HU185698B - Packing construction for pneumatic and hydraulic control apparatuses - Google Patents

Description

A találmány tömítőszerkezetre vonatkozik, olyan pneumatikus és hidraulikus vezérlőkészülékekhez, mint a dugattyúk, a tolattyúk és a szelepek, olyan tömítőgyűrűvel felszerelve, ami a házában eltolhatóan elhelyezett záró elemet tömíti.

Ilyen jellegű tömítőszerkezeteket alkalmaznak a vezérlő és munkahengerek dugattyúihoz, de olyan egyéb eltolható vezetésű más gépelemek nyomástömör lezárására is, mint a szeleplezáró testek, a nyomástömör átvezetések és hasonlók. Ha például többutas szelepeket sűrített közeggel táplált dugattyú működtet, egyes alkalmazási esetekben fontos az, hogy az oda- illetve a visszakapcsolásnál különböző nagyságú dugattyúkeresztmetszet legyen hatásos. Más alkalmazási esetekben ezzel szemben egyenlő nagy dugattyúkeresztmetszet szükséges. Ezért minden alkalmazási esetben egyedi dugattyút kell alkalmazni. Egy kész szelep más átmérőjű dugattyúval való felszereléséhez másik henger beépítése szükséges dugattyúval és tartozékaival együtt.

A találmánynak az a feladata, hogy az eddig ismert tömítőszerkezetet úgy tökéletesítse, hogy a nyomás hatása alatt álló felületet más alkatrészek felhasználása nélkül lehessen megváltoztatni.

A találmány lényege az, hogy a készülék háza és záró eleme között lévő tömítőgyűrű részére két olyan ütköző van kiképezve, amelyek közül az egyik ütköző a házon, a másik ütköző pedig a záró elemen található. Sűrített közeggel terhelve a záró elemet, a tömítőgyűrű az egyik ütközőnek támaszkodik neki és belső peremével a záró elem felé, külső peremével pedig a ház felé biztosítja a tömítést. Amikor a házon támaszkodik szilárdan, akkor a nyomásterhelés hatására csak a lezáró elem tolódik el és ekkor az eltolható lezáró elem hatásos felületének keresztmetszetét a tömítőgyűrűvel körülhatárolt felület határozza meg. Ha ezzel szemben a tömítőgyűrű a lezáró elemen lévő ütközőre támaszkodik, akkor a nyomásterhelés hatására ezzel együtt mozog. Ebben az esetben a sűrített közeg által terhelt teljes hatásos felületet a tömítőgyűrű külső kerülete szabja meg és ez így a külső kerülettel körülhatárolt felületnek felel meg. Ilymódon a tömítőgyűrű segítségével tömített nyomásterhelésnek kitett felületet egyszerű módon lehet megváltoztatni.

Abban az esetben, ha például a tömítőgyűrű mindkét ütközője egymás felé fordul, tehát a tömítőgyűrű az egyik mozgásirányban az egyik ütközőnek, a másik mozgásirányban pedig a másik ütközőnek támaszkodik, akkor a lezáró elem nyomásterhelésnek kitett hatásos felülete attól függ, hogy a tömítőgyűrühöz melyik oldalról van a sűrített közeg odavezetve. Azonban az ütközőket úgy is el lehet helyezni, hogy a tömítőgyűrű mindkét mozgásirányban rájuk támaszkodik úgy, hogy további megoldással az is lehetséges, hogy a tömítőgyűrű megtámasztását váltakozva vagy az egyik, vagy a másik ütközőn tesszük lehetővé. Ennek megkönnyítésére a találmány szerint a tömítőgyűrűnek legalább az egyik oldalán, közötte és az illető ütköző között, támasztógyűrű van elhelyezve. Ez esetben a célszerű módon különböző kialakítású támasztógyűrű elhagyásával, cseréjével, vagy megfordításával lehet a lezáró elem hatásos felületkeresztmetszetét megváltoztatni.

A találmány egyik előnyös kivitele esetében a támasztógyűrű a külső felületénél lépcsős kialakítású és csak az egyik végén lévő peremmel nyúlik sugárirányban kifelé a házon lévő ütköző környezetébe. Ha ez a támasztógyűrű úgy van beépítve, hogy peremével a tömítőgyűrűhöz ér, a másik vége pedig ezzel szemben a záró elemen lévő ütközőnek támaszkodik, akkor a tömítőgyűrű együtt tolódik el a nyomásterhelés hatására a záró elemmel, úgyhogy a tömítőgyűrű külső kerületével határolt nagyobb felület válik hatásossá. Ha viszont ezzel szemben a támasztógyűrű 180°-al elfor' gatva van behelyezve, akkor a pereme ennek megfelelően előbb támaszkodik a ház ütközőjére, a tömítőgyűrű pedig állva marad és a sűrített közeg hatására egyedül a záró elem tolódik el. Ebben az esetben csak a záró elem kisebb felülete hatásos. Ilyenkor előnyös módon a támasztógyűrű lépcsőzetének hossza a záró elem löketével egyezik meg. Abban az esetben, amikor két támasztógyűrű van, a tömítőgyűrű az egyik összeállítás esetében ezek között a ház belső falánál lehet megfeszítve.

A találmány további megoldásánál a tömítőgyűrű a külső kerületénél és a belső kerületénél tömítőfésűvel ellátott olyan csúszógyűrűben lehet elhelyezve, ami egyidejűleg támasztógyűrűként is ki van képezve. A tömítőfésűket a tömítőgyűrű sugárirányban befelé és kifelé nyomja, úgyhogy a jó tömítés biztosítva van. A csúszógyűrű, ami jó csúszási tulajdonsággal rendelkező anyagból, például műanyagból készülhet, csökkenti a csúszó súrlódást a tömítőgyűrű és a ház, illetve a záró elem között. Mivel a csúszógyűrű egyidejűleg a ' támasztógyűrűt is alkotja, e célra külön gyűrű szükségtelen.

A találmány szerinti tőmítőszerkezettei lehetséges az, hogy például többutas szelepekhez dugattyú segítségével történő működtetése esetében, újabb alkatrészek alkalmazása nélkül, csak a meglévő részek átalakításával a működtető dugattyúnak vagy nagyobb, vagy kisebb hatásos keresztmetszetet kölcsönözzünk. Ha azonos működtető nyomásnál a többutas szelepnek mindig meghatározott kapcsolási helyzetet kell felvennie, akkkor az illető irányba ható dugattyúnak nagyobb keresztmetszetet választunk. Ha mindegyik dugattyúnak azonos keresztmetszete van, akkor ezzel szemben nincs kitüntetett kapcsolási helyzet. így a működtető dugattyú egyszerű átalakításával lehet a többutas szelep működtetésével kapcsolatos különböző követelményeket számításba venni. Más alkatrészek felhasználása szükségtelen; ennek megfelelően a raktárkészletezés is egyszerűsödik.

A találmány szerinti tömítőszerkezetet azonban más szabályzószelepeknél, különösen ülékes szelepeknél is alkalmazni lehet, például olyan szelepházzal rendelkező kiviteli alaknál, amelynek a vezérelt sűrített közeg be- és kivezetésére két nyomáscsatlakozója, valamint egy vezérlőcsatlakozója van. A találmány ¹szerinti tőmítőszerkezettei ellátott ilyen vezérlőszelepet az jellemzi, hogy a tömítőgyűrű segítségével tömített záró elem a két nyomáscsatlakozó közötti furatban van eltolhatóan elhelyezve, továbbá tömítőelemmel elzárható átmenő furata van, és végül, össze van kötve a vezérlőszelep lezáró elemével. Ekkor a vezérlőszelep záróelemével tömített felület nagyobb, mint a tömítőgyűrű belső kerületével határolt felület, de kisebb, mint ugyanennek a külső kerületével körülzárt felület. Az ilyen jellegű felépítésnek az az előnye, hogy attól függően, hogy a záró elemre a vezérelt sűrí-21 tett közeg nyomása melyik oldalról hat, a tömítőgyűrű mindig úgy tolódik el, hogy a vezérlőszelep záró elemének zárási irányába hat az eredő erő. Lehetséges ezért az, hogy a nyomás betáplálására és a légtelenítésre szolgáló csatlakozásokat a vezérlőszelep szerepére való tekintet nélkül felcseréljük. Az egyik esetben ezáltal olyan vezérlőszelep nyerhető, amely nem működtetett helyzetben zárt, a másik esetben pedig ezzel szemben olyan kivitel, amely nem működtetett esetben nyitva tartja a sűrített közeg bevezetését.

A találmány további részletei és előnyei az ábrákkal bemutatott kiviteli példák ezután következő leírásából adódnak. Az ábrák közül az 1. ábra tünteti fel a találmány szerinti tömítőszerkezet vázlatos ábráját középtengely-rnenti metszetével, a 2. ábra az 1. ábra szerinti tömítőszerkezet az egyik összeszerelési helyzetben, a 3. és a 4. ábra megoldási vázlatok két különböző összeszerelési helyzetben, az 5, ábra többutas szelep középtengelymenti metszete a találmány szerinti tömítőszerkezettel, végül a 6. ábra olyan ülékes szelep, amelynél a találmány szerinti tömítőszerkezet van alkalmazva, ugyancsak középtengelymenti metszetben.

Az 1—4. ábrák esetében az 1 házba a 2 záróelem, például egy dugattyú van tengelyirányban eltolhatóan beépítve. Az 1 ház és a 2 dugattyú között van az a tömítőszerkezet elhelyezve, ami a 3 tömítőgyűrűből áll. A 3 tömítőgyűrű részére az 1 házon, például lépcsőként kiképzett 4 ütköző van, a 2 záró elemen pedig egy sugárirányban kiugró peremből kialakított 5 ütköző található. A 3 tömítőgyűrű két oldalán a 6 és 7 támasztógyűrűk helyezkednek el, ezek közvetlenül a 4 és 5 ütközőkkel kapcsolódnak. A 6 támasztógyűrűnek a külső pereme lépcsőzetes és az egyik végén van a sugárirányban kiugró 8 perem. A 7 támasztógyűrű az 1. és 2. ábrának megfelelően derékszögű és külső felületével az 1 házhoz ér. A 2 záróelem homlokfelületénél van a vezérlőnyomás kialakításához a 9 légtér, ami a ház 10 fedelével van a 11 fedéltömítés közbeiktatásával lezárva.

Az 1. ábra szerinti elrendezésnél úgy van a 6 támasztógyűrű a 2 záró elemre feltolva, hogy egyik végével az 5 ütközőhöz ér. A 6 támasztógyűrűnek a 8 peremmel ellátott másik vége a 3 tömítőgyűrűnek támaszkodik. A másik 7 támasztógyűrű a 3 tömítőgyűrű másik oldalán van és a 11 fedéltömítéshez ér. Ha a nem ábrázolt csatlakozáson keresztül a sűrített közeg kitölti a 9 légteret, akkor a 3 tömítőgyűrű a 6 támasztógyűrűn és az 5 ütközőn keresztül a 2 záró elemre támaszkodik és a 2 záró elem eltolódása közben ezzel együtt mozog. Az 1 ház felé a tömítés ilyenkor a 3 tömítőgyűrű külső kerületénél történik. A 2 záró elemnek a sűrített közeggel terhelt hatásos keresztmetszete ezért a 3 tömítőgyűrű külső kerületével körülhatárolt felülettel egyezik meg. Mihelyt azonban a 8 perem a 4 ütközőhöz ér, a 3 tömítőgyűrű nem tud többé a 2 záró elemmel együtt mozogni. Ha ilyenkor a 2 záró elem még nem érte el a löketének a végét, akkor a sűrített közeg hatása alatt tovább tolódhat el. Ekkor azonban a tömítés a 3 tömítőgyűrű belső kerületénél történik. A nyomással terhelt hatásos felület ez esetben kisebb. Csak a 3 tömítőgyűrű belső kerületével körülfogott felületnek felel meg.

A 2. ábra a 6 és 7 támasztógyűrűk egy másik összeszerelési helyzetét mutatja be. Ennél az elrendezésnél a 7 támasztógyűrű a 4 ütközőnél van. A lépcsős 6 támasztógyűrű a 3 tömítőgyűrű másik oldalán van úgy, hogy a 8 perem a 3 tömítőgyűrűhöz ér. A két 6 és 7 támasz tógyűrűnek és a 3 tömítőgyűrűnek együttesen olyan a szélessége, ami megegyezik a 4 ütköző távolságával a 11 fedéltömítéstől. Ekkor a 3 tömítőgyűrű a két 6 és 7 támasztógyűrű közé van az 1 ház belső falánál beszorítva. Ha a vezérlő nyomás fellép a 9 légtérben, akkor ennek következtében csak a 2 záró elem tolódik el úgy, hogy a tömítés a 3 tömítőgyűrű belső kerüíeténél történik. Ezáltal van a nyomásterhelés szempontjából hatásos felület is meghatározva. Ily módon lehet ugyanazokkal az alkatrészekkel, a 6 és 7 támasztógyűrűk egyszerű felcserélésével a 2 záró elem két különböző hatásos felület keresztmetszetét megvalósítani, amint ezt az 1. és a 2. ábra mutatja.

A 3. és 4. ábrán bemutatott kiviteli változat abban a tömítőszerkezetben egyezik meg egymással, ami az

5. ábra szerinti többutas szelepnél is alkalmazva van. Az 5. ábra szerint a többutas szelep 1 házában olyan kapcsolóelem van eltolhatóan elhelyezve, amely a és 14 tömítések segítségével vezérel az egyes 15 csatlakozások között. A 12 kapcsolóelem eltolása azokkal a 16 és 17 dugattyúkkal történik, amelyek az 1 ház furatába vannak záró elemekként behelyezve A 16 és 17 dugattyúk tömítőszerkezete az 1. és a 2. ábrán bemutatott kivitelhez hasonló megoldású. Amint a 3. is 4. ábra is feltünteti, a 3 tömítőgyűrű olyan 18 csúsz ógyűrűben helyezkedik el, amelynek mind a külső kerületén, mind a belső kerületén is 19 tömítőfésűk vannak. Ezen kívül a 18 csúszógyűrű egyidejűleg mim a 6 támasztógyűrű, olyan 8 peremmel is rendelkezik, ami az 1 házon lévő 4 ütközőhöz csatlakozik. A 3. ábra szerint a 6 és 7 támasztógyűrű elhelyezése az 1. ábránaK felel meg úgy, hogy a tömítés a külső 19 tömiíőfésűnél történik. A 4. ábra szerinti összeszerelési helyzetben ezzel szemben a tömítés helye a belső 19 tömítőféíűnél van úgy, hogy olyan hatás érhető el, mint a

2. ábra szerinti megoldásnál.

Az 5. ábra szerinti többutas szelepnél a baloldalon a 6 támasztógyűrűt alkotó 18 csúszógyűrű és a 7 támasztógyűrű úgy van a 16 dugattyúra felhelyezve, amint ez a 3. ábrán látható. A 16 dugattyú nyomásterhelése esetén ezért a 3 tömítőgyűrű együtt tolódik el úgy a dugattyúval, hogy a tömítés a 19 tömítőfésűnek, amelyet a 3 tömítőgyűrű az 1 házhoz nyom, a külső kerületén történik. Az 5. ábrán baloldalon lévő 17 dugattyú ezzel szemben a 4. ábra szerint elhelyezett tömítőszerkezettel van tömítve. Ott a 3 tömítőgyűrű szila dán be van szorítva a 18 csúszógyűrű és a 7 támasz tógyűrű közé úgy, hogy a tömítés a 18 csúszógyűrl belső kerületénéi, tehát a belül lévő 19 tömíiőfésűnél történik.

Ha a többutas szelep mindkét 16 és 17 állító dugattyúját azonos nyomás alatt álló közeg terheli, akkor a 12 kapcsolóelem a 16 dugattyú nagyobb dugatytyúfclülete következtében mindig a jobboldali véghelyzetébe tolódik el. A 6 és 7 támasztógyűrűk egyszerű felcserélésével vagy a 18 csúszógyűrű megfordításával ε 16 és 17 dugattyúk hatásos felületkeresztmetszetet meg lehet anélkül változtatni, hogy ehhez egyéb kiegészítő elemek lennének szükségesek, A 16 és 17 dugattyút váltakozva lehet egyforma nagy vagy különböze hatásos felülettel beépíteni.

A 6. ábrán bemutatott vezérlőszelep az 1 házból áll,

-3185698 amelyben a 2 záró elem van eltolhatóan beépítve. Ezt a 1 házban az a 3 tömítőgyűrű tömíti, amelynek a részére a 2 záró elemen lévő pérem által képzett 5 ütköző van kiképezve. Az 1 ház folytatásában a 20 csatlakozócsavar segítségével van az a 21 betét rögzítve, ami a borda-alakú nyúlványaival az 1 házzal szilárdan összekötött 4 ütközőt jelenti a 3 tömítőgyűrű részére. A 2 záró elemben van a 22 átmenő furat, amely a vezérlő csatlakozást képező 20 csatlakozócsavart köti össze 23 nyomáscsatlakozással. A 22 átmenő furatot egy rugó erejével szemben a nyomógombként kiképzett 25 tömítőelem segítségével lehet lezárni. A 2 záró elem alsó végén olyan fejszerű kiszélesedés van, amely a szabályzószelepnek azt a 26 lezáró elemét képezi, ami egy további 27 nyomáscsatlakozás és a 20 csatlakozócsavar közötti összeköttetést vezérli. A 26 lezáró elemet a 28 rugó a 21 betét által alkotott szelepülésre szorítja.

Ha a 27 nyomáscsatlakozást használjuk a sűrített közeg bevezetéséhez bemeneti csatlakozóként, akkor a nyomás a 3 tömítőgyűrűre hat és ezt addig tolja el felfelé, amíg a 2 záró elem 5 ütközőjéhez nem ér, amint ezt a 6. ábra mutatja. Egyidejűleg ez a nyomás a kúpalakú 26 lezáró elemre is hat, azonban az ellentétes irányból. A 26 lezáró elem által tömített felület kisebb, mint a 3 tömítőgyűrű külső kerülete által körülzárt felület. Ekkor a 2 záró elemre felfelé ható erő a nagyobb, úgyhogy a 26 lezáróelem a szelepülését zárva tartja a nyomás nagyságától függetlenül. Ha tehát a szabályzószelep nincs a működtetett helyzetében, a sűrített közeg bevezetése zárt. A 20 csatlakozócsavarhoz csatlakoztatott pneumatikus vagy hidraulikus berendezés a 23 nyomáscsatlakozáson keresztül nyomásmentes. A vezérlőszelep nyitása a 25 tömítőelem lenyomásával történik, ekkor először elzáródik a 22 átmenő furat és ezután a 26 lezáróelem az üléséről felemelkedik.

Ha a 23 és 27 nyomáscsatlakozás szerepét felcseréljük, tehát a sűrített közeg a 23 csatlakozáson keresztül van bevezetve és a 27 csatlakozás szolgál nyomásmentesítőül, akkor a sűrített közeg felülről hat a 3 tömítőgyűiűre és ezt eltolja lefelé addig, amíg ez az 1 házzal szilárdan egyesített 4 ütközőhöz ér, amint ezt a

6. ábra szaggatottan jelöli. Ebben a helyzetben a 3 tömítőgyűrű a 2 záró elemet a belső kerülete mentén tömíti, úgyhogy a nyomásterhelésnek alávetett hatásos felület a 3 tömítőgyűrű belső kerületével körülhatárolt felületnek felel meg. Ez a felület kisebb, mint a 26 lezáróelemmel tömített felület. Mivel a 26 lezáróelemet az alsó oldala felöl a 22 átmenő furaton keresztül a 23 csatlakozásból származó nyomás terheli, a 2 záró elemre az alulról felfelé ható erő kerül túlsúlyba ebben az esetben is. A 20 csatlakozó csavarhoz csatlakoztatott berendezést nem működtetett szelep esetében állandóan terheli a sűrített közeg. A 25 tömítőelem lenyomásakor elzáródik a 22 átmenő furat és ezután a 26 lezáró elem eltávolodik a szelepüléséről, aminek következtében légtelenítés történhet a 27 nyomáscsatlakozáson keresztül.

A 6. ábrán ábrázolt ülékes szelepnél ilymódon a csatlakozásokat tetszés szerint fel lehet cserélni, úgyhogy ugyanazt a szelepet lehet alkalmazni, függetlenül attól, hogy a sűrített közeg átvezetésének nem működtetett állásban nyitottnak, vagy zártnak kell-e lenni. Mindkét esetben a vezérlőszelep tömítettsége biztosítva van, mert mindkét alkalmazási esetben a zárórugót a záró elemre ható nyomás támogatja, ami az eltolható tömítőszerkezet következtében mindig a szelep elzáró elem zárásának irányába hat.

Claims (7)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Tömítőszerkezet olyan pneumatikus és hidraulikus vezérlőkészülékekhez, mint a dugattyúk, a tolattyúk és a szelepek, olyan tömítőgyűrűvel felszerelve, ami a házában eltolhatóan elhelyezett záró elemet tömíti, azzal jellemezve, hogy a készülék háza (1) és záró eleme (2) között lévő tömítőgyűrű (3) részére két olyan ütköző (4, 5) van kiképezve, amelyek közül az egyik ütköző (4) a házon (1), a másik ütköző (5) pedig a záró elemen (2) található.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tömítőszerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrűnek (3) legalább az egyik oldalán, közötte és az ütköző (4, 5) között, támasztógyűrű (6, 7) van.
3. 3. A 2. igénypont szerinti tömítőszerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a támasztógyűrű (6) külső felülete lépcsős kialakítású és csak az egyik végén lévő peremmel (8) nyúlik sugárirányban a házon (1) található ütköző (4) környezetébe.
4. 4. A 3. igénypont szerinti tömítőszerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a támasztógyűrű (6) lépcsőzetének hossza a záró elem (2) löketével megegyezik.
5. 5. A 2., 3. vagy 4. igénypont szerinti tömítőszerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy két olyan támasztógyűrűje (6, 7) van, amelyek között a tömítőgyűrű (3) a ház (1) belső falánál rögzíthető (2. ábra).
6. 6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti tömítőszerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrű (3) külső kerületénél és belső kerületénél tömítőfésűvel (19) ellátott olyan csúszógyűrűben (18) van elhelyezve, ami egyidejűleg támasztógyűrűként (6) van kiképezve (3. és 4. ábra).
7. 7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti tömítőszerkezettel ellátott olyan szabályzószelep, amelynek a házán a vezérelt sűrített közeg be- és elvezetésére két nyomáscsatlakozó és egy vezérlőcsatlakozó van, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrű (3) segítségével tömített záró elem (2) a két nyomáscsatlakozó (23, 27) között van egy furatban eltolhatóan elhelyezve, továbbá, hogy benne tömítőelemmel (25) elzárható átmenő furat (22) van és a szabályzószelep lezáró elemével (26) össze van kötve úgy, hogy a szabályzószelep lezáró elemével (26) tömített felület nagyobb, mint a tömítőgyűrű (3) belső kerületének körülzárt felület, azonban kisebb, mint ugyanennek a külső kerületével körülzárt felület (6. ábra).