HU191941B - Rapid-action valve - Google Patents

Description

A találmány mintegy 90 °-os elforditással zárható és nyitható gyorsműködésű szelep, folyékony vagy gáznemü közeget szállító csővezetékekhez.

Ismeretesek gyorsműködésű szelepek, amelyek a szelepek közismert jó tulajdonságait a gyors működéssel igyekeznek kiegészíteni. Ilyent ismertet pl. a 159.431. sz. magyar szabadalom, amely a gömbcsap és a szelep ötvözete. A megoldás a szeleptest felfekvés utáni rugalmas befeszitését - amely a tömör zárás alapfeltétele - a kőzegnyofnásra bizza.

A 156.529. sz. magyar szabadalom golyók ferde benyomásával, a 128.158. sz. magyar szabadalom bütyküs tengellyel, a 117.086. számú magyar szabadalom pedig excentrikus tengellyel mozgatja a szeleptestet a szelepülés középvonalával azonos irányban. A 174.241. sz. magyar szabadalom a .bajonettzár elvén működő speciális szelepet mutat be. A 166.856. sz. magyar szabadalmi leírásban csappantyüszerűen elforduló szelep és hidraulikus segédenergiával működő mechanizmus szerepel.

A 159.431. sz. szabadalmi leirásban szereplő .gömbszelep'nem alkalmas kisnyomású, vagy a tervezettel ellentétes áramlási irányú közegek zárására, így csak különleges esetekben alkalmazható. A 156.529. a 128.158. és a 117.086 számú szabadalmi leírásban szereplő megoldások biztosítják a megfelelő befeszitést, de közös hátrányuk, hogy a szeleptestet csak a szelepülés középvonalával azonos irányban, és viszonylag kis mértékben képesek kiemelni; Így a szelep áramlástechnikai ellenállása nagy. A 174.241. sz. szabadalom szerinti berendezés továbbra is tengelyirányban, de megfelelő mértékben emeli ki a szeleptestet, viszont felépítése és kezelése a tengelyirényú+forditó mozgás miatt bonyolult. A 166.856 számú szabadalom szerinti berendezés a csappantyüszerű működés következtében a szelepte6tet teljes mértékben eltávolítja az áramlás útjából, hátránya viszont a segédenergia alkalmazásával járó bonyolult és meghibásodásra hajlamos kialakítás.

A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amely szerint a szelep egyetlen, elforditással nyitható vagy zárható, zárt helyzetben a rugalmas szeleptest biztonságos befeszitéséhez megfelelő mechanikai áttételt tartalmaz, nyitott helyzetben pedig a szeleptestet teljes mértékben képes az áramlás irányából eltávolítani, és mindezt egyszerű, üzembiztos, segédenergiát nem igénylő berendezéssel valósítja meg.

A találmány gyorsműködésű szelep, amelyben a szeleptest csappantyüszerűen van felszerelve, vagyis egy, a szelepülés középvonalén kívül eső és arra merőleges tengely körül elforgatható szelepkarra, vagy hasonló szerkezeti elemre van felerősítve. A szelep tartalmaz egy segédtengelyt, amelynek középvonala párhuzamos az előző tengelyével, de attól megfelelő távolságra helyezkedik el. A segédtengely körül egy mozgatókar, vagy tárcsa, illetve ezekhez hasonló rendeltetésű merev test forgatható el, amelyre a segédtengelytől rögzített távolságú középvonallal egy nyomóelem, célszerűen görgő (pl. axiális golyóscsapágy) van felszerelve. A görgő a szelepkar vagy a vele merev tengelykapcsolatban álló segédkar erre a célra kialakított egyenes, vagy közel egyenes futófelületére támaszkodik úgy, hogy a szeleptest teljes befeszitésekor a görgővel érintkező futófelület merőleges a gőrgó és a segédtengely középvonalát összekötő egyenesre, vagyis egy holtponti helyzet áll elő. Ez a kialakítás azt eredményezi, hogy a szeleptest teljesen befeszitett helyzetében a mozgatókar kismértékű elforditósa a szelepkar sokszorosan kisebb mértékű elmozdulását eredményezi, ami az erőviszonyokban éppen megfordítva jelentkezik, tehát a holtponti helyzet közelében igen nagy eróáttétel alakul ki. Ez teszi lehetővé, hogy a biztonságos záráshoz szükséges nagy rugalmas befeszitő erőt a mozgatókaron ébredő kis nyomaték révén kézi erővel könnyedén létre lehet hozni.

A mozgatókar forgatását a záró ütköző határolja el, amely lehet a szelepházhoz, vagy a szelepházra, illetve segéd karra erősítve. A záró ütköző úgy van felerősítve, hogy a mozgatókar a holtponti helyzet után néhány fokot még túlfordulhat, ami a szelep zárt helyzetét őntartóvá teszi.

Előnyös- kialakításnál a futófelülettel szimmetrikusan vagy közel szimmetrikusan a szelepházon vagy a segédkaron egy másik futófelület is ki van alakítva, amelyre a görgő a szelep nyitásakor támaszkodik fel. A két futófelület célszerűen egy horony két palástja. Ebben a kialakításban a szelepkar és a szelephez vagy a segédkar és a szelepház közé egy olyan rugalmas ütközöelem van beiktatva, amely a szelep nyitott helyzetében nyomódik össze, így a teljesen nyitott állapotban a teljesen zárt állapothoz hasonló holtponti helyzet és erőviszonyok alakulnak ki. A mozgatókar forgását itt is a holtpont után néhány fokkal túlfordűlt helyzetben egy ütköző akadályozza meg, tehát a szelep nyitott helyzete a zárt állapothoz hasonló módon öntartó. A nyitó ütköző szintén a szelepházhoz, vagy a szelepkarra, illetve a segédkarra van erősítve.

Egy másik kialakításnál a szelepkar tengelyéhez rugó, célszerűen spirálrugó, vagy súlyterhelés kapcsolódik úgy, hogy a szeleptestet a nyitó irányba igyekezzen fordítani. Ezesetben nincs szükség a második futófelületre és a nyitott állapotban összenyomódó rugalmas ütközőelemre, viszont a szelep nyitása csak a rugó, vagy súlyterhelés által meghatározott erővel lehetséges, míg záráskor ezt az erőt is le kell győzni.

E kialakítás egy előnyös változatában a szelepházra olyan önmagéban ismert állítható ütköző van szerelve, amely a mozgatókar nyitó irányú elmozdításét határolja le, tehát különböző mértékű nyitott helyzetek beállítását teszi lehetővé.

Ez a megoldás a kedvező áttételek révén fokozza a szelepek azon ismert jó tulajdonságát, hogy a rajtuk keresztül áramló közeg mennyisége finoman szabályozható.

További előnyös kialakításnál az a futófelület, amelyre a görgő a záráskor támaszkodik fel, úgy van kialakítva, hogy a szeleptestnek a szelepülésre való felfekvésének a pillanatában a görgővel érintkező felületelem enyhe lejtést tartalmaz a záró irány felé, vagyis ez a felületszakasz enyhén homorú. Ez lehetővé teszi, hogy az erőáttétel ebben a helyzetben is hasonló legyen a holtponthoz közelebbi helyzetekéhez.

Az 1. ábra a találmány egy lehetséges kiviteli alakját ábrázolja nagyobbrészt metszetben.

A 2. ábra a találmány egy másik lehetséges kiviteli alakját ábrázolja nézetben.

Az 1. ábra szerinti kiviteli alak sarokszelep kialakítású. A 9 szelepházhoz az 1 és 10 csöcsonkok tömitetten kapcsolódnak valamely ismert megoldás szerint, pl. hegesztett, menetes, vagy karimás kötéssel, egybeöntéssel stb. A 2 kúpos szelepúlésre illeszkedik a fémanyagra vulkanizált rugalmas bevonatú, gömbszelet alakú 3 szeleptest. A szelepülés és a szeleptest természetesen más, önmagában ismert kialakítású is lehet.

Az 5 tengely és a 4 szelepkar úgy illeszkedik egymáshoz vagy a 9 szelepházhoz, hogy a 4 szelepkar szabadon elforoghasson az 5 tengely középvonala körül. A 4 szelepkar középvonalában kialakított horony két palástja képezi a 4a és a 4b futófelületeket. A 11 görgő záráshoz a 4a futófelületre, nyitáskor a 4b futófelületre támaszkodik. A horony lezárt vége képezi a 14 ütközőt nyitott és zárt helyzetben egyaránt.

A 11 görgő a 8 mozgatókarhoz van rögzítve valamilyen ismert megoldással, pl. zsugorkötéses csappal. A 8 mozgatókar alakja olyan, hogy a 4 szelepkar és a 3 szeleptest mozgását a nyitott és zárt helyzet között ne akadályozza. A mozgatókar mereven van rögzítve a 7 tengelyre valamilyen ismert megoldással, pl. ékes kötéssel. A 7 tengely tömitetten van kivezetve a 9 szelepházból, és ahhoz a 6 kezelökar szintén merev kötéssel kapcsolódik. A tömitett kivezetés lehet tömszelence, .0'gyűrű, vagy más ismert megoldás.

A rajz a zárási holtpontot, vagyis a 3 szeieptest legjobban befeszitett állapotát szemlélteti. Ebből a holtpontból a 8 mozgatókar igen kis erővel elmozdítható bármelyik irányba, ezt követően pedig az elmozdulást mér a 3 szeleptest rugalmas alakváltozása segíti tovább. A 8 mozgatókart tehát a nyi4 lakkal ellentétes záró irányba elmozdítva a 11 görgő a 14 záró ütközőnek ütközik, és ez a helyzet öntartó. Nyitott helyzetben a 3 szeleptest helyett a 4 szelepkarra szerelt 12 rugalmas űtközőelem feszül a 9 szelepháznak, ami a záráshoz hasonló rugalmas óntartást eredményez.

A szelep nyitása úgy történik, hogy a 6 kezelőkart a nyilakkal jelzett, az óramutató járásával ellentétes irányba 90 °-al a holtpontok utáni néhány fokkal elfordítjuk, miáltal a 4 szelepkar 90 °-ot fordul, és a 3 szeleptest teljesen kikerül az áramlás irányából.

A 2. ábra szerinti kiviteli alak egytengelyű, átmeneti szelep kialakítású.

Ebben a megoldásban az 5 tengely van tömitetten kivezetve a 9 szelepházból, mig a 7 tengelynek a szelepházban lévő furata nem torkollik a belső térbe. Így a 7 tengelyre szerelt 8 mozgatókar és a ráerősitett 11 görgő valamint az 5 tengelyre merev csatlakozással szerelt 13 segédkar is a 9 szelepházon kívül van.

A 13 segédkaron van a 13a futófelület, amelyre a 11 görgő záráskor támaszkodik. A rajzon ábrázolt zárási holtponti helyzettől A szögre van a szeleptest felfekvésének megfelelő mozgatókar helyzet, ahol a 13a futófelület enyhe lejtést tartalmaz a záróirány felé, hogy a szeieptest befeszitésének megkezdése még kisebb forgatónyomatékot igényeljen a 7 tengelyen. A zárási holtpont utáni felútközést a 9 szelepházra erősített 14 záró ütköző biztosítja.

Az ábrázolt kialakítban a nyitáshoz szükséges futófelületet (1. ábrán a 14b futófelület) a 13 segédkar nem tartalmazza, ezért az 5 tengelyt a 19 spírálrugó terheli nyitó irányba. Ebben a változatban a szelep nyitásához csak a rugéerő áll rendelkezésre, ezért a szelep felszerelése csak a 17 nyíllal jelzett közegáramlási irányban célszerű.

A 7 tengely végződésén a kezelőkar helyett itt a 16 hatszögvégződés van, amely az alakjának megfelelő külön kezelökulccsal forgatható el. Ez a megoldás akkor előnyös, ha nem kívánatos, hogy a szelepet illetéktelen személyek kezeljék.

Bizonyos esetekben szükség van arra, hogy a szelep nyitott helyzetét különböző mértékben korlátozzuk. Erre a célra a találmány szerinti szerkezet a szokásosnál jobb, finomabb állítási lehetőséget ad amennyiben az állítható 15 ütköző a 8 mozgatókar elfoi— dulását korlátozza. Ekkor a szelep zárt helyzete közelében a mozgatókar jól mérhető elfordulásához igen kis szelepelmozdulás tartozik. Az állítható ütköző bármely önmagában ismert megoldású lehet. A rajz a skálával ellátott 18 sínpárt, és az abban megvezetett, egyszerű csavarral rögzíthető 15 ütközőt ábrázolja.

A szelep nyitása-zárása hasonló az 1. ábra szerinti változatéhoz, azzal a különbséggel, hogy itt a nyitást a zárási holtpont elhagyása után a 19 spirálrugó automatikusan befejezi.

Több újabb kiviteli változat képezhető a bemutatott két változat kombinációjából. így pl. egy előnyös kialakításban a 8 mozgatókar a 11 görgővel és a 13 segédkar a 2. ábra szerinti változathoz hasonlóan a 9 szelepházon kivül van, de a 13 segédkar az 1. ábrán látható 4 szelepházhoz hasonlóan két futófelülettel van kialakítva, Így a 19 spirálrugó elhagyható, és a szelep mindkét irányú kőzegéramlási irányba beépíthető.

Mint látható a találmány szerinti szelep valóban egyszerű és kevés meghibásodásra hajlamos alkatrészt tartalmaz, működtetése gyors, nyitáskor a szeleptestet teljes mértékben eltávolítja az áramlás irányából, ugyanakkor záráskor megfelelő áttételt tartalmaz a biztonságos záráshoz szükséges nagy befeszítési erő kifejezéséhez viszonylag kis kézi erőkifejtéssel. Biztosítja az öntartó nyitott vagy zárt helyzetet, továbbá alkalmas a különböző mértékben nyitott helyzetek finom beállítására is.

Claims (7)

1. Gyorsműkődésü szelep rugalmas szeleptesttel (3) és csappantyúszerű kialakítással, amelyben a szeleptest a szelepülés (2) középvonalán kívül elhelyezkedő tengely (5) körül elforduló szelepkarra (4) van szerelve, azzal jellemezve, hogy a szelepkaron (4), vagy a vele egy tengelyre szerelt segédkaron (13), illetve merev szerkezeten futó felület (4a vagy 13a) van; amelyre nyomóelem, célszerűen görgő (11) támaszkodik, amely a mozgatókarhoz (8), vagy tárcsához, illetve más merev szerkezeti elemhez van rögzítve, utóbbi pedig úgy van egy segédtengelyre (7) szerelve, vagy olyan forgásponttal illeszkedik a szelepházhoz (9), hogy a görgő (11) a szelepkarral (4) vagy a segédkarral (13) egy síkban legyen, és hogy a szeleptest (3) legjobban befeszitett holtponti helyzetében a görgővel (11) érintkező futófelületrész a segédtengelyt (7) és a görgőt összekötő egyenesre merőleges, vagy közel merőleges legyen.

2. Az 1. igénypontban meghatározott gyorsműkődésü szelep azzal jellemezve, hogy a mozgatókarnak (8) a segédtengely (7) kö5 rüli elfordulását lehatároló, a zárási holtpont után néhány fokra lévő záró ütközője (14) van.

3. Az 1. vagy 2. igénypontokban meghatározott gyorsműkődésü szelep azzal jelleΪ0 mezve, hogy a szelepkaron (

4) vagy a segédkaron (13) a futófelülettel (4a vagy 13a) szimmetrikusan vagy közel szimmetrikusan egy másik futófelület (4b) is van, amelyre a görgő (11) a szelep nyitásakor támaszkodik,

15 és amelynek a görgővel érintkező felületeleme a legjobban nyitott holtpont! helyzetben merőleges, vagy közel merőleges a görgőt (11) és a segédtengelyt (7) összekötő egyenesre.

20 4. A 3. igénypontban meghatározott gyorsműködésű szelep, azzal jellemezve, hogy rugalmas űtközóeleme (12) van, amely a szelepkar (4) vagy a segédkar (13) és a szelepház (9) között úgy van elhelyezve, hogy a

2® szelep nyitott állapotában összenyomódjon, továbbá a mozgatókar (8) forgását a nyitott holtponti helyzet után néhány fokra lehatároló ütközője van.

5. Az 1. vagy 2. igénypontokban meghatározott gyorsműködésű szelep azzal jellemezve, hogy a szelepkar tengelyéhez (5) rugó, célszerűen spirálrugó, vagy súlyterhelés csatlakozik úgy, hogy a tengelyt (5) nyitó

35 irányba terheli.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyikében meghatározott gyorsműködésű szelep, azzal jellemezve, hogy a futófelület (4a vagy 13a) a zárt helyzetben a görgővel (11) érintkező felület közelében enyhe, homorú ivet tartalmaz.

7. Az 1. vagy 2. vagy 5. vagy 6. igénypontokban meghatározott gyorsműködésű szelep, azzal jellemezve, hogy a szelepházhoz

45 (9) rögzített pályája (18) és abban elmozdítható és rögzíthető ütközője (15) van, amely a mozgatókar (8) nyitó irányú elmozdulásának útjában van elhelyezve.