HU196480B - Axial-flow mechanic driven valve of internal drive - Google Patents

Description

A találmány tárgya axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtóműves szelep, főként nagy névleges átmérőjű és a gázt vagy folyadékot nagy nyomáson szállító csővezeték hálózatokhoz alkalmazható szelep, amely révén a szelep zárásához szükséges nagy záróerőt a szelep súlyának és méreteinek számbavehető megnövelése nélkül is biztosítani lehet.

Az ismert, hagyományos szelepkonstrukciók túlnyomó részénél a szelepen áthaladó gáz vagy folyadék körülbelül 90°-os szögben kétszer is változtatja irányát. A nagyobb névleges átmérőjű és a gázt vagy folyadékot nagy nyomáson szállító csővezetékek szelepeinél a zárási folyamat végén olyan nagy ellenerők hatnak a zárótestre, hogy a zárást mar nem lehet kézzel végezni. Ilyen esetekben a nagy záróerök kifejtésére a szelepen kívüli, a szelepre épített hajtóműveket alkalmaznak.

A külső hajtóműveket általában motorral, például hidromotorral vagy villamosmotorral működtetik. Rendszerint ilyen külső hajtóműveket alkalmaznak távműködtetésű szelepeknél is.

Az ismert, külső hajtómüves szelepek hátrányos tulajdonsága, hogy méreteik nagyok, a szelep összmérete az áramlási irányra merőlegesen a névleges átmérőnek 6-8-szorosa és ennek következtében a helyigényük igen nagy, továbbá súlyosak. Mindez a szállítást és a szerelést megnehezíti, a szelep és hajtóműve előállításánál nagy az anyagfelhasználás és a munkaigény, amik a szerelvény árát jelentősen megnövelik.

Ismertek mar axiális átömlésű szelepek is. Ezeknél a csővezetékben szállított közeg iránytörése kisebb és ezért maga a szelep kisebb helyigényű.

Az axiális átömlésű szelepek házéban egy a házzal egytengelyű hüvelyszerü tartóelem van, amely bordák révén van a ház falához erősítve és így a ház fala és a hüvelyszerű tartóelem között a gáz vagy folyadék át tud áramlani. A hüvelyszerű tartóelemben a szelepülék irányában elmozgatható és az ülékhez fektethető zárótest van vezetve.

Az ismert axiális szelepek egy részénél a zárótestnek szelepülék irányában való mozgatását hidraulikus hajtással végzik. Ilyen megoldásokat ismertetnek például a DE 2 442 814 számú, a DE 2 620 905 számú és a DE 2 744 917 számú szabadalmi leírások, valamint a HU 183 402 számú szabadalmi leírás. Ezek szerkezeteinek hibája, hogy a hidraulikus hajtáshoz szükséges nyomófolyadékot a szelepen kívül elhelyezett munkahengerből vagy hálózatból kell a szelepbe bevezetni, ezért az ilyen szelep csak olyan helyeken alkalmazható, ahol megfelelő munkahenger vagy hálózat van. Hiba az is, hogy a szelep belső hajtásának mechanikus részei, például rugói, vezetékei stb. a szállított gázzal vagy folyadékkal állandóan érintkezésben vannak, ezért a szállított közegben levő szemcsés és korróziót okozó összetevők a mechanikus alkatrészeket rövid idő alatt megrongálják. A hidraulikus hajtásnál gyakran lépnek föl tömítési hibák, amik a szelep működését megbízhatatlanná teszik. A hidraulikus hajtás alkalmazása előfeltételeinek biztosítása költséges.

Ismertek olyan axiális átömlésű szelepek is, amelyeknek teljesen mechanikus hajtása van. Egy ilyen teljesen mechanikus belső hajtású szelepet ismertet például a DE 2 853 719 számú szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál a zárótestet tartó dugattyú tengelyirányú mozgatása a szelepházon kívül levő, munkahengeres-fordítókaros szerkezettel elfordítható tengelyre erősített hajtóbütyök és az ezzel kapcsolódó, a dugattyúban levő mélyedés révén végezhető. E megoldás hibája, hogy a hajtóbütyök és a mélyedés egymással kapcsolódó és egymáson súrlódó aktiv felületei aránylag rövid ideig tartó használat után már olyan mértékben elkopnak, hogy feladatuk ellátáséra alkalmatlanokká válnak. Hátrányos tulajdonság az is, hogy a szállított közeg bejut a hajtómű fő részét tartalmazó hüvelyrészbe, ami - főként korróziót kiváltó és apró kemény szemcséket tartalmazó szállított közeg esetén - a hajtómű működés szempontjából fontos alkatrészeinek, például rugójának korai elhasználódását okozza.

Az ismert axiális átömlésű szelepek egy további csoportját olyan szelepek képezik, amilyeneket például a GB 532 848 számú és a GE 194 606 számú szabadalmi leírások ismertetnek. Ezek olyan teljesen mechanikus belső hajtású szelepek, amelyeknél a zárótestet az ülék irányában a szelepház falén keresztülnyúló, a külső végén kézikereket tartó, belső végén kúpfogaskerékkel összeerósített tengely forgatása révén lehet mozgatni. A kúpfogaskerék olyan másik kúpfogaskerékkel kapcsolódik, amely menetes orsó végére van erősítve. Az orsó menetes része a zárótestben levő csavaranyában forgatható, igy a kézikerék forgatásakor a zárótest az ülék irányában elöre-hátra mozog, a kézikerék forgási irányától függően. Az ilyen megoldás hibája, hogy az esetleg korróziót okozó összetevőt és/vagy apró kemény szemcséket tartalmazó szállított közeg bejut a hajtószerkezet kúpkerekeinek és csavarmenetes szerkezetrészének terébe és ezeket rongálja, koptatja. A kúpkerekek és a csavarmenetek aránylag rövid idő alatt használhatatlanokká vélnak.

A teljesen mechanikus hajtású ismert szelepeknek olyan csoportja is van, amelyeknél a szelepházon kívüli kézikerékkel forgatható tengely belső végére csiga van erősítve, amely egy csigakerékkel kapcsolódik. Ilyen szerkezeti megoldásokat ismertetnek péládul az US 1 387 446 számú és a FR 916 809 számú szabadalmi leírások. Ezeknél a megoldásoknál a csigakerék forgástengelye egybeesik a szelepház hossztengelyével és a csigakerekek oldalából, illetve oldalaiból egy olyan menetes orsó nyúlik ki, amely szintén egytengelyű a szelepházzal és menetes része a hozzá tartozó zárótest anyamenetében forog. így a szelepházon kívüli kézikerék forgatásakor forog a hozzá tartozó tengely, a sziga, a csigakerék és az ebből kinyúló menetes orsó is, a zárótest pedig a szelephéz hossztengelye mentén a szelepülék irányában mozog, a kézikerék forgási irányétól függő irányban.

Az ilyen megoldások hibája, hogy a szállított gáz vagy folyadék konstrukcióhoz tartozó nyíláson vagy a zárótestet a hüvelyrészben egyenesben vezető hornyokon keresztül bejut a csiga és csigakerék terébe, ezeket gyorsan koptatja, korrodálja. További hiba, hogy a zárótesttel kapcsolódó orsó menetes részének átmérőjét csak aránylag kicsire lehet választani. A szelep zárótestének zárás irányú mozgásakor nagy erők hatnak a zárótestre, főként ha a szelepen nagynyomású gáz vagy folyadék áramlik át. E nagy nyomás következtében van szükség arra is, hogy a szelepen átéramló közeget a zárótest belső felületéhez, tehát a hajtó csigához és csigakerékhez is engedjék, nyomáskiegyenlités céljából. A kis átmérőjű anyamenetben a hozzá tartozó orsó menetei forognak és a szelep hossztengelye irányában haladnak, miközben aránylag nagy erőkkel az anyamenetekhez nyomódnak, így a menetek egymást koptatják. Ha a szállított közegben kemény anyagszemcsék is vannak, ezek az orsó menetének az anyamenetből kihúzott állapotában az orsó meneteibe tapadnak. E csemcséket az orsó menetei a következő zárási műveletnél magukkal viszik az anyamenetbe, azaz az orsó és az anya meneteinek egymást koptató hatását megnövelik, meggyorsítják.

A találmány feladata olyan axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtóműves szelep létrehozása, amelynél a hajtás egymással kapcsolódó és egymáson csúszó szerkezetrészei, így csigája és csigakereke, valamint orsómenete és anyamenete a szállított gáztól vagy folyadéktól teljesen elzárt, kenést is lehetővé tevó térben van elhelyezve, továbbá a zárótestet az ülék irányában mozgató erőt átadó és átvevő menetfelületek az eddig ismert megoldások menetfelületeinél jelentősen nagyobbak.

A találmány a kitűzött feladatot olyan axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtómüves szelep létrehozása révén oldja meg, amelynek a ház belsejéhez bordák révén erősített, a házzal egytengelyű hüvelye, a hüvelyben egyenesben vezetett, a házzal és hüvellyel egytengelyű zéróteste, a ház hossztengelyére merőlegesen a ház falán keresztülnyúló szar belső végére erősített csigaorsója, a csigaorsóval kapcsolódó csigakereke, valamint a csigakerékkel kapcsolódó, a végén a zárótesthez csatlakozó menetes mozgató orsója van, és amelynek jellemzője, hogy csigaorsója és csigakereke a szállított gáztól vagy folyadéktól tömitetten elzárt, a hüvely belső felületéhez, valamint a csigakerék oldalaihoz fekvő egy-egy zsrótárcsa vagy zárótárcsa és támasztó tárcsa révén határolt térben van elhelyezve, a csigakerékben anyamenet van kialakítva, amelybe a külső végén a zárótestet beállított helyzetben változatlanul tartó orsó megnövelt átmérőjű külső menetes szakasza kapcsolódik, és a támasztó tárcsában vagy a zárótárcsákban az orsóban levő siklóreteszt átbocsátó, a szelep hossztengelyével párhuzamos horony van.

A találmány szerinti szelep további jellemzője, hogy támasztó tárcsájának a csigakerék agyrészét központosán, a szelep hossztengelyével egytengelyűén tartó belső, fazék alakú homlokfelülete és a hüvelyben levő furat vállához támaszkodó külső sík homlokfelülete van.

Jellemző az is, hogy zárótárcsájának a csigakerék agyrészét központosán, a szelep hossztengelyével egytengelyűén tartó belsó, fazék alakú homlokfelülete van.

A zárótárcsák külső kerülete mentén a hüvely belső falához fekvő tömítés,' belső kerületi felületén pedig az orsóhoz fekvő tömítés van elhelyezve.

Jellemző végül az is, hogy a zárótárcsák a belső homlokfelületükhöz fekvő szeletelt gyűrű és külső felületükhöz fekvő rugós biztosító gyűrű révén vannak a hüvelyhez viszonyított helyzetükben rögzítve.

A találmány szerinti axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtómüves szelepet részleteiben a rajzokon vázolt példaképpeni kiviteli alakjaival kapcsolatban ismertetjük.

Az 1. ábra a találmány szerinti szelep egy példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos metszete, részben nézete.

A 2. ábra az 1. ábrán látható szelep II-II vonal menti vázlatos metszete, részben nézete.

A 3. ábra a szelep egy további példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos metszete, részbep nézete.

A 4. ábra a 3. ábrán látható szelepkivitel

IV-IV vonal menti metszete, részben nézete.

A találmány szerinti szelep 1. és 2. ábrákon szemléltetett kiviteli alakjánál az 1 ház belső terében 2 hüvely van, amely az 1 házhoz egy vagy több, előnyösen áramlási irányban elnyúló 3 borda révén van erősítve úgy, hogy az 1 ház a 2 hüvellyel egydarabként van öntve. Az 1 ház belső felülete és a 2 hüvely külső felülete olyan alakúra van kiképezve, hogy közötlük előbb növekvő átmérőjű, majd csökkenő átmérőjű gyürűtér van, amelyen a közeg akadálytalanul áramlik át.

A 2 hüvely az egyik végén nyitott és e végben 4 zárótest 5 szelepülék irányában mozgathatóan van vezetve. A 4 zárótest az 1 ház hossztengelyével egybeeső tengelyű 6 orsó egyik végére menetes csatlakozással van erősítve. A 6 orsót a 2 hüvelyben szabadon elfordítható 7 csigakerék veszi körül, amelynek központosán kiképzett furata anyamenetként van kialakítva. Az anyamenet a 6 orsó megnövelt átmérőjű, külső menetes 8 szakaszával kapcsolódik. A 6 orsó 8 szakasza melletti végében 9 siklóretesz van, amely a 2 hüvelynek hátsó, lezárt végében levő terében hosszirányban szabadon tud mozogni.

A 2 hüvely központos furatában a 6 orsó 9 siklóreteszt tartalmazó végét körülfogó 10 támasztó tárcsa van elhelyezve, amely lényegében fazék alakú. A 10 támasztó tárcsa sík homlokfelülete a 2 hüvelyben levő furat 11 vállához támaszkodik, a másik, a bemélyedéssel kiképzett homlokfelülete pedig a 7 csigakerék egyik oldalán levő agyrészt fogja körül. A 10 támasztó tárcsa a 7 csigakerék agyrészét egyrészt központosán, a szelep hossztengelyével egytengelyűén tartja, másrészt megakadályozza a 7 csigakeréknek a 2 hüvely zárt vége felé való elmozdulását. A 10 támasztó tárcsát a szelep hossztengelye körüli elfordulás ellen 12 rögzítőcsap biztosítja. A 10 támasztó tárcsa furata hornyos furatként van kialakítva, amelyen a 9 siklóretesz és a 6 orsó hosszirányban áttolható.

A 7 csigakeréknek 10 támasztó tárcsával ellentétes oldala mellett 13 zárótárcsa van a hüvely furatába erősítve. A 13 zárótárcsa is fazék alakú és ugyanúgy központosán tartja a 7 csigakerék 4 zárótest felőli oldalán levó agyrészét, mint a 10 támasztó tárcsa a hozzá tartozó agyrészt. A 13 zárótárcsát az egyik oldalánál levő 14 szeletelt gyűrű és a másik oldalánál levő 15 rugós biztosító gyűrű erősíti a 2 hüvelyhez, illetve tartja meg beállított helyzetében.

Az 1 házat és 2 hüvelyt összekötő egyik bordában furat van, amelyben 16 és 17 perselyek révén 18 csigaorsó van forgathatóan ágyazva. A 3 bordában levő furatot megfelelő tömítőgyűrűk és tömszelence zárja le. A 18 csigaörsónak furatból kinyúló 19 szárára 20 kézikerék van erősítve, amelynek segítségével a 18 csigaorsó forgatható. A 21 és 22 tömítések, valamint a 19 szárat körülfogó tömítések gondoskodnak arról, hogy a 7 csigakereket és 18 csigaorsót tartalmazó tér zárt legyen és így a teret meg lehessen tölteni megfelelő kenőanyaggal.

Az 1. és 2. ábrákon látható szelepkivitel működése közben a 20 kézikereket forgatjuk, aminek hatására a 7 csigakerék forog, a külső menetes 8 szakasszal kiképzett 6 orsó pedig hossztengelye irányában eltolódik a rajta levő 4 zárótesttel együtt.

A 7 csigakerék és a vele kapcsolódó 18 csigaorsó helyett ferde fogazású fogaskerék, illetve ezzel kapcsolódó ferde fogazású hengeres kerék is alkalmazható.

A 3. és 4. ábra a találmány szerinti szelep egy további lehetséges kiviteli alakját szemlélteti. E kiviteli alak abban tér el az előző kiviteli alaktól, hogy ez keverő vagy elosztó szelepként alkalmazható, azaz két egymással egytengelyű 5 szelepülékkel kiképzett csonkja és a hossztengellyel célszerűen 90°-os szöget bezáró harmadik csonkja is van. E kiviteli alaknál a 2 hüvely mindkét végén nyitott, azaz teljesen át van fúrva. A szelep hossztengelyével egytengelyű 6 orsó mindkét végére egy-egy 4 zárótest van csavarkötéssel erősítve és a 7 csigakerék mindkét oldalán egy-egy 13 zárótárcsa van, amelyek egymással szembefordítva vannak elhelyezve. Mindkét 13 zárótárcsában egy-egy hornyos furat van, amelyeken a 6 orsó végein kiképzett 9 siklóreteszek hosszirányban áttolhatok. A 13 zérótárcsák az 1. és 2. ábrákon látható módon négy darabból álló 14 szeletelt gyűrűkkel, vagy a 3. és 4. ábrákon látható módon több kúpos 23 csapszeggel erősíthetők a 2 hüvelybe. A 4 zárótestek és a 2 hüvely közötti rés lezárásáról, illetve a tömítésről 24 tömítőgyűrűk gondoskodnak.

A 3. és 4. ábrákon látható szelep ugyanúgy működtethető, mint az 1. és 2. ábrán szemléltetett kiviteli alak, azzal az eltéréssel, hogy ennél a kiviteli alaknál vagy a baloldali, vagy a jobboldali 4 zárótesttel lehet a hozzá tartozó 5 szelepülék átömlö nyílását lezárni. A 6 orsó a 9 siklóreteszek helyett sokszög keresztmetszetűre is készíthető.

A találmány szerinti axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtóműves szelep legfontosabb előnyös tulajdonságai a következők:

A hajtóműnek valamennyi kopásra, meghibásodásra hajlamos része teljesen zárt, megfelelő módon kenhető térben van, ezért meglepően üzembiztos. További előny, hogy a zárótestet az ülék irányában mozgató erőt átadó és átvevő menetfelületek az eddig ismert megoldások menetfelületeinél jelentősen nagyobbak, mert az aránylag nagy átmérőjű csigakerék belsejében vannak, és igy ezek kopása jelentősen kisebb, mint az ismert megoldásoknál.

Claims (5)

1. Axiális átömlésű, mechanikus hajtású belső hajtóműves szelep, amelynek a ház belsejéhez bordák révén erősített, a házzal egytengelyű hüvelye, a hüvelyben egyenesben vezetett, a házzal és hüvellyel egytengelyű záróteste, a ház hossztengelyére merőlegesen a ház falán keresztülnyúló szár belső végére erősített csigaorsója, a csigaorsóval kapcsolódó csigakereke, valamint a csigakerékkel kapcsolódó, a végén a zárótesthez csatlakozó menetes mozgató orsója van, azzal jellemezve, hogy csigaorsója (18) és csigakereke (7) a szállított gáztól vagy folyadéktól töirdtetten elzárt, a hüvely (2) belső felületéhez, valamint a csigakerék (7) oldalaihoz fekvő egy-egy zarötár' :.··. (13) vagy zárótár5 csa (13) és támasztó tárcsa (10) révén határolt térben van elhelyezve, a csigakerékben (7) anyamenet van kialakítva, amelybe a külső végén a zárótestet (4) beállított helyzetben változatlanul tartó orsó (6) megnövelt, átmérőjű külső menetes szakasza (8) kapcsolódik, és a támasztó tárcsában (10) vagy a zárótárcsákban (13) az orsóban (6) levő siklóreteszt (9) átbocsátó, a szelep hossztengelyével párhuzamos horony van.

2. Az 1. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy támasztó tárcsájának (10) a csigakerék (7) agyrészét központosán, a szelep hossztengelyével egytengelyűén tartó belső, fazék alakú homlokfelülete és a hüvelyben (2) levő furat vállához (11) támaszkodó külső, sík homlokfelülete van.

3. Az 1. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy zárótárcsájának (13) a csigakerék (7) ugyrészét központosán, a szelep hossztengelyével egytengelyűén tartó belső,

5 fazék alaki! homlokfelülete van.

4. Λζ 1. vagy 3. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy a zárótárcsák (13) külső kerülete mentén a hüvely (2) falához fekvő tömítése (21) és belső kerületi felüle10 lén az orsóhoz (6) fekvő tömítés (22) van.

5. A 3. vagy 4. igénypontok bármelyike szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy aÁzárótárcsák (13) a belső homlokfelületükhöz fekvő szeletelt gyűrű (14) és külső homíok’-5 felületükhöz fekvő rugós biztosító gyűrű (15) révén vannak a hüvelyhez (2) viszonyított helyzetükben rögzítve.