oblasti ústí průchozího vývrtu (21) a druhý škrticí prvek (41) je umístěn na výstupní straně uzavírací koule (20) v druhém průchozím otvoru (14) druhé části (12) pláště (11). Škrticí prvky (40, 41) mají pro vytvoření průchozích mezer (42, 43) rovnoběžně a ve vzájemném odstupu od sebe ve směru otáčení uzavírací koule (20) přes polovinu průchozího otvoru (14, 14') z okraje vsazení vyčnívající zuby (44, 45), přičemž uzavírací koule (20) je pro rozdělení média do více proudů v otevřené poloze mezi svojí uzavřenou polohou a svojí zcela otevřenou polohou, kdy je uzavírací koule (20) ve škrticí poloze otočené vzhledem k její uzavřené poloze kolem osy (23) otáčení o úhel 60.degree..ŕ

Description

Předmětem vynálezu je regulovatelný kulový kohout s pláštěm sestávajícím z alespoň dvou částí majících průchozí otvor, s kulovou uzavíracím koulí umístěnou uvnitř pláště mezi prstencovými těsněními, ve které je vytvořen průchozí vývrt a která je uložena pohyblivě kolem osy otáčení, umístěné kolmo k tomuto průchozímu vývrtu, pro manipulaci z otevřené polohy uvolňující průchozí vývrt, ve které lícuje průchozí vývrt uzavírací koule s průchozími otvory částí pláště, do uzavřené polohy, ve které jsou průchozí otvory navzájem odděleny, přičemž mezi otevřenou polohou a uzavřenou polohou je uzavírací koule ve škrticí poloze, a s prvním a druhým škrticím prvkem pro snížení tlaku a zmenšení hluku u uzavírací koule nestavené do škrticí polohy.

Dosavadní stav techniky

Z WO 94/07063 je jíž známý regulovatelný kulový kohout tohoto typu, z něhož je opatřen uzavírací orgán na straně vstupu a výstupu škrticím prvkem a tyto škrticí prvky mají do průchozího otvoru uzavíracího orgánu vyčnívající zuby. Rovněž jsou v plášti na straně vstupu a výstupu umístěny škrticí prvky bezprostředně sousedící s uzavíracím orgánem se zuby rovněž vyčnívajícími do průchozího otvoru, které ve škrticí poloze spolupůsobí se škrticími prvky uzavíracího orgánu. Jedna polovina uzavíracího orgánu je rovněž opatřena vývrty vytvořenými šikmo kjeho průchozímu otvoru, které umožňují ve škrticí poloze při obejití škrticího místa proudění média z průchozího otvoru v uzavíracím orgánu na výstupní stranu průchozího otvoru pláště.

U známých kulových ventilů je neuspokojivá jejich komplikovaná konstrukce, zejména ve vztahu k uzavíracímu orgánu, u kterého jsou vytvořeny škrticí prvky na straně vstupu a na straně výstupu v jednom kuse s uzavíracím orgánem v podobě výstupků ve tvaru pilových zubů vyčnívajících do průchozího otvoru uzavíracího orgánu. Kromě toho při spolupůsobení škrticích prvků uzavíracích orgánů se škrticími prvky na straně pláště vzniká turbulence, která se zesiluje výstupem média z průchozího otvoru uzavíracího orgánu do průchozího otvoru na výstupní straně pláště vlivem přídavných šikmých vývrtů v uzavíracím orgánu.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit regulovatelný kulový kohout, který je charakterizován ve srovnání s kulovým kohoutem známým podle WO 94/07063 jednoduchou konstrukcí, u které ale ve škrticí poloze vznikají menší hlukové imise než u stavu techniky.

Tento úkol je vyřešen tím, že u regulovatelného kulového kohoutu shora uvedeného typu jsou škrticí prvky vytvořeny jako vsazení ve tvaru clony, přičemž první škrticí prvek je umístěn na vstupní straně uzavírací koule v oblasti ústí průchozího vývrtu a druhý škrticí prvek je umístěn na výstupní straně uzavírací koule v druhém průchozím otvoru druhé části pláště. Přitom škrticí prvky mají pro vytvoření průchozích mezer rovnoběžně a ve vzájemném odstupu od sebe ve směru otáčení uzavírací koule přes polovinu průchozího otvoru z okraje vsazení vyčnívající zuby, přičemž uzavírací koule je pro rozdělení média do více proudů v otevřené poloze mezi svojí uzavřenou polohou a svojí zcela otevřenou polohou, kdy je uzavírací koule ve škrticí poloze otočné vzhledem k její uzavřené poloze kolem osy otáčení o úhel 60°.

U vynálezu jde o to, že v oblasti zaústění průchozího vývrtu procházejícího uzavírací koulí je uložena prstencovité vsazení jako první škrticí prvek, což zajišťuje jednoduchou konstrukci uzavíracího orgánu. U druhého škrticího orgánu se jedná rovněž o prstencovou vsazení, které je

-1 CZ 292608 B6 ♦ uložena na straně uzavíracího orgánu odvráceně od prvního škrticího prvku bezprostředně s ním sousedící v průchozím otvoru v plášti.

Pro vynález je charakteristická existence pouze jednoho prvního a druhého škrticího prvku bez 5 další vestavby nebo přídavných průchozích otvorů procházejících uzavírací koulí, takže jen v oblasti přívodu a odvodu uzavírací koule nestává v závislosti na jeho nastavení pokles tlaku proudícího média při malém narušení proudění a proto vzniku malého hluku.

Zejména v otevřené poloze uzavírací koule dochází v oblasti vsázení v podobě clony, ve které 10 jeho zuby nezasahují dovnitř, k proudění bez překážek, takže i při škrticích prvcích je zajištěn vysoký průchod proudění. Ve škrticí poloze naproti tomu vyčnívající zuby vsazení ve tvaru clony, které vytváří rovnoběžné v odstupu od sebe umístěné průchozí mezery, rozděluje škrcené médium do více proudů proudění.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu je první škrticí prvek umístěný v průchozím otvoru uzavírací koule umístěn na vstupní straně uzavírací koule a druhý škrticí prvek umístěný v průchozím otvoru druhé části pláště, je potom umístěn na výstupní straně uzavírací koule.

Podle dalšího vytvoření vynálezu je uspořádán přitom provedeno tak, že zuby na vstupní straně 20 prvního škrticího prvku, zasahující do průchozího vývrtu uzavírací koule, vyčnívají z jeho okraje ve směru uzavření uzavírací koule a zuby na výstupní straně druhého škrticího prvku, zasahující do druhého průchozího otvoru druhé části pláště, vyčnívají proti směru uzavření uzavírací koule. Zuby obou škrticích prvků tím vystupují z oblasti rozkládající se nad polovinou obvodu vsazení ve tvaru clony ve stejných směrech jednak do průchozího otvoru uzavíracího orgánu a jednak do 25 průchozího otvoru části pláště.

Podle jiného dalšího vytvoření jsou do dráhy průtoku média vyčnívající zuby škrticího prvku, kterými je škrcené médium rozdělováno do více průtoků, zakončeny na kružnici, jejíž střed leží na straně odvrácené od zubů. Přitom jsou poloměry kružnic, na nichž jsou zakončeny zuby 30 škrticích prvků, menší, nebo stejně velké jako průměr příslušné průtočné cesty.

Vzhledem k tomuto provedení vyčnívajících zubů škrticích prvků je oblast bez vyčnívajících zubů, dovolující bez zábran proudění, vytvořena čočkovitá a zmenšující se při manipulaci s uzavírací koulí do škrticí polohy, až po její odstranění, když volné konce středních zubů 35 škrticího prvku umístěného v průchozím vývrtu uzavíracího orgánu přechází přes sousední těsnění, případně okraj uzavíracího orgánu ohraničující průchozí vývrt přechází přes volné konce zubů druhého škrticího prvku. Také v této pracovní poloze je zajištěno proudění bez turbulence a bez hluku průchozími mezerami umístěnými navzájem rovnoběžně.

Podle jiného dalšího provedení vynálezu mají průchozí mezery, které jsou tvořeny vyčnívajícími zuby škrticích prvků pro rozdělení škrceného média do více průtoků, stejnou šířku. Průchozí mezera na vstupní straně mezi vyčnívajícími zuby na vstupní straně prvního škrticího prvku má menší šířku než odpovídající průchozí mezera na výstupní straně druhého škrticího prvku.

Důležité další vytvoření spočívá v tom, že druhý škrticí prvek umístěný v druhém průchozím otvoru druhé části pláště je vytvořen vjednom kuse s dalším těsněním uloženým pohyblivě a přitlačovaným těsnicími plochami pomocí pružinami na uzavírací kouli. U tohoto dalšího vytvoření tak není potřebné na straně uzavírací koule žádné přídavné těsnění, nýbrž druhý těsnicí prvek vytvořený jako prstencová clona plní současně funkci těsnění.

-2CZ 292608 B6

Přehled obrázků na výkresech i

Vynález je dále blíže objasněn na následujících příkladech jeho provedení pomocí přiložených výkresů. Ve schematických pohledech znázorňuje:

obr. 1 podélný řez podél čáry řezu I-I, znázorněné na obr. 1, regulovatelným kulovým kohoutem podle vynálezu se škrticími prvky v podobě vsazení ve tvaru clony na vstupní a výstupní straně při uzavírací kouli v otevřené poloze, obr. 2 podélný řez regulovatelným kulovým kohoutem podél čáry řezu Π-Π na obr. 2, obr. 3 čelní pohled na regulovatelný kulový kohout podle šipky ΠΙ na obr. 1, obr. 4 vsazení tvořící škrticí prvek na přívodní straně v pohledu jako na obr. 1, obr. 5 vsazení pro vstupní stranu v pohledu podle šipky V na obr. 4, obr. 6 vsazení tvořící škrticí prvek na odvodní straně v pohledu jako na obr. 1, obr. 7 vsazení pro výstupní stranu v pohledu podle šipky VII na obr. 6, obr. 8 regulovatelný kulový kohout v podélném řezu jako na obr. 2 s uzavíracím orgánem ve škrticí poloze otočené kolem osy otáčení vzhledem k otevřené poloze o 45° a obr. 9 regulovatelný kulový kohout v čelním pohledu jako na obr. 3, avšak s uzavírací koulí ve škrticí poloze otočené kolem osy otáčení vzhledem k otevřené poloze o 30°.

Příklady provedení vynálezu

Kulový kohout 10 znázorněný v podélném řezu na obr. 1 sestává z pláště 11, který sestává ze dvou částí 12, 12' pláště 11, navzájem se doplňující do přibližně kulového tvaru. Obě části 12, 12' pláště 11 jsou navzájem spojeny pomocí šroubů 13. Části 12, 12' pláště 11 mají navzájem lícující průchozí otvory 14, 14'. Na navzájem odvrácených stranách pláště 11 jsou na části 12, 12' pláště navařeny trubkové úseky 15, 15' s připojovacími přírubami 16,16', které zajišťují vestavbu kulového kohoutu 10 do neznázoměného trubkového vedení.

Uvnitř pláště 11 je jako uzavírací orgán umístěna mezi těsněními uloženými v částech 12, 12' pláště 11 uzavírací koule 20 s průchodem vývrtem 21. Pomocí spínacího hřídele 22 je uzavírací koule 20 nastavitelná kolem osy 23 otáčení do každé mezipolohy mezi otevřenou znázorněnou na obr. 1 a 2, ve které lícuje průchozí vývrt 21 s průchozími otvory 14, 14' v částech 12, 12’ pláště 11, a uzavřenou polohou otočenou vzhledem k otevřené poloze o 90°, ve které jsou průchozí otvory 14, 14' navzájem odděleny. Osa 23 otáčení je vytvořena kolmo k průchozímu vývrtu 21 v uzavírací kouli 20.

Obr. 8 a 9 znázorňují ve schematickém zobrazení mezipolohy uzavírací koule 20 při převedení takovéhoto kulového kohoutu 10 z otevřené polohy do uzavřené polohy, případně obráceně, ve které svírá podélná osa průchozího vývrtu 21 vzhledem k průchozím otvorům 14, 14' částí 12, 12'pláště 11 úhel 45°, případně 30°.

Uzavírací koule 20 je otočně uložena pomocí ložiskových čepů 24. 24'. umístěných na navzájem protilehlých stranách v ložiskových pouzdrech 25, 25'. umístěných v plášti H. Spínací hřídel 22 prochází nástavcem 26 pláště 11 a je v něm známým způsobem uložen otočené a rovněž je v něm utěsněn pomocí ucpávky 27 vzhledem k vnitřnímu prostoru pláště 11. ve kterém je uložena uzavírací koule 20, a je neotočně spojen s uzavírací koulí 20. Ovládání kulového kohoutu 10

-3CZ 292608 B6 mezi otevřenou polohou a uzavřenou polohou uzavírací koule 20, případně naopak, nastává pomocí neznázoměného přestavovacího motoru, který je neotočně sdružen se spínacím hřídelem 22, nebo rovněž pomocí neznázoměného ručního kola, které je uloženo na spínacím hřídeli 22 na konci protilehlém k uzavírací kouli 20 a je s ním neotočně spojeno.

V první části 12 pláště 11 na straně přívodu je v první prstencové komoře 29 radiálně se rozšiřující vzhledem k prvnímu průchozímu otvoru 14 touto první částí 12 uloženo těsnění 30.

V případě tohoto těsnění 30 se jedná o známé kovové těsnění přilehající těsnicí plochou 31, která je přizpůsobena sférickému kulovému tvaru, na uzavírací kouli 20. Na straně odvrácené od uzavírací koule 20 se těsnění 30 opírá na talířové pružině 32, zajišťující její přitlačení na uzavírací kouli 20.

Také v druhé části 12' pláště 11 na straně odvodu je v oproti druhému průchozímu otvoru .14' radiálně rozšířené druhé prstencové komoře 34 uloženo další těsnění 35, vytvořené v jednom kuse s dále ještě popsaným škrticím prvkem 41. Toto těsnění 35 přiléhá těsnicí plochou 36 dalšího těsnění 35, přizpůsobenou kulovému tvaru, na uzavírací kouli 20 a je na tuto uzavírací kouli 20 rovněž přitlačováno pomocí další talířové pružiny 37, která je opatřena na osazení axiálně ohraničeném druhou prstencovou komorou 34·

Regulační kulový kohout 10 je na přívodní straně i na odvodní straně opatřen škrticím prvkem 40. 41. Tyto škrticí prvky 40, 41 jsou vytvořeny jako vsazení v podobě clony a mají zuby 44, 45, navzájem rovnoběžně vyčnívající z okraje prstencového tělesa za vzniku průchozích mezer 42, 43. Tyto zuby 44. 45 vyčnívají nad polovinou průřezu pro proudění končí na myšlené kružnici 46.47, jejíž střed 48.49 leží na straně oblasti 51, 52 clony bez zubů 44.45.

První škrticí prvek 40 na straně vstupu je uložen v radiálním rozšíření v oblasti ústí průchozího vývrtu 21 v uzavírací kouli 20 a má vnější tvar přizpůsobený kulovému tvaru. Zuby 44 na výstupní straně vyčnívají kolmo k ose 23 otáčení uzavírací koule 20 do jejího průchozího vývrtu 21, a to ve směru otáčení uzavírací kule 20 při jejím otočení ve směru do uzavírací polohy.

Druhý škrticí prvek 41 na straně výstupu, který je vytvořen v jednom kuse s dalším těsněním 35, je uložen v druhém průchozím otvoru 14' druhé části 12' pláště 11 na straně výstupu bezprostředně na uzavírací kouli 20. Z obvodového prstencového tělesa, jak znázorňuje zejména obr. 7, vyčnívají do druhého průchozího otvoru 14' zuby 45 na výstupní straně, umístěné za vzniku průchozích mezer 43 na výstupní straně rovněž navzájem rovnoběžně, přičemž směřují proti směru otáčení uzavírací koule 20 při její manipulaci do uzavřené polohy. Zuby 45 na výstupní straně končí na druhé kružnici 47, jejíž střed 49 leží na straně oblasti 52 clony na výstupu bez zubů 45 na výstupní straně. Na straně směřující k uzavírací kouli 20 má druhý škrticí prvek 41 obrys přizpůsobený tvaru koule 20.

Obr. 1 až 3 znázorňují regulovatelný kulový kohout 10 s uzavírací koulí 20 ve zcela otevřené poloze, v této pracovní poloze existuje jen nepodstatné ovlivnění volného průřezu pro proudění. Toto znázorňuje zejména obr. 3. Když se uzavírací koule 20 otočí kolem osy 23 otáčení ve směru podle šipky 53 do uzavřené polohy, zmenšuje se s postupujícím uzavíráním oblast mezi zuby 44 na vstupní straně prvního škrticího prvku 40 a těsněním 30 na vstupní straně a rovněž mezi zuby 45 na výstupní straně, vyčnívajícími do druhého průchozího otvoru 14' druhé části 12' pláště 11 na straně výstupu, a ohraničením průchozího vývrtu 21 procházejícího uzavírací koulí 20.

Na obr. 8 znázorněna pracovní poloha uzavírací koule 20, ve které je oblast 51 clony na vstupu bez zubů 44 na vstupní straně prvního škrticího prvku 40 v poloze otočené z prvního průchozího otvoru 14 první části 12 pláště 11 na vstupu a oblast 52 na výstupu bez vyčnívajících zubů 45 na výstupní straně druhého škrticího prvku 41 na výstupní straně je mimo průchozí vývrt 21 uzavírací koule 20.

-4CZ 292608 B6

Obr. 9 znázorňuje pomocí pohledu na přívodní stranu regulovatelného kulového kohoutu 10 mezipolohu uzavírací koule 20, u které střední zuby 44 na vstupní straně prvního škrticího prvku 40 nechávají ještě volnou čočkovitou oblast průchozího průřezu.

Přirozeně při takovéto pracovní poloze uzavírací koule 20 proudí médium za značného škrcení průchozí mezerou 42, 43 vytvořenou mezi vyčnívajícími zuby 44, 45 a nastává přitom podle nastavení uzavírací koule 20 větší nebo menší škrcení aniž vznikne hluk, upoutávající pozornost. Zuby 44 na vstupná straně, vyčnívající do průchozího vývrtu 21 v uzavírací kouli 20, druhého škrticího prvku 41 tvoří děliče proudění pro jeho jen krátké rozdělení do více směrů proudění, které vedou je snížení statického tlaku jen v bezprostřední oblasti škrcení, zpravidla však neovlivňují proudění v kulovém kohoutu 10.

Claims

1. Regulovatelný kulový kohout s pláštěm (11), sestávajícím z alespoň dvou částí (12, 12'). majících průchozí otvor (14, 14'), s uzavírací koulí (20), umístěnou uvnitř pláště (11) mezi prstencovými těsněními (30, 35), ve které je vytvořen průchozí vývrt (21) a která je uložena pohyblivě kolem osy (23) otáčení, umístěné kolmo k tomuto průchozímu vývrtu (21), pro manipulaci z otevřené polohy uvolňující průchozí vývrt (21), ve které lícuje průchozí vývrt (21) uzavírací koule (20) s průchozími otvory (14, 14') částí (12, 12') pláště (11), do uzavřené polohy, ve které jsou průchozí otvory (14, 14') navzájem odděleny, přičemž mezi otevřenou polohou a uzavřenou polohou je uzavírací koule (20) ve škrticí poloze, a s prvním a druhým škrticím prvkem (40, 41) pro snížení tlaku a zmenšení hluku u uzavírací koule (20) nastavené do škrticí polohy, vyznačující se tím, že škrticí prvky (40, 41) jsou vytvořeny jako vsazení ve tvaru clony, přičemž první škrticí prvek (40) je umístěn na vstupní straně uzavírací koule (20) v oblasti ústí průchozího vývrtu (21) a druhý škrticí prvek (41) je umístěn na výstupní straně uzavírací koule (20) v druhém průchozím otvoru (14') druhé části (12') pláště (11), přičemž škrticí prvky (40, 41) mají pro vytvoření průchozích mezer (42, 43) rovnoběžně a ve vzájemném odstupu od sebe ve směru otáčení uzavírací koule (20) přes polovinu průchozího otvoru (14,14') z okraje vsazení vyčnívající zuby (44, 45), přičemž uzavírací koule (20) je pro rozdělení média do více proudů v otevřené poloze mezi svojí uzavřenou polohou a svojí zcela otevřenou polohou, kdy je uzavírací koule (20) ve škrticí poloze otočené vzhledem k její uzavřené poloze kolem osy (23) otáčení o úhel 60°.

2. Regulovatelný kulový kohout podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že první škrticí prvek (40) je umístěn v průchozím vývrtu (21) uzavírací koule (20) na její vstupní straně a druhý škrticí prvek (41) je umístěný v druhém průchozím otvoru (14') druhé části (12') pláště (11) na výstupní straně uzavírací koule (20).

3. Regulovatelný kulový kohout podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zuby (44) na vstupní straně prvního škrticího prvku (40), zasahující do průchozího vývrtu (21) uzavírací koule (20), vyčnívají z jeho okraje ve směru uzavření uzavírací koule (20) a zuby (45) na výstupní straně druhého škrticího prvku (41), zasahující do druhého průchozího otvoru (14') druhé části (12') pláště (11), vyčnívají proti směru uzavření uzavírací koule (20).

4. Regulovatelný kulový kohout podle jednoho z nároků laž3,vyznačující se tím, že do dráhy průtoku média vyčnívající zuby (44, 45) škrticího prvku (40, 41), kterými je škrcené médium rozdělováno do více průtoků, jsou zakončeny na kružnici (46, 47), jejíž střed (48, 49) leží na straně odvrácené od zubů (44, 45).

-5CZ 292608 B6

5. Regulovatelný kulový kohout podle nároku 4, vyznačující se tím, že poloměry kružnic (46, 47), na nichž jsou zakončeny zuby (44, 45) škrticích prvků (40, 41), jsou menší, nebo stejně velké jako průměr příslušné průtočné cesty.

5

6. Regulovatelný kulový kohout podle jednoho z nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že průchozí mezery (42, 43), které jsou tvořeny vyčnívajícími zuby (44, 45) škrticích prvků (40,41) pro rozdělení škrceného média do více průtoků, mají stejnou šířku.

7. Regulovatelný kulový kohout podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, ío že průchozí mezera (42) na vstupní straně mezi vyčnívajícími zuby (44) na vstupní straně prvního škrticího prvku (40) má menší šířku než odpovídající průchozí mezera (43) na výstupní straně druhého škrticího prvku (41).

8. Regulovatelný kulový kohout podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se 15 t i m , že druhý škrticí prvek (41), umístěný v druhém průchozím otvoru (14') druhé části (12') pláště (11) je vytvořen v jednom kuse s těsněním (35), uloženým pohyblivě a přitlačovaným těsnicími plochami (36) pomocí pružiny (37) na uzavírací kouli (20).