HU195302B - Pneumatic sectioning switch - Google Patents

Description

A találmány elsősorban főző-, vagy fűtő berendezésekben alkalmazott olyan pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezetre vonatkozik, amelynek a házában található a gázbevezetés és a gázkivezetés, az ezeket összekötő szakaszba iktatott szelep a szelepátömlést elzáró olyan záróelemmel, amelyet két mágneses kapcsolatban álló szerkezeti elem tart a szelepülésen, és amely a mozgástengely mentén a szelepülésről felemelhető. A szakaszkapcsoló szerkezet házában található még a mozgástengely irányába kitéríthető, a ház belső terét két kamrára osztó membrán olyképpen, hogy a ház első kamrája a gázbevezetéssel, a második kamrája pedig egy nyomáskiegyenlítő csatornán keresztül a gázkivezetéssel van összekötve.

Ilyen szakaszkapcsoló szerkezet van a P 33 30 318.5 szabadalmi bejelentésben (alapbejelentésben) leírva,és a főző- és fütő berendezéseknél a gázégő szakaszos üzeme esetén ütemadóként szolgál. Az ismert elektromechanikus ütemadóktól eltérően az előzőekben említett pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezet idegen energiafelhasználás nélkül működik és a kapcsolási mozgását a közeg nyomásának terhére végzi. Ezek a pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezetek a megbízható és gyakorlatilag karbantartást nem igénylő üzemmódjukkal tűnnek ki, továbbá lehetővé teszik a kapcsolási ütem egyszerű beállítását, azaz a ki- és a bekapcsolás idejének beállítását egy rugó feszítésének egyszerű állításával.

A jelen találmánynak az a feladata, hogy az előzőekben említett jellegű, idegen energia alkalmazása nélkül működő pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezetet a kapcsolási jel lege tekintetében tökéletesítse és különösen egyszerű, tömör szerkezeti kivitelt érjen el.

Ez a feladat a találmány szerint azáltal oldható meg, hogy a két mágneses kapcsolatban álló szerkezeti elem közül az egyik helyzetében rögzítve az állandó szelepüléssel, a másik pedig együtt mozogva a záróelemmel van összekötve. A nyomáskiegyenlítő csatorna a szelepátömlés felé eső oldaltól kiindulva a ház második kamrájába vezet a záróelemen keresztül. A záróelemnek a szelepülésről való felemelésére szolgáló továbbítószerkezet a membránnal mozgásában úgy van csatolva, hogy ez a záróelemet a szelepüléséről csak a membrán előre meghatározott elmozdulása után emeli fel. A membrán és a záróelem között olyan köpeny hatása érvényesül, amelyet a membrán kezdeti elmozdulása feszít meg, és ami a záróelem nyitómozgásának ugrásszerű felgyorsulásakor a záróelem felemelése után mentesül a feszítéstől.

Ez a találmány szerinti szakaszkapcsoló szerkezet csak még két olyan házrészt tesz szükségessé, amelyek közül az egyik a membránnal együtt a ház első kamráját, a másik pedig, ugyancsak a membránnal együtt, a ház második kamráját határolja. A találmánynál a záróelem a köpenyre függesztve és további oldalvezetés nélkül van úgy elrendezve, hogy 2 a szerkezetet kompakt és egyszerű házban lehet elhelyezni. Mivel mindegyik végállásban a záróelemet meghatározott erő tartja és a kapcsolási műveletet is pneumatikus es/vagy me5 chanikus (rugó) erők valósítják meg, a találmány szerinti szakaszkapcsoló szerkezet nincs meghatározott beépítési helyzethez kötve, tehát a helyzettől függetlenül hatásos. A találmány szerinti kapcsolószerkezetnek mindenek előtt azonban az az előnye van, hogy ez biztosítja a szelepátömlés hirtelenszerű teljes nyitását közvetlenül a záróelem megemelkedésének kezdete után, amint a továbbítószerkezet hatása érvényesül. A kapcsolási ütem bekap15 csolási, illetve égési szakaszának ez az extrém meredeksége kezdete mindenek előtt az úgynevezett sztöchiometriaí arányt meghaladó előkeverésű gázégőknél, különösképpen az injektor-égőknél előnyös. Az ilyen égőknél fon20 tos az, hogy a lángfészek előtti előkeverő kamra szakaszos üzem esetén is a gáz és az égéslevegő helyes keverési arányában álló keverékével legyen töltve, aminek következtében szakaszos üzemben az égő levegőaránya a fo25 lyamatos' üzemhez tartozó optimális levegőarányhoz kerül lehetőség szerint közel.

A találmány egyik előnyös kiviteli példáját az jellemzi, hogy a záróelemnek legalább részben mágnesezhető, vagy mágneses anyag30 ból álló szeleptányérja és ezzel szilárdan kapcsolódó, a ház második kamrájában végződő szára van, amellyel a nyomáskiegyenlítő csatorna központosán halad. Ez esetben a szár átvezet a membrán központi nyílásán és a kül35 ső végénél a köpeny végével van szilárdan összekötve. Előnyös módon a köpeny a záróelemet körülvevő gáztömör gumiköpeny, ami egyrészt a záróelemmel, másrészt pedig a membránnal van összekötve. A gumi köpeny egyszerűsíti a szerkezeti kivitelt és kiegészítő rugót képez, például csavar-rugó ilyenkor a záróelem nyitómozgásának az ugrásszerű gyorsítására felesleges. Ezenkívül a réseknél fellépő veszteségek a szelepszár mentén a két házbeli kamra között elkerülhetők.

A szeleptányér a köpenynél a száron függve helyezkedik el. A szelepátömlés zárásánál a köpenynél a záróelem egyoldalú központosítása elegendő; az előnyös módon magában a szelepátömlésben elhelyezett állandó mágnes húzóereje gondoskodik a szeleptányér megbízható elhelyezkedéséről a szelepülésen.

A találmány egyik előnyös kiviteli példája esetében a nyomáskiegyenlítő csatornában olyan kapilláris cső van kiképezve, amelynek a nyíláskeresztmetszete és hossza a nyomáskiegyenlítő csatorna áramlási ellenállását határozza meg és a szakaszkapcsoló szerkezet kapcsolási időállandóját befolyásolja. A kap50 csolási időállandó változtatására megfelelően megváltoztatott hosszúságú kapilláris cső alkalmazható előnyös módon. A fojtási keresztmetszet változtatása az áramlási ellenállás módosítására meghatározott nyíláskereszt-g metszet alatt a fúvóka eltőmődésének veszélye miatt problematikus. Alapvetően azonban a

-2195302 kapilláris cső helyett is lehet állítható fojtást alkalmazni a nyomáskiegyenlítő csatornában.

A szelepátömlésnek előnyös módon a záróelem mozgástengelyével közös tengelyű, a szelepüléssel pedig központos olyan furata van, amelybe az állandó mágnes szilárdan be van szerelve. Az állandó mágnes olyan pólussaruk között van, amelyeknek a záróelem felé eső vége az állandó mágnes homlokfelülete felett kiáll. Ez esetben a furatnak a két pólussaru kiálló végeinek környezetében a gázkivezetéssel közlekedő gyűrűs hornya van. A találmány ilyen továbbfejlesztésének az az előnye van, hogy az állandó mágnesből és a pólussarukból álló egységet a furatban tetszésszerinti helyzetben lehet a nélkül rögzíteni, hogy a gázkivezetéshez vezető összekötő út részben, vagy egészen elzáródna. A gyűrűs horony minden esetben a ház kivezetéséhez akadálytalan gázátvezetést biztosít.

A membrán előnyös módon a háznak támaszkodó nyomórugó segítségével van a záróelem záróhelyzetének megfelelő végállásban előfeszítve. Ez a nyomórugó a membránt a zá-. róelem záróhelyzetének megfelelő állásba nyomja,és ily módon biztosítja a szelep kifogástalan, megbízható zárását. Ezen rugó nélkül a ható mágneses erő függvényében kellene a membránt pontosan beállítani. Ezen felül a nyomórugó az elkészítés és a fenntartás költségeit csökkenti.

A kővetkezőkben a találmányt a rajzon ábrázolt kiviteli példa alapján ismertetjük közelebbről. Az ábrák a következők:

1. ábra: a találmány szerinti pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezet egyik kiviteli példájának tengelymenti metszete,

2. ábra: a ház egy részének az 1. ábra II-II metszésvonala mentén vett metszete, és

3. ábra: a 2. ábrán metszetben látható mágnesből és pólussaruból álló egység nagyított oldalnézete.

Az 1. ábrán metszetben ábrázolt szakaszkapcsoló szerkezetnek az 1 jelű háza két 2 és házrészből áll. A 2 és 3 házrész közé feszített gumi membrán az 1 ház közelítőleg hengeres belső terét a ház 5 első kamrájára és 6 második kamrájára osztja fel. Az alsó 2 házrészben van kiképezve a 7 gázbevezetés, a 8 gázkivezetés, a 9 és 10 összekötőcsatorna, valamint a gázbevezetés és a gázkivezetés közötti szakaszba iktatott szelep rögzített része.

A szelepnek záróelemként szolgáló olyan 11 szeleptányérja van, amely a szelepnek az 1. ábrán ábrázolt záró állásában a tömítéssel ellátott 12 szelepüléssel érintkezik és zárja a ház 5 első kamrája és a 8 gázkivezetés közötti szelepátömlést. A 13 szelepátömlés a ház tengelyével központos 15 zsákfuratban folytatódik. Ez utóbbiban van a 20 állandó mágnesből és a 21 pólussarukból álló állandó mágnesköteg (3. ábra) rögzítve. A 21 pólussaruknak a 11 szeleptányérral szomszédos vége ki4 áll a 20 állandó mágnes fölé. A 15 zsákfuratnak a szeleptányér felé eső végénél olyan 16 horonygyűrű van kiképezve, amely nyitott szelepnél a gáz akadálytalan átjutását biztosítja a 7 gázbevezetéstől a 9 összekötőcsatornán, a ház 5 első kamráján és a 13 szelepátőmlésen keresztül a 8 gázkivezetés 10 összekötőcsatornájáig úgy, hogy ez ráadásul független a 20, 21 mágnesegység beépítési helyzetétől.

A 11 szeleptányér a leírt kiviteli példa esetében legalább részben mágnesezhető anyagból van, és ezért az ábrázolt záróállásban a 20 állandó mágnes a 12 szelepüléshez vonza. Más kiviteli változatnál a 11 szeleptányérba, illetve a záróelembe is lehet egy gyűrűmágnes beépítve, amely vagy a szelepülésben lévő mágnes megfelelő ellentétes pólusával, vagy a szelepülés mágnesezhető részével van mágneses kölcsönhatásban.

A 11 szeleptányér függő elrendezésben a merev 23 szár segítségével van összekötve a gáztömör gumi 24 köpeny egyik végével. A szár segítségével kidomborított 24 köpeny másik vége gáztömören van a 4 membránnal öszszekötve. A 25 nyomáskiegyenlítő csatorna a ház 14 tengelyéhez képest központosán halad át az egész 23 záróelem-száron keresztül és a 3 gázkivezetés felé nyitott 13 szelepátömlést köti össze a ház 6 második kamrájával. Az átmenő furatként kiképezett 25 nyomáskiegyenlítő csatornába olyan 28 kapilláris cső van mereven beiktatva, amelynek a hossza és a keresztmetszete határozza meg a nyomáskiegyenlítő csatorna áramlási ellenállását és amely, amint ezt a következőkben a működés leírásának keretében ismertetni fogjuk, a kapcsolás időállandóját alapvetően befolyásolja.

A 11 szeleptányérból és a 23 szárból álló záróelem a ház 14 tengelye mentén a szelep zárásának és nyitásának céljából eltolható. A 23 száron műanyagból, vagy fémből készített merev 26 hüvely helyezkedik el eltolhatóan. A 26 hüvely a 4 membrán kimozdítható 40 lapjával van mozgáskapcsolatban. A 4 membrán, illetve a 40 kimozdítható lap meghatározott elmozdulása után a 26 hüvely a felső homlokfelületével nekitámaszkodik a 23 szárhoz mereven rögzített 27 ütközőnek és a 27 ütköző segítségével az egész záróelemet a ház 14 tengelyének az irányában magával viszi. Ekkor a fellépő erő legyőzi a 11 szeleptányért a 12 szelepüiésen tartó mágneses erőt.

A 24 köpeny rugalmas szerkezeti elemként van megvalósítva és az 1. ábrán feltüntetett kiviteli példa esetében nyomórugóként hat, mely a ház 14 tengelyének irányában összenyomáskor megfeszül és a 11 szeleptányérnak a 12 szelepüléstől való elszakadásakor kitágulás közben ugrásszerűen feszültségét elveszti. A 24 köpenynek ez a működése a 11 szeieptányér lökésszerű nyitását eredményezi, amint a 26 hüvely a 27 ütközővel érintkezésbe lép.

A ház 30 furatába olyan 31 állítócsavar van becsavarva, amelyen a 4 membrán 40 lap3

-3195302 ját az 1. ábrán ábrázolt véghelyzetbe szorító 32 nyomórugó támaszkodik. A 31 csavar elforgatásával lehet a 32 rugó előfeszítését és ezzel a 4 membrán kitérésének jelleggörbéjét, valamint a szakaszkapcsoló szerkezet kapcsolási időállandóját változtatni.

Az előzőekben leírt szakaszkapcsoló szerkezet működési elve a következő:

A 7 gázbevezetésnek és ezzel a ház 5 első kamrájának a nyomásmentes állapotában a 4 membrán másik oldalán lévő 6 második kamra is nyomásmentes, és a 4 membrán abban az 1. ábrán feltüntetett véghelyzetben van, amelyben a 20, 21 mágnesegység a 11 szeleptányért a 12 szelepülésen tartja. A ház 5 első kamrájának a 7 gázbevezetésen keresztül történő nyomásterhelése esetén a 4 membrán, illetve a membrán 40 lapja a ház felső 6 második kamrájának irányába tér ki. A mozgásában a 40 lappal kapcsolt 26 hüvely közeledik a 27 ütközőhöz. Ilyenkor a 20, 21 mágnesegység hatása alatt a 11 szeleptányér szilárdan a 12 szelepülésen marad, a rugalmas gumi 24 köpeny pedig megfelelő mértékben összenyomódik. Mihelyt a 26 hüvely felső homlokfelülete a 27 ütközőt eléri, az egész 11, 23 záróelem a ház 14 tengelyének irányában felemelkedik, és a 11 szeleptányér a szelepüléstől elválik. Ebben a pillanatban a 24 köpenyhez tartozó, előzőleg megfeszített rugó szabaddá válik és erőmentessé válik a 11 szeleptányér nyitó mozgásának ugrásszerű gyorsítása közben. A 13 szelepátömlés ezért hirtelen teljesen szabaddá válik, és a gáz a 7 gázbevezetéstől a 8 gázkivezetéshez tud áramlani. A ház 5 első kamrájában uralkodó nyomás nyitott szelep esetén kiegyenlítődik a ház 6 második kamrája felé a 25 nyomáskiegyenlítő csatornán keresztül. A 28 kapilláris cső által megszabott áramlási ellenállás határozza meg az 5 és a 6 kamra közötti teljes nyomáskiegyenlítődés idejét. Mihelyt a nyomáskiegyenlítődés fellép, a 4 membrán 40 kimozdítható lapját a 32 nyomórugó ismét visszaállítja az 1. ábrán feltüntetett véghelyzetbe. A ház 6 második kamrájának nyomása most csökken a 25 nyomáskiegyenlítő csatornán és a 8 gázkivezetésen keresztül. Ezután új kapcsolási ciklus kezdődik, amelyet az egyik membránoldalon a ház 5 első kamrája és a másik membránoldalon a ház 6 második kamrája közötti nyomáskülönbség határoz meg.

Az előzőleg leírt kiviteli példától eltérően a rugalmas gumi 24 köpenyt csavarrugóként is meg lehet valósítani. Ilyenkor kielégítően tömített lezárásról kell gondoskodni a záróelem 23 szára és a 4, 40 membránnal összekötött 26 hüvely között.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Pneumatikus szakaszkapcsoló szerkezet, különösképpen főző-, vagy fűtő berendezésekben történő alkalmazáshoz, amelynek a házában található a gázbevezetés és a gázkivezetés, az ezeket összekötő szakaszban iktatott szelep a szelepátömlést elzáró olyan záróelemmel, amelyet két mágneses kapcsolatban álló 4 szerkezeti elem tart a szelepülésen, és amely a mozgástengely mentén a szelepülésről felemel· hető, továbbá a mozgástengely irányába kitéríthető, a ház belső terét olyképpen két kamrára osztó membrán, hogy a ház első kamrája a gázbevezetéssel, a második kamrája pedig a gázkivezetéssel van összeköttetésben nyomás kiegyenlítő csatornán keresztül, azzal jellemezve, hogy az egymással mágneses kapcsolatban álló két szerkezeti elem — például állandó mágnes (20) és pólussaru (21) — közül az egyik rögzítve van az állandó helyzetű szelepüléssel (12) együtt, a másik pedig a záróelemhez — például a szárral (23) ellátott szeleptányérhoz (11) — azzal együttmozgathatóan van kapcsolva, a nyomáskiegyenlítö (25) a záróelemben — például a szeleptányérban (11) és a szárban (23) — kiképzett csatorna formájában a szelepátömlés (13) felé eső oldal és a ház második kamrája (6) közé van iktatva, a membránhoz (4) a záróelemmel — például a szeleptányérral (11) — kapcsolatban álló hüvely (26) van rögzítve, míg a hüvely (26) útjában ütköző (27) van, továbbá, hogy a membrán (4) és a záróelem — például a szeleptányér (II) — közé iktatott, határolt feszíthetőségű köpenye (24) van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a záróelem legalább részben mágnesezhető, vagy mágneses anyagból készített szeleptányérból (11) és az ezzel szilárdan összekötött, a ház második kamrájában (6) végződő olyan szárból (23) áll, amelyen keresztül vezet központosán a nyomáskiegyenlítő csatorna (25), továbbá a szár (23) át van vezetve a membrán (4, 40) központi nyílásán és a külső végénél szilárdan össze van kötve a köpeny (24) egyik végével.
3. 3. Az 1., vagy a 2. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a köpeny (24) a mozgástengeiy (14) irányába megnyújtható és gáztömör, továbbá egyoldalról a záróelemmel (11, 23) és másoldalról a membránnal (4, 40) van összekötve.
4. 4. A 3. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a záróelemet (23) körülburkoló köpeny (24) anyaga gumi.
5. 5. A 4. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a szeleptányér (11) a köpenyen (24), a száron (23) felfüggesztve van elhelyezve.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nyomáskiegyenlítőben (25) kapilláris cső (28) van.
7. 7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nyomáskiegyenlítőbe (25) iktatott állítható fojtás van.
8. 8. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a továbbító szerkezetnek a záróelem szárán (23) eltolható, mozgásában a membránnal (4, 40) csatolt hüvelye és a hüvely moz-4195302 gásának útjában elhelyezett, a szárral szilárdan összekötött ütközője (27) van.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, 5 hogy a szelepátömlésnek (13) a mozgástengellyel (14) központosán haladó, a szelepüléshez képest koncentrikus furata (15) van, amelybe az állandó mágnes (20) szilárdan van behelyezve. 10
10. 10. A 9. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy az állandó mágnes (20) két olyan pólussaru (21) között van elhelyezve, amelyeknek a záróelem felé eső végei az állandó mágnes homlokfelülete fe- 15 lett kiállnak, továbbá, a két pólussaru (21) kiálló végeinek környezetében a furatnak (15) a gázkivezetéssel közlekedő horonygyűrűje (16) van.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a membrán (4) a háznak (1) támaszkodó nyomórugó (32) segítségével elő van feszítve a záróelem (11, 23) zárt állásának megfelelő végállásban.
12. 12. A 11.. igénypont szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a nyomórugó (32) központosán, vagy párhuzamosan, a házba (1) tömitetten becsavart állítócsavarra (31) támaszkodik, továbbá a membránra (4, 40) ható rugóerő az állítócsavar állásának változtatásával a záróelem (II, 23) mozgásién gelyének (14) irányában változtatható.
13. 13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti szakaszkapcsoló szerkezet, azzal jellemezve, hogy a ház (1) két olyan házrészből (2, 3) áll, amelyek között a membrán (4, 40) ki van feszítve.