CZ305824B6 - Hlídač průtoku - Google Patents

Abstract

Hlídač (2) průtoku, zejména hlídač průtoku plynu, pro automatické uzavírání vedení protékatelného médiem, je proveden s alespoň jedním tělesem (4) obsahujícím dva připojovací otvory (8a, 8b) s alespoň jedním sedlem (20a, 20b) ventilu, přičemž toto těleso (4) má vnější obvodovou plochu (10) a vnitřní obvodovou plochu (14) a definuje průtočný kanál (6) probíhající od prvního připojovacího otvoru (8a) k druhému připojovacímu otvoru (8b), s uzavíracím tělesem (26) pohyblivým uvnitř tohoto tělesa (4) relativně vůči prvnímu sedlu (20a) ventilu tělesa (4) a s napínacím mechanismem, který působí na uspořádání uzavíracího tělesa (26) upravené v odstupu od prvního sedla (20a) ventilu. Uvnitř tělesa (4) je uspořádáno další sedlo (20b) ventilu, které má podél průtočného kanálu (6) odstup od prvního sedla (20a) ventilu. Uvnitř tělesa (4) je uspořádán adaptér (32), který obsahuje toto další sedlo (20b) ventilu. Na vnější obvodové ploše (10) tělesa (4) je v materiálu tělesa (4) v oblasti prvního připojovacího otvoru (8a) vytvořen vnější závit (12). V materiálu tělesa (4) je na vnitřní obvodové ploše (14) v oblasti druhého připojovacího otvoru (8b) vytvořen vnitřní závit (16) komplementární s vnějším závitem (12).

Description

Hlídač průtoku

Oblast techniky

Vynález se týká hlídače průtoku, zejména hlídače průtoku plynu, pro automatické uzavírání vedení protékatelného médiem, s alespoň jedním tělesem obsahujícím dva připojovací otvory s alespoň jedním sedlem ventilu, přičemž toto těleso má vnější obvodovou plochu a vnitřní obvodovou plochu a definuje průtočný kanál probíhající od prvního připojovacího otvoru k druhému připojovacímu otvoru, s uzavíracím tělesem pohyblivým uvnitř tohoto tělesa relativně vůči prvnímu sedlu ventilu tělesa a s napínacím mechanismem, který působí na uspořádání uzavíracího tělesa upravené v odstupu od prvního sedla ventilu, přičemž uvnitř tělesa je uspořádáno další sedlo ventilu, které má podél průtočného kanálu odstup od prvního sedla ventilu, přičemž napínací mechanismus udržuje uspořádání uzavíracího tělesa v odstupu i od tohoto dalšího sedla ventilu, přičemž alespoň částečné dosednutí uzavíracího tělesa najedno ze sedel ventilu odpovídá zavřené poloze, a přičemž uspořádání uzavíracího tělesa upravené v odstupu od obou sedel ventilu odpovídá otevřené poloze.

Dosavadní stav techniky

Pod pojmem vedení je ve smyslu vynálezu míněn jakýkoli element libovolného tvaru a z libovolného materiálu, skrz který může být vedeno nějaké médium, zejména tekutina, například plyn. Takovým elementem může například být trubka, popřípadě potrubí nebo součást nějaké trubky, popřípadě potrubí. Takovým elementem však může být rovněž míněna armatura nebo protékatelný přístroj nebo jejich součást.

Hlídače průtoku v úvodu zmíněného druhu jsou z dosavadního stavu techniky známé. Hlídač průtoku může být jako komponenta instalován v systému vedení, například jako spojovací kus mezi dvěma trubkami vedoucími plyn nebo kapalinu. Hlídač průtoku slouží k tomu, aby přerušil proud tekutiny skrz vedení tehdy, když objemový proud skrz hlídač průtoku překročí určitou mezní hodnotu.

Obvykle se jako napínací mechanismus používá vinutá pružina namáhaná na tlak, která obklopuje kolík, jedním koncem dosedá na dosedací element fungující jako opěra a druhým koncem dosedá na uzavírací těleso neboje s uzavíracím tělesem spojena. V normálním stavu, to znamená tehdy, když objemový proud tekutiny, například plynu, nepřekročí předem stanovenou mezní hodnotu, odtlačuje vinutá pružina uzavírací těleso od sedla ventilu, takže mezi sedlem ventilu, uzavíracím tělesem a popřípadě tělesem zůstává mezera nebo otvor, kterou, popřípadě kterým může proudit tekutina. Je-li však překročena mezní hodnota objemového proudu, je tlak vyvozený tekutinou na uzavírací těleso dostačující ktomu, aby vinutou pružinu stlačil a aby uzavírací těleso alespoň částečně uvedl do dosednutí na sedlo ventilu. Tím se výše zmíněná mezera, popřípadě výše zmíněný otvor uzavře a proud tekutiny se prakticky, popřípadě převážně až úplně, přeruší. Tento stav zůstává v zásadě zachován tak dlouho, dokud je tlak na uzavírací těleso dostačující ktomu, aby stlačoval vinutou pružinu. Klesne-li však tento tlak, může se vinutá pružina odlehčit, uzavírací těleso odtlačit z jeho polohy v sedle ventilu a mezeru, popřípadě otvor opět otevřít. Hlídač průtoku potom může být opět protékán.

Speciálním konstrukčním vytvořením hlídačů průtoku známých z dosavadního stavu techniky, například uspořádáním sedla ventilu, napínacího mechanismu a uzavíracího tělesa, je v zásadě předem stanoven výhodný přednostní směr proudění v hlídačích průtoku. Přednostní směr proudění znamená, že hlídač průtoku může být protékán pouze v jednom určitém směru od prvního připojovacího otvoru k druhému připojovacímu otvoru, aby byl funkční, to znamená, aby bránil průtoku tekutiny při překročení určité mezní hodnoty objemového proudu. Takové hlídače průtoku však nejsou vhodné pro systémy vedení, které v zásadě nejsou dimenzovány najeden určitý

- 1 CZ 305824 B6 směr proudění, respektive, jejichž směr proudění se, popřípadě při běžném provozu, mění, například se má obracet. Je-li přesto v systému potrubí s měnícím se směrem proudění použit hlídač průtoku s přednostním směrem proudění, je zapotřebí přídavných montážních prací na hlídači průtoku, například výměny hlídače průtoku, pokaždé když se směr proudění změní.

Dále musí montér, který zamýšlí provést montáž hlídače průtoku s přednostním směrem proudění, zohlednit to, aby měl na skladě větší počet hlídačů průtoku s různými připojovacími kusy, popřípadě připojovacími protikusy, například závity pro šroubové spojení s libovolnými armaturami jako trubkami, aby mohl zvolit hlídač průtoku s připojovacím protikusem přizpůsobeným připojovacímu kusu armatury. Volba přizpůsobeného připojovacího protikusu se přídavně ztíží přednostním směrem proudění hlídače průtoku, protože přizpůsobený připojovací protikus musí být uspořádán na správné straně hlídače průtoku, tedy na správném připojovacím otvoru. Tím však vzniknou vyšší logistické náklady, protože je zapotřebí skladování různých hlídačů průtoku.

Podstata vynálezu

Technickým úkolem vynálezu tedy je vytvořit hlídač průtoku, zejména hlídač průtoku plynu, který nebude omezen na přednostní směr proudění, a tudíž poskytne flexibilní možnosti připojení.

Tento technický úkol je vyřešen hlídačem průtoku, zejména hlídačem průtoku plynu, pro automatické uzavírání vedení protékatelného médiem, s alespoň jedním tělesem obsahujícím dva připojovací otvory s alespoň jedním sedlem ventilu, přičemž toto těleso má vnější obvodovou plochu a vnitřní obvodovou plochu a definuje průtočný kanál probíhající od prvního připojovacího otvoru k druhému připojovacímu otvoru, s uzavíracím tělesem pohyblivým uvnitř tohoto tělesa relativně vůči prvnímu sedlu ventilu tělesa a s napínacím mechanismem, který působí na uspořádání uzavíracího tělesa upravené v odstupu od prvního sedla ventilu, přičemž uvnitř tělesa je uspořádáno další sedlo ventilu, které má podél průtočného kanálu odstup od prvního sedla ventilu, přičemž napínací mechanismus udržuje uspořádání uzavíracího tělesa v odstupu i od tohoto dalšího sedla ventilu, přičemž alespoň částečné dosednutí uzavíracího tělesa na jedno ze sedel ventilu odpovídá zavřené poloze, a přičemž uspořádání uzavíracího tělesa upravené v odstupu od obou sedel ventilu odpovídá otevřené poloze, podle vynálezu jehož podstatou je, že uvnitř tělesa je uspořádán adaptér, který obsahuje toto další sedlo ventilu, na vnější obvodové ploše tělesa je v materiálu tělesa v oblasti prvního připojovacího otvoru vytvořen vnější závit a v materiálu tělesa je na vnitřní obvodové ploše v oblasti druhého připojovacího otvoru vytvořen vnitřní závit komplementární s vnějším závitem.

Podle vynálezu bylo zjištěno, že hlídač průtoku s přednostním směrem proudění může být dále upravením alespoň jednoho dalšího sedla ventilu uvnitř tělesa jednoduše dále vylepšen na hlídač průtoku bez přednostního směru proudění. Uzavírací těleso tedy může alespoň Částečně dosednout na první sedlo ventilu, avšak i na druhé sedlo ventilu, a tím přerušit proud tekutiny hlídačem proudění při překročení předem stanovené mezní hodnoty objemového proudu. Napínací mechanismus je vytvořen tak, že v obou směrech podél průtočného kanálu může reagovat na překročení mezní hodnoty objemového proudu, avšak může zaručit i otevřenou polohu hlídače průtoku, tedy uspořádání uzavíracího tělesa upravené v odstupu jak od prvního sedla ventilu, tak i od druhého sedla ventilu, když objemový proud nepřekračuje mezní hodnotu.

Na rozdíl od hlídačů průtoku s přednostním směrem proudění má hlídač průtoku podle vynálezu dvě uzavírací polohy. První uzavírací poloha spočívá v alespoň částečném dosednutí uzavíracího tělesa na první sedlo ventilu a může být v zásadě zaujmuta pouze tehdy, když tekutina protéká hlídač průtoku v jednom určitém směru podél průtočného kanálu. Druhá uzavírací poloha spočívá v alespoň částečném dosednutí uzavíracího tělesa na druhé sedlo ventilu a může být v zásadě zaujmuta pouze tehdy, když tekutina protéká hlídač průtoku ve směru podél průtočného kanálu opačném k výše zmíněnému směru proudění. Otevřená poloha hlídače průtoku je v důsledku toho

-2 CZ 305824 B6 vždy dána tehdy, když se uzavírací těleso, popřípadě působením napínacího mechanismu, nachází v poloze vzdálené jak od prvního sedla ventilu, tak i od druhého sedla ventilu.

Uspořádání vnějšího závitu a na vnitřní obvodové ploše tělesa v oblasti druhého připojovacího otvoru uspořádání vnitřního závitu komplementárního s tím vnějším závitem na vnější obvodové ploše tělesa v oblasti prvního připojovacího otvoru může alespoň nepřímé. Nepřímo uspořádán znamená, že závit nemusí být vytvořen přímo v materiálu tělesa, nýbrž že závit může být vytvořen v materiálu mezikusu, například adaptéru vložitelného do tělesa. Tímto způsobem může být zjednodušena kompatibilita hlídače průtoku s armaturami obsahujícími závit jako připojovací kus, neboť zda armatura nese vnější závit nebo vnitřní závit již v zásadě nemá význam. Montér spíše namontuje hlídač průtoku na armatuře s přizpůsobeným komplementárním závitem. Tím je možno snížit počet hlídačů průtoku s rozdílnými závity, které musí být skladovány, zejména na polovinu.

Prostřednictvím hlídače průtoku podle vynálezu je možnost snížit logistické náklady, které musí montér vynakládat, neboť u hlídače průtoku bez přednostního směru proudění je orientace hlídače průtoku při montáži, například v systémech vedení, v zásadě nepodstatná. Proto postačí, když je připojovací protikus na jedné straně hlídače průtoku přizpůsoben připojovacímu kusu armatury systému vedení, který je upraven pro napojení. S výhodou mají hlídače průtoku podle vynálezu na svých připojovacích otvorech připojovací kusy, které se od sebe odlišují. Tímto způsobem může montér snížit počet hlídačů průtoku s odlišnými konstrukčními provedeními, které musí mít na skladě, neboť s jedním určitým připojovacím kusem jedné armatury může konfrontovat hlídač průtoku, popřípadě jednoduše ho otočit a na armaturu namontovat, když alespoň jedna strana hlídače průtoku má přizpůsobený připojovací protikus pro montáž na armatuře.

U jednoho výhodného provedení hlídače průtoku je uvnitř tělesa uspořádán kolík, který pomocí alespoň jednoho uložení dosedá na těleso alespoň nepřímo, přičemž na tomto kolíkuje uspořádán alespoň jeden dosedací element, přičemž napínací mechanismus je uložen na tomto kolíku a na tomto dosedacím elementu, a přičemž uzavírací těleso je uloženo na tomto kolíku pohyblivě podél průtočného kanálu. Kolík může být uspořádán například centrálně, popřípadě dokonce koaxiálně uvnitř tělesa. V zásadě je však myslitelné uspořádání kolíku uvnitř tělesa probíhající sice paralelně s osou tělesa, popřípadě s osou průtočného kanálu, avšak nikoli centrálně. Dále je možné uspořádání kolíku paralelní s osou tělesa odchýlit a kolík místo toho orientovat vůči ose tělesa se sklonem. Dosedací element může opět fungovat zejména jako opěra pro napínací mechanismus.

Dále může být na kolíku upraven alespoň jeden další dosedací element, který má od prvního dosedacího elementu podél průtočného kanálu odstup, přičemž napínací mechanismus je uložen v oblasti mezi oběma dosedacími elementy, a přičemž uzavírací těleso je uspořádáno pohyblivě mezi těmito dosedacími elementy.

U jednoho dalšího provedení hlídače průtoku může být na tělese v oblasti prvního připojovacího otvoru alespoň nepřímo uspořádán vnější závit nebo vnitřní závit a/nebo na tělese v oblasti druhého připojovacího otvoru vnitřní závit nebo vnější závit. Nepřímo uspořádán znamená, že těleso jako takové může být spojeno ještě s adaptérem, který je vložen, například s třecím stykem, do jednoho z připojovacích otvorů neboje zvenčí s třecím stykem nasazen na těleso v oblasti připojovacích otvorů, a v němž je vytvořen závit. Je však rovněž možné nepoužít žádný adaptér a závit vytvořit přímo v materiálu tělesa. Adaptér může poskytnout výhodu vyměnitelnosti, to znamená, že popřípadě se adaptér opatřený určitým závitem odstraní a nahradí jiným adaptérem, který má závit s vlastnostmi odlišnými od předtím odstraněného závitu, například odlišné stoupání závitu. Tímto způsobem mohou být připojovací kusy vytvořeny flexibilně a měnitelně. Šroubový závit zejména dále poskytuje na základě svého normování dobrou kompatibilitu s velkým počtem různých armatur.

-3 CZ 305824 B6

Dále může mít průtočný kanál v oblasti mezi oběma sedly ventilu s výhodou zvětšený průřez. Tento průřez může být zvětšen například prostřednictvím vybrání v odpovídající části tělesa. Tímto způsobem je možno podpořit proudění tekutiny v otevřené poloze hlídače průtoku, neboť pro tekutinu je k dispozici více prostoru pro obtékání uzavíracího tělesa uspořádaného mezi sedly ventilu. Účinky dynamických rozdílů tlaku při obtékání uzavíracího tělesa v otevřené poloze tím mohou být alespoň částečně, s výhodou převážně, kompenzovány.

U jednoho dalšího výhodného provedení hlídače průtoku se adaptér přímo opírá uložení kolíku. Prostřednictvím adaptéru může být například hlídač průtoku s přednostním směrem proudění, známý z dosavadního stavu techniky, dodatečně vybavit na hlídač průtoku bez přednostního směru proudění. Adaptér však umožňuje i flexibilní pře vy bavení již hotových hlídačů průtoku tím, že vložitelný a opět vyjmutelný adaptér se vyjme ze své polohy uvnitř tělesa a nahradí jiným adaptérem s odlišnými konstrukčními vlastnostmi. Je možno zvolit adaptér s podstatně zmenšeným průtočným průřezem, když hlídač průtoku musí mít jako celek menší průtočný průřez. Tato příkladná varianta má objasňovat různé možnosti použití adaptéru.

Dále může obsahovat alespoň jedno sedlo ventilu drážku nebo vybrání pro uložení těsnicího elementu, zejména O-kroužku. Tímto způsobem je možno zvýšit účinek utěsnění uzavíracího tělesa alespoň částečně dosedajícího najedno ze sedel ventilu, takže objemový proud tekutiny hlídačem průtoku může být v uzavřené poloze téměř úplně přerušen. S výhodou jsou tvar a uspořádání drážek, popřípadě vybrání sedel ventilu a tvar, uspořádání a uložení uzavíracího tělesa navzájem přizpůsobeny tak, že v uzavřené poloze se dosáhne nejlepšího možného utěsnění.

Kolík může být alespoň nepřímo podepřen alespoň dvěma uloženími na tělese, uspořádanými s odstupem od sebe podél průtočného kanálu. Nepřímo podepřen znamená, že tato uložení nemusí být v přímém kontaktu s tělesem, nýbrž se spíše mohou opírat o mezikus, například adaptér vložitelný do tělesa. Přímé podepření na tělese je však rovněž možné. Tímto způsobem se stabilizuje uložení kolíku uvnitř tělesa. Oproti použití pouze jednoho uložení pro kolík, které však může být podle okolností dostačující, se prostřednictvím druhého uložení kolíku, upraveného s odstupem od prvního uložení, sníží moment síly způsobující turbulentně proudící tekutinu, který může vést k výchylkám nebo kmitání kolíku, na část kolíku, přímo nepodepřenou jednotlivým uložením.

U jednoho dalšího výhodného provedení hlídače průtoku je uložení vytvořeno jako žebrovaný kotouč, který svou vnější obvodovou plochou dosedá na těleso a/nebo adaptér a svou vnitřní obvodovou plochou dosedá na kolík a/nebo najeden z dosedacích elementů.

U žebrovaného kotouče se s výhodou jedná o kotouč, jehož tvar je přizpůsoben vnitřnímu obrysu tělesa, popřípadě adaptéru uspořádaného v tělese. Žebrovaným kotoučem může například být kruhový kotouč. Tento modifikovaný kruhový kotouč může mít centrální kruhový otvor, jehož průměr je přizpůsoben vnějšímu průměru alespoň jedné části kolíku, popřípadě jedné části dosedacího elementu, takže tato odpovídající část kolíku, popřípadě dosedacího elementu, může procházet otvorem za účelem podepření. Celkový průměr žebrovaného kotouče je naproti tomu v odpovídajících částech s výhodou přizpůsoben vnitřnímu průměru tělesa, popřípadě adaptéru uspořádaného uvnitř tělesa. Může být provedeno takové opatření, že vnější obvod žebrovaného kotouče může zasahovat do drážek a/nebo vybrání upravených na tělese nebo adaptéru, aby se podpořila stabilita podepření. Mezi vnějším obvodem žebrovaného kotouče a obvodem centrálního otvoru se v příkladně zmíněném modifikovaném kruhovém kotouči nachází alespoň jeden, popřípadě i více průtočných otvorů, které mohou mít v zásadě libovolný tvar. Tyto průtočné otvory umožňují tekutině procházet uloženími kolíku, v tomto případě modifikovaným kruhovým kotoučem, a hlídač průtoku tím udržovat protékatelný, i když uložení kolíkuje ujednoho speciálního příkladu podepřeno podél celé vnitřní obvodové plochy tělesa nebo adaptéru. Žebra probíhají mezi těmito průtočnými otvory v podstatě v radiálním směru.

-4CZ 305824 B6

Dále mohou uložení alespoň nepřímo podpírat kolík na straně oblasti ohraničené dosedacími elementy. Tímto způsobem se dosáhne zvlášť stabilního uspořádání kolíku uvnitř tělesa, neboť ramena páky částí kolíku přímo nepodepřených upravenými uloženími se tím dále zmenší.

Napínací mechanismus může obsahovat první pružný element, uspořádaný mezi prvním dosedacím elementem a uzavíracím tělesem, zejména vinutou pružinu, a druhý pružný element, uspořádaný mezi druhým dosedacím elementem a uzavíracím tělesem, zejména vinutou pružinu. Tyto pružné elementy mohou využít dosedací elementy jako dosedací body, a tudíž jako opěry, a dosedají na uzavírací těleso vždy z různých stran, popřípadě jsou s dosedacím tělesem spojeny, takže pohyb uzavíracího tělesa podél průtočného kanálu má přímý vliv na stupeň stlačení, popřípadě stupeň prodloužení těchto pružných elementů. V zásadě je však nepodstatné, zda se u pružných elementů jedná o pružné elementy namáhané na tlak nebo na tah. U pružných elementů namáhaných na tah však musí být tyto pružné elementy s uzavíracím tělesem i s dosedacími elementy spojeny, což u pružných elementů namáhaných na tlak není nutné.

Zvlášť výhodné je, když je napínací mechanismus hlídače průtoku vytvořen symetricky. Vytvořen symetricky znamená, že mezní hodnoty objemového proudu, které vedou k uzavření hlídače průtoku, jsou v obou možných směrech proudění v podstatě, popřípadě dokonce přesně stejné. Za tím účelem mohou být například použity dva konstrukčně stejné pružné elementy s identickými pružnými vlastnostmi. Je však myslitelné i použití konstrukčně odlišných pružných elementů.

V tomto případě může být uzavírání hlídače průtoku vytvořeno asymetricky, to znamená, že mezní hodnota objemového proudu tekutiny, od níž hlídač průtoku přeruší proud tekutiny, zaujímá pro oba možné rozdílné směry proudění různou hodnotu od prvního připojovacího otvoru k druhému připojovacímu otvoru a obráceně.

Napínací mechanismus však není omezen na výše popsané provedení. Napínací mechanismus může spíše obsahovat jediný pružný element, zejména vinutou pružinu, uspořádaný mezi prvním dosedacím elementem a druhým dosedacím elementem, který prochází, například jedním ze svých závitů, otvorem v uzavíracím tělese. Tímto způsobem je možno velmi jednoduše zaručit symetrické uzavírání hlídače průtoku, protože použitím jediného pružného elementu jsou vlastnosti tohoto pružného elementu, například konstanta pružiny vinuté pružiny, pro oba možné směry proudění v zásadě stejné.

Je však rovněž možné, že napínací mechanismus obsahuje jedinou pružinu namáhanou na tah a tlak, uspořádanou mezi jedním dosedacím elementem a uzavíracím tělesem. I tímto způsobem je možno velmi jednoduše zaručit symetrické uzavírání hlídače průtoku, neboť pohyb uzavíracího tělesa do uzavírací polohy je v obou možných směrech proudění zadržován stejnou jedinou pružinou.

U dalšího výhodného provedení hlídače průtoku může kolík obsahovat na jednom konci část opatřenou vnějším závitem, zejména nástavec, přičemž vnější závit může prostřednictvím šroubovitého pohybu spolupracovat s jedním z uložení, zejména s jedním žebrovaným kotoučem. Tímto způsobem je možno měnit polohu kolíku podél průtočného kanálu. Tím je možno rovněž měnit polohu dosedacích elementů uspořádaných na kolíku napínacího mechanismus uspořádaného na kolíku a uzavíracího tělesa pohyblivě uloženého na kolíku, zejména v jeho klidové poloze, to znamená tehdy, když objemový proud tekutiny není dostatečný, aby způsobil změnu vychýlení napínacího mechanismu. Uzavírání hlídače průtoku se může měnit i takovým přestavováním kolíku, zejména s cílem asymetrického postupu uzavírání.

Přídavně nebo alternativně k nástavci na kolíku může jeden z dosedacích elementů obsahovat část opatřenou vnějším závitem, zejména nástavec, v níž je kolík uložen, a přičemž vnější závit může prostřednictvím šroubovitého pohybu spolupracovat s jedním z uložení, zejména s žebrovaným kotoučem. Pomocí tohoto uspořádání je možno měnit polohu příslušného dosedacího ele

-5CZ 305824 B6 mentu podél průtočného kanálu, což, jak již bylo výše uvedeno, může mít za následek změněné, popřípadě asymetrické uzavírání hlídače průtoku.

U jednoho dalšího výhodného provedení hlídače průtoku je jeden zdosedacích elementů spojen s kolíkem, zatímco druhý dosedací element obsahuje otvor, v němž je kolík pohyblivě uložen. Tímto způsobem je možno měnit uspořádání kolíku podél průtočného kanálu, aniž by bylo nutno upustit od výhodného podepření kolíku prostřednictvím dvou uložení.

Existuje velký počet možností vytvoření a dalšího zlepšení hlídače průtoku podle vynálezu. Za tím účelem se jednak poukazuje na patentový nárok 1 dále uvedených patentových nároků a jednak na popis příkladných provedení.

Objasnění výkresů

Vynález je v dalším blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 řez jedním příkladem provedení hlídače průtoku podle vynálezu v otevřené poloze, obr. 2 řez jedním příkladem provedení hlídače průtoku podle vynálezu v první uzavřené poloze a obr. 3 řez jedním příkladem provedení hlídače průtoku podle vynálezu v druhé uzavřené poloze.

Příklady uskutečnění vynálezu

Obr. 1 znázorňuje řez příkladným hlídačem 2 průtoku podle vynálezu. Těleso 4 hlídače 2 průtoku definuje průtočný kanál 6 a obsahuje dva připojovací otvory 8a, 8b, mezi nimiž probíhá průtočný kanál 6. Na vnější obvodové ploše 10 tělesa 4 je v oblasti prvního připojovacího otvoru 8a vytvořen v tělese 4 vnější závit J2. Na vnitřní obvodové ploše 14 tělesa 4 je v oblasti druhého připojovacího otvoru 8b vytvořen v tělese 4 vnitřní závit 16 komplementární s vnějším závitem 12. Toto provedení hlídače 2 průtoku se dvěma navzájem komplementárními závity 12, 16 v připojovacích otvorech 8a, 8b usnadňuje montérovi nalézt odpovídající připojovací závit pro přípojku vedení (neznázoměnou), například pro trubku opatřenou závitem. Protože orientace vestavění hlídače 2 průtoku podle vynálezu, jak bude v dalším ještě blíže objasněno, je v zásadě nepodstatná, může se montér spolehnout na to, že i s pouze jedním hlídačem 2 průtoku má k dispozici dva různé připojovací kusy. Počet hlídačů 2 průtoku s dvěma rozdílnými připojovacími kusy, udržovaných na skladě, se proto může snížit, zejména na polovinu. Těleso 4 dále obsahuje v oblasti druhého připojovacího otvoru 8b přírubový výstupek j_8, který při instalování hlídače 2 průtoku, například při našroubování na armaturu (neznázoměno), poskytuje dobrou opěru.

Je však rovněž možné hlídač 2 průtoku v oblasti připojovacích otvorů 8a, 8b vybavit stejnými připojovacími kusy, například konstrukčně stejnými závity. Výhodná vlastnost chybějícího přednostního směru proudění není tímto provedením připojovacích kusů, popřípadě kombinací různých připojovacích kusů, nijak ovlivněna.

Uvnitř tělesa 4 je u tohoto speciálního příkladu dále uspořádáno první sedlo 20a ventilu, které obsahuje vybrání 22 v průřezu ve tvaru kruhového segmentu, v němž je stabilně uložen první těsnicí element 24a, zde O-kroužek. Tento těsnicí element 24a definuje těsnicí rovinu, tedy rovinu, v níž se přeruší proud tekutiny, když uzavírací těleso 26 v první uzavírací poloze alespoň částečně dosedne na první těsnicí element 24a prvního sedla 20a ventilu. Použití těsnicího elementu 24a, 24b však není nutné. Stejně tak může postačit vytvořit sedlo 20a, 20b ventilu pouze s dosedací plochou pro uzavírací těleso 26, když jsou požadavky na těsnost hlídače 2 průtoku v uzavírací poloze malé. Mezi vnitřním závitem 16 uspořádaným na tělese 4 a prvním sedlem 20a ventilu

-6CZ 305824 B6 obsahuje těleso 4 ještě drážku 28, v níž je svým vnějším obvodem uspořádán první žebrovaný kotouč 30a jako uložení.

V oblasti prvního připojovacího otvoru 8a je uvnitř tělesa 4 uložen, například prostřednictvím 5 třecího styku, adaptér 32. Adaptér 32 obsahuje vybrání 34 ve tvaru kruhového segmentu pro uložení dalšího těsnicího elementu 24b, jakož i další drážku 36 pro uložení vnějšího obvodu dalšího žebrovaného kotouče 30b fungujícího jako uložení. Druhé sedlo 20b ventilu obsahující tento druhý těsnicí element 24b je tudíž u tohoto speciálního příkladu uspořádáno na adaptéru 32. Adaptér 32 poskytuje výhodu vyměnitelnosti komponent, které jsou s ním ve spojení. Potřeba takové 10 výměny může vzniknout například tehdy, když komponenty v průběhu provozu hlídače 2 průtoku podléhají opotřebení vyššímu oproti tělesu 4. Dále mohou být adaptérem 32 dovybaveny i hlídače průtoku s jedním přednostním směrem průtoku na hlídače 2 průtoku bez přednostního směru průtoku, jaké jsou v rámci vynálezu objasněny. Mezi prvním sedlem 20a ventilu a sedlem 20b ventilu, tedy v oblasti, v níž se uzavírací těleso 26 může pohybovat podél průtočného kanálu 6, 15 obsahuje těleso 4 radiálně směrem ven orientované vybrání 38. Toto vybrání 38 proto poskytuje tekutině více místa pro obtékání uzavíracího tělesa 26 v otevřené poloze, což napomáhá kompenzování nežádoucích dynamických rozdílů tlaku.

Žebrované kotouče 30a, 30b uspořádané v tělese 4, popřípadě v adaptéru 32 jsou svým vnitřním 20 obvodem uloženy vždy na jednom dosedacím elementu 40a, 40b, a sice na druhé straně oblasti ohraničené dosedacími elementy 40a, 40b, a tudíž podpírají komponenty hlídače 2 průtoku, které se nacházejí přibližně centrálně na ose 42 tělesa 4, popřípadě na ose průtočného kanálu 6. Oba dosedací elementy 40a, 40b mají na své vnější obvodové ploše prstencové zesílení 44, které může sloužit jako opora pro napínací mechanismus uložený mezi dosedacími elementy 40a, 40b. První 25 dosedací element 40a obsahuje u tohoto speciálního příkladu nástavec 48 opatřený vnějším závitem 46. První dosedací element 40a dále obsahuje centrální otvor probíhající podél průtočného kanálu 6, v němž je uložen kolík 50. Je rovněž možné použít první dosedací element 40a bez nástavce 48 a místo toho konec kolíku 50 uložený v prvním dosedacím elementu 40a vnějším opatřit závitem.

První dosedací element 40a a kolík 50 jsou u tohoto příkladu provedení navzájem spolu spojeny. Vnější závit 46 nástavce 48 prvního dosedacího elementu 40a a vnitřní obvod druhého žebrovaného kotouče 30b jsou navzájem přizpůsobeny tak, že mohou do sebe navzájem zabírat. Je tedy možné první dosedací element 40a a s ním spojený kolík 50 prostřednictvím šroubovitého pohy35 bu posunovat, popřípadě přestavovat, vůči druhému žebrovanému kotouči 30b podél průtočného kanálu 6. U příkladu provedení hlídače 2 průtoku podle vynálezu, znázorněného na obr. 1, zasahuje vnitřní obvod druhého žebrovaného kotouče 30b do jednoho závitu vnějšího závitu 46 sousedícího se zesílením 44 prvního dosedacího elementu 40a. Tím může být poloha prvního dosedacího elementu 4a, a tudíž i kolíku 50, posunuta, jak je vidět na obr. 1, až o pět jednotlivých 40 závitů vnějšího závitu 46 ve směru k druhému dosedacímu elementu 40b. Druhý dosedací element 40b je rovněž přidržován prvním žebrovaným kotoučem 30a a obsahuje centrální otvor, probíhající podél průtočného kanálu 6, který je prostoupen druhým koncem kolíku 50. Kolík 50 není u tohoto speciálního příkladu spojen s druhým dosedacím elementem 40b, nýbrž je vněm pohyblivě uložen. Tímto způsobem je umožněna přestavitelnost kolíku 50 podél průtočného ka45 nálu 6.

Mezi oběma dosedacími elementy 40a, 40b, a zejména mezi oběma těsnicími elementy 24a, 24b sedel 20a, 20b ventilu, je uzavírací těleso 26 uloženo na kolíku 50 pohyblivě podél průtočného kanálu 6. U příkladu znázorněného na obr. 1 zaujímá uzavírací těleso 26 centrální polohu. Tvar 50 uzavíracího tělesa 26 je v tomto případě jak podél průtočného kanálu 6, tak i kolmo k němu symetrický. Tímto způsobem je možno zaručit homogenní uzavírání bez ohledu na skutečný směr proudění tekutiny. V průřezu je uzavírací těleso 26 vytvořeno jako kombinace ze dvou komponent ve tvaru písmene T, přičemž horní části písmene T jsou uspořádány přímo na kolíku 50.

-7 CZ 305824 B6

Mezi dosedacími elementy 40a, 40b a uzavíracím tělesem 26 je na obou stranách uspořádána vždy jedna vinutá pružina 52a, 52b namáhaná na tlak. Vinuté pružiny 52a, 52b obklopují kolík 50 a částečně i dosedací elementy 40a, 40b. U tohoto případu jsou vinuté pružiny 52a, 52b konstrukčně stejné a mají v podstatě identické vlastnosti. To, společně s uspořádáním dosedacích elementů 40a, 40b, které mají vždy stejný odstup podél průtočného kanálu 6 od sedla 20a, 20b ventilu ležícího k nim nejblíže, zaručuje symetrické chování při uzavírání hlídače 2 průtoku. Sedla 20a, 20b ventilu v konečném důsledku určují maximální přestavení uzavíracího tělesa 26, a tudíž i maximální vychýlení vinutých pružin 52a, 52b.

Místo vinutých pružin 52a, 52b namáhaných na tlak mohou být použity i dvě vinuté pružiny namáhané na tah. V tomto případě by musely být i vinuté pružiny s dosedacími elementy 40a, 40b a uzavíracím tělesem 26 spojeny. Alternativně by bylo možné místo dvou pružin použít jednu pružinu, která je uložena mezi oběma dosedacími elementy 40a, 40b a jedním ze svých závitů prochází otvorem (neznázoměným) v uzavíracím tělese 26. U další alternativy může být použita rovněž jediná vinutá pružina namáhaná na tah a tlak, která je spojena s jedním z dosedacích elementů 40a, 40b a na jedné straně s uzavíracím tělesem 26, přičemž uspořádání uzavíracího tělesa 26 v odlehčeném stavu vinuté pružiny je podél průtočného kanálu 6 s výhodou centrální mezi oběma sedly 20a, 20b ventilu. Takové uspořádání by mělo za následek v podstatě symetrické chování při uzavírání hlídače 2 průtoku.

Obr. 2 znázorňuje příklad provedení známý z obr. 1, když je hlídač 2 průtoku protékán tekutinou v jednom určitém směru, viz šipka s objemovým proudem, který je větší než předem určená mezní hodnota. Tlak působící tekutinou na uzavírací těleso 26 je dostačující ktomu, aby stlačil druhou vinutou pružinu 52b, takže uzavírací těleso 26 částí 56 své obvodové plochy dosedne na první těsnicí element 24a. Tím je zaujmuta první uzavírací poloha. Tím se proud tekutiny prakticky, s výhodou úplně přeruší. Je však přirozeně možné vytvořit sedla 20a, 20b ventilu bez vybrání 22, 34 a bez těsnicího elementu 24a, 24b pouze s dosedací plochou a místo toho opatřit uzavírací těleso 26 na vnějším obvodu alespoň jedním těsnicím elementem.

U příkladu provedení znázorněného na obr. 2 nejsou vinuté pružiny 52a, 52b spojeny s uzavíracím tělesem 26. Dosednutím uzavíracího tělesa 26 na první sedlo 20a ventiluje první vinutá pružina 52a upravena s odstupem od uzavíracího tělesa 26 a je v prakticky odlehčeném stavu. Je však rovněž myslitelné spojit vinuté pružiny 52a, 52b s uzavíracím tělesem 26. V tomto případě by první vinutá pružina 52a ve stavu hlídače 2 průtoku znázorněném na obr. 2 byla namáhána na tah a mohla by tudíž rovněž mít vliv na chování hlídače 2 průtoku při uzavírání, neboť kromě práce vynaložené pro stlačení druhé vinuté pružiny 52b by tekutina protékající hlídačem 2 průtoku musela ještě vykonat práci potřebnou k prodloužení první vinuté pružiny 52a. Mezní hodnota objemového proudu se tudíž může zvýšit oproti uspořádání vinutých pružin 52a, 52b namáhaných na tlak nespojenému s uzavíracím tělesem 26.

Obr. 3 znázorňuje příklad provedení známý z obr. 1 a 2, když je hlídač 2 průtoku protékán tekutinou v druhém směru, viz šipka 54, jejíž objemový průtok postačuje k tomu, aby způsobil uzavřenou polohu uzavíracího tělesa 26 na druhém sedle 20b ventilu obsahujícím těsnicí element 24b. Ve stavu znázorněném na obr. 3 tedy uzavírací těleso 26 zaujímá druhou možnou uzavírací polohu. Pomocí tohoto příkladu je objasněno, jak může být vytvořen hlídač 2 průtoku bez přednostního směru proudění. Hlídač 2 průtoku je tudíž použitelný velmi flexibilně v různých podmínkách montáže a za různých podmínek proudění.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Hlídač (2) průtoku, zejména hlídač průtoku plynu, pro automatické uzavírání vedení protékatelného médiem,

   - s alespoň jedním tělesem (4) obsahujícím dva připojovací otvory (8a, 8b) s alespoň jedním sedlem (20a, 20b) ventilu, přičemž toto těleso (4) má vnější obvodovou plochu (10) a vnitřní obvodovou plochu (14) a definuje průtočný kanál (6) probíhající od prvního připojovacího otvoru (8a) k druhému připojovacímu otvoru (8b),

   - s uzavíracím tělesem (26) pohyblivým uvnitř tohoto tělesa (4) relativně vůči prvnímu sedlu (20a) ventilu tělesa (4) a

   - s napínacím mechanismem, který působí na uspořádání uzavíracího tělesa (26) upravené v odstupu od prvního sedla (20a) ventilu,

   - přičemž uvnitř tělesa (4) je uspořádáno další sedlo (20b) ventilu, které má podél průtočného kanálu (6) odstup od prvního sedla (20a) ventilu,

   - přičemž napínací mechanismus udržuje uspořádání uzavíracího tělesa (26) v odstupu i od tohoto dalšího sedla (20b) ventilu,

   - přičemž alespoň částečné dosednutí uzavíracího tělesa (26) najedno ze sedel (20a, 20b) ventilu odpovídá zavřené poloze, a

   - přičemž uspořádání uzavíracího tělesa (26) upravené v odstupu od obou sedel (20a, 20b) ventilu odpovídá otevřené poloze, vyznačující se tím, že

   - uvnitř tělesa (4) je uspořádán adaptér (32), který obsahuje toto další sedlo (20b) ventilu,

   - na vnější obvodové ploše (10) tělesa (4) je v materiálu tělesa (4) v oblasti prvního připojovacího otvoru (8a) vytvořen vnější závit (12) a

   - v materiálu tělesa (4) je na vnitřní obvodové ploše (14) v oblasti druhého připojovacího otvoru (8b) vytvořen vnitřní závit (16) komplementární s vnějším závitem (12).
2. 2. Hlídač (2) průtoku podle nároku 1, vyznačující se tím, že

   - uvnitř tělesa (4) je uspořádán kolík (50), který je na tělese (4) alespoň nepřímo podepřen alespoň jedním uložením (30a, 30b),

   - je upraven alespoň jeden dosedací element (40a, 40b) uspořádaný na kolíku (50),

   - napínací mechanismus je uložen na kolíku (50), a na dosedacím elementu (40a, 40b), a že

   - uzavírací těleso (26) je uloženo na kolíku (50) pohyblivě podél průtočného kanálu (6).
3. 3. Hlídač (2) průtoku podle nároku 2, vyznačující se tím, že

   -je upraven alespoň jeden další dosedací element (40a, 40b), který je uspořádán na kolíku (50) podél průtočného kanálu (6) s odstupem od prvního dosedacího elementu (40a, 40b),

   -9CZ 305824 B6

   - napínací mechanismus je uložen v oblasti mezi oběma dosedacími elementy (40a, 40b), a že

   - uzavírací těleso (26) je pohyblivě uloženo mezi dosedacími elementy (40a, 40b).
4. 4. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 2 nebo 3, vyznačující se tím, že adaptér (32) přímo podpírá uložení kolíku (50).
5. 5. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že kolík (50) je na tělese (4) alespoň nepřímo podepřen alespoň dvěma uloženími upravenými s odstupem od sebe podél průtočného kanálu (6).
6. 6. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že uložení je vytvořeno jako žebrovaný kotouč (30a, 30b), který svou vnější obvodovou plochou dosedá na těleso (4) a/nebo na adaptér (32) a svou vnitřní obvodovou plochou dosedá na kolík (50) a/nebo najeden z dosedacích elementů (40a, 40b). ·
7. 7. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že uložení podpírají alespoň nepřímo kolík (50) na druhé straně oblasti ohraničené dosedacími elementy (40a, 40b).
8. 8. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 3 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že napínací mechanismus obsahuje první pružný element, zejména vinutou pružinu (52a), uspořádaný mezi prvním dosedacím elementem (40a) a uzavíracím tělesem (26), a druhý pružný element (40b), zejména vinutou pružinu (52b), uspořádaný mezi druhým dosedacím elementem (40b) a uzavíracím tělesem (26).
9. 9. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že napínací mechanismus obsahuje jediný pružný element, zejména vinutou pružinu, uspořádaný mezi prvním dosedacím elementem (40a) a druhým dosedacím elementem (40b), který prochází otvorem v uzavíracím tělese (26), například jedním ze svých závitů.
10. 10. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že napínací mechanismus obsahuje jedinou pružinu namáhanou na tah a tlak, uspořádanou mezi prvním dosedacím elementem (40a) a druhým dosedacím elementem (40b).
11. 11. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 2 až 10, vyznačující se tím, že kolík (50) obsahuje na jednom konci část opatřenou vnějším závitem, zejména nástavec, přičemž vnější závit může prostřednictvím šroubovitého pohybu spolupracovat s jedním z uložení, zejména s žebrovaným kotoučem (30a, 30b).
12. 12. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 2 až 11, vyznačující se tím, že jeden z dosedacích elementů (40a, 40b) obsahuje část opatřenou vnějším závitem (46), zejména nástavec (48), v němž je uložen kolík (50), a přičemž tento vnější závit (46) může prostřednictvím šroubovitého pohybu spolupracovat s jedním z uložení, zejména s žebrovaným kotoučem (30a, 30b).
13. 13. Hlídač (2) průtoku podle jednoho z nároků 3 až 12, vyznačující se tím, že jeden z dosedacích elementů (40a, 40b) je spojen s kolíkem (50), zatímco druhý dosedací element (40a, 40b) obsahuje otvor, v němž je pohyblivě uložen kolík (50).