HU215290B - Főelzáró szerelvény - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti főelzáró szerelvény szelepházat (1), aszelepházban tömítetten ágyazőtt főrgó elzáróelemet, főrgatóelemet (3)és a szelepház üregében elhelyezett tömítőelemeket (8) tart lmaz, ahőlaz elzáróelem egymással szembenfekvő, egytengelyű átömlőnyílásőkkal(19, 20) és leeresztő fűrattal ellátőtt üreges gőlyó (2), tővábbá aszelepház falában leeresztő fűrat (13) van és a talá mány szerint aszelepháznak (1) a csatlakőzócsőnkőkkal (9, 10) egytengelyű hengeresürege (11) van; a tömítőelemek (8) az üreg (11) belső felülete,valamint a gőlyó (2) és a főrgatóelem (3) palástja özötti teret teljesmértékben kitöltően vannak kialakítva; a szelepház (1) leeresztőfűratáhőz (13) az egyik tömítőelemben (8) leeresztő járat (18)csatlakőzik és a gőlyó (2) falában a két átömlőnyíl s (19, 20) közötta gőlyó (2) üregével közlekedő átvezető fűrat (14) van kialakítva őlymódőn, hőgy az a szerelvény nyitőtt állapőtában az egyik tömítőelemmel(8) le van zárva, a szerelvény zárt álla őtában pedig anyőmásmentesített csatlakőzócsőnk (9) átömlőjáratába nyílik ésűgyanakkőr az egyik átömlőnyílás (20) a leeresztő járattal (18) állközlekedő kapcsőlatban. ŕ

Description

A találmány tárgya főelzáró szerelvény, elsősorban hálózati nyomóvezetékbe történő beépítésére, amely szelepházat, a szelepházban tömítetten ágyazott forgó elzáróelemet, forgatóelemet és a szelepház üregében elhelyezett tömítőelemeket tartalmaz, ahol az elzáróelem egymással szembenfekvő, egytengelyű átömlőnyílásokkal és leeresztőfurattal ellátott üreges golyó és a szelepház falában leeresztő furat van.

Ilyen főelzáró szerelvényeket általában nyomóvezetékbe építenek főcsapként és feladatuk a nyomás alatt áramló közeg útjának elzárása az egyik oldalon, a másik oldalon pedig a nyomásmentesített szakaszban maradt közeg eltávolítása. Ez igen fontos vízvezetéki rendszerekben fagyveszélyes, szakaszosan üzemeltetett berendezéseknél, a fagyási károk megelőzésére. Hasonlóképpen fontos az ilyen elzáró szelep préslevegős rendszerekben, ahol az elzárás után a működtetett technikából a nyomást le kell engedni számos okból, nem utolsó sorban a balesetveszély elhárítása miatt.

A főelzáró szerelvényeknek a fentieken kívül célszerűen olyan a kialakítása, hogy az áramló közeg iránytörés és fojtási veszteség nélkül tudjon áthaladni, valamint, hogy maga a szerelvény nehezen hozzáférhető helyeken, mostoha körülmények között is alkalmazható legyen, azaz kisméretű, egyszerű és minél kevesebb karbantartást igénylő legyen.

Hagyományosan a főelzáró szerelvények elzáróeleme fémből van és kúpos kialakítású. A szelepház ugyancsak kúpos furatába van illesztve és átömlőfurattal van ellátva. A tömítést tulajdonképpen az összecsiszolt fémelemek: az elzáróelem és a kúpos üreg megfelelő illeszkedése adja.

Az ilyen elzáró szelepek felépítése ugyan egyszerű, de számos hátránnyal rendelkeznek.

Az egyszerű konstrukció dacára gyártásuk igényes, a pontosan és finoman megmunkált kúpfelületek szükségessége következtében. Az illeszkedő kúpos felületek méretpontossága és alakhűsége, valamint felületi minősége a célnak megfelelő kell legyen, minthogy az egymáson elmozduló fémfelületek az esetleges hibákat deformációval nem tudják kompenzálni.

A berendezés működtető elemét műanyag alátét tömíti, amely idővel elveszti rugalmasságát, és a forgatóelem a házban kilazulhat, ami a zárás során nehézségeket eredményez.

A nyomásmentesített oldalon lévő közeg leeresztését a záróelemben és a szelepházban kialakított furatok, illetve járatok biztosítják, amelyek a szelep zárt állapotában egymással fedésbe kerülnek, és összekötik a szerelvény nyomásmentesített oldalon lévő csonkjának terét a külső térrel.

A berendezés ezért csak teljesen elzárt vagy teljesen nyitott helyzetben üzemeltethető, mert a két állás között olyan helyzet is előállhat, amelyben a nyomóág és a leeresztő nyílás legalább részben összeköttetésbe kerül, és így a nyomóoldalról folyamatosan közeg áramlik a szabadba. Ugyanennek elkerülésére szükséges a gyors nyitás és zárás is.

A szerelvény kényes az áramló közeg tisztaságára, mivel a szennyeződések hatására a zárófelület megsérülhet és a szelep így átereszthet.

Az összecsiszolt felületek tömítő szerelvények hátrányainak kiküszöbölésére állították elő az olyan elzáró szerelvényeket, amelyek golyós szelepként vannak kialakítva oly módon, hogy a záróelem átömlőnyílásokkal ellátott üreges golyó, amely a szelepház üregében lévő tömítőelemekben van ágyazva. A szelepház ürege az áramlási irányra merőleges tengelyű kúpos üreg, ahol a golyó két oldalára felfekvő tömítőelemek a kúpos üreg palástjának egy részére szorítva tömítenek. A tömítőelemeket elfordulás ellen különböző hornyokkal és bordákkal kell rögzíteni.

Az ilyen tömítőelemek alkalmazásával jelentősen csökkenthető a szerelvény érzékenysége az áramló közegben lévő szennyeződésekre és a biztonságos zárás is könnyebben létrehozható, ugyanakkor azonban egyéb hátrányok jelentkeznek. A tömítőelemek a szelepház üregébe történő szorítás, valamint a nyomóoldalon jelentkező nagy nyomás következtében deformálódnak, ami egyrészt viszonylag gyors elhasználódásukat eredményezi, másrészt - és ez alapvető hátrányuk - a nyomóoldalon megjelenő nyomást a szelepház üregébe átengedik. A zárás lényegében csak a nyomásmentesített oldal felé történik, a szelep működése tehát bizonyos értelemben a visszacsapó szelepek működéséhez válik hasonlóvá. Ennek a következménye az, hogy a leeresztés nem oldható meg olyan egyszerűen, mint a kúpos elzáróelemet tartalmazó szerelvényekben, mert a tömítőelemek deformálódása miatt a szerelvény zárt helyzetében is nyomás alatti folyadék kerülhet a leeresztőjáratba, tekintettel arra, hogy - amint azt a korábbiakban már említettük - a szelepház ürege, legalábbis részben nyomás alá kerül. Ennek megfelelően a nyomásmentesített oldalon maradt közeg eltávolítására gyakorlatilag a szelepházba egy külön szelepet kell beépíteni. A szerelvény nyomásmentesített oldali csonkjának terét a külső térrel összekötő furat ily módon külön szeleppel van ellátva, amelynek a szelepházban külön helyet kell biztosítani. Ez a szelepház aljában valósul meg és a leeresztő járatot záró és nyitó szelepet az elzáróelem mozgatja. Ebből kifolyólag a szerelvény a golyót tömítő elemeken kívül még három-négy tömítőelemet kell tartalmazzon, ami igen nagymértékben növeli a meghibásodás lehetőségét, és az egész szerkezet bonyolultságát fokozza a járulékos szelep kialakítása is.

Olyan megoldás is ismert (lásd például a 4,548,237 sz. USA szabadalmi leírást), ahol a leeresztőjárat a golyó falában van kialakítva és a szelep zárt állapotában a tömítőelemen keresztül a házban kialakított leeresztőfurattal van összeköttetésben.

Hátránya ennek a megoldásnak is, hogy mind a szelepház, mind az elzáróelem a korábbiaknál lényegesen bonyolultabb. A szerelvény ennek megfelelően könnyen meghibásodik és viszonylag drága.

A jelen találmánnyal ezért olyan főelzáró szerelvény kialakítása a célunk, elsősorban hálózati nyomóvezetékbe történő beépítésre, amellyel a korábbi megoldások hátrányai kiküszöbölhetők, ugyanakkor mindkét

HU 215 290 Β hagyományosan alkalmazott szerelvényfajta előnyei megtarthatók.

A kitűzött feladatot olyan főelzáró szerelvénnyel oldottuk meg, amely szelepházat, a szelepházban tömítetten ágyazott forgó elzáró elemet, forgatóelemet és a szelepház üregében elhelyezett tömítőelemeket tartalmaz, ahol az elzáró elem átömlő nyílásokkal ellátott üreges golyó, és a szelepházban leeresztő furat van, ahol a használati minta szerint a szelepháznak az áramlás irányával egytengelyű hengeres ürege van, a tömítőelemek az üreg palástja és a golyó, valamint a forgatóelem közötti teret teljes mértékben kitöltőén vannak kialakítva, és a szelepház leeresztő furata az egyik tömítőelemben lévő füraton és a golyó falában lévő járaton keresztül van a nyomásmentesített csonkkal a golyó üregén keresztül kapcsolatban.

A szelepház üregében célszerűen két tömítőelem van és ezek a szelepház, valamint a szelepházba becsavarozott csatlakozó csonk segítségével vannak rögzítve oly módon, hogy a szelepház hengeres üregének egyik végén belső menet van és ebbe van az egyik csatlakozócsonk becsavarozva. A becsavarozás során a tömítőelemeket a csatlakozócsonkok közé lehet beszorítani és biztonságosan rögzíteni.

A találmány szerint kialakított elzáró szerelvény a hagyományos megoldásokhoz képest számos előnnyel rendelkezik:

Az áramlási iránnyal egytengelyű hengeres üreg lehetővé teszi, hogy az egész szerelvény rendkívül kis méretű és egyszerű konstrukciójú legyen, amiből következően a gyártás is meglehetősen egyszerű és így a szerelvény olcsón előállítható.

A szelepház hengeres üregében a tömítőelemek kialakítása rendkívül egyszerű, és könnyen biztosítható, hogy a tömítőelemek a szelepház teljes üregét kitöltsék a golyó és a forgatóelem, valamint az üreg palástja között. Minthogy a szelepház hengeres üregének tengelyvonala merőleges a forgatóelem tengelyére, a tömítőelemek elfordulás elleni biztosítása automatikusan megoldódik, tehát erre külön bonyolult konstrukció kidolgozása fölöslegessé válik.

A szelepház üregét teljesen kitöltő tömítőelem nem deformálódik sem a záróelem forgatása, sem a nyomó oldali nyomás hatására. Ennek megfelelően élettartama rendkívül hosszú és ugyanakkor a nyomóoldalon is teljes tömítést biztosít. Ennek következtében szükségtelenné válik a leeresztésre szolgáló második szeleprendszer kialakítása, a leeresztés igen egyszerűen a záróelemen és a szelepfalban kialakított járat segítségével megoldható anélkül, hogy visszaáramlástól vagy szivárgástól kellene tartani.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a főelzáró szerelvény egy kiviteli alakjának metszete, a

2. ábra az 1. ábrán bemutatott főelzáró szerelvény

A-A metszete nyitott állapotban, a

3. ábra az 1. ábrán bemutatott főelzáró szerelvény

A-A metszete zárt állapotban, a

4. ábra az egyik tömítőelem fölülnézete és az

5. ábra a 4. ábrán bemutatott tömítőelem B-B metszete.

Az 1-3. ábrákon látható főelzáró szerelvény 1 szelepházból és a 19, 20 átömlőnyílásokkal ellátott üreges 2 golyóból áll, amelyet 3 forgatóelem mozgat. A 3 forgatóelem 4 tengellyel, 5 felső lelapolással és 6 alsó lelapolással, valamint 7 ütközőcsappal van ellátva. Az 5 felső lelapolás a szerelvény zárását, illetve nyitását teszi lehetővé, a 6 alsó lelapolás pedig a 2 golyó hasítékába illeszkedve adja át a forgó mozgást a 2 golyónak. A 7 ütközőcsap az 1 szelepházból lévő (a rajzon nem látható) horony két végénél felütközve határolja a 3 forgatóelem és ezzel a 2 golyó mozgását.

Az 1 szelepházban a 2 golyót és a 3 forgatóelem 4 tengelyének alsó részét 8 tömítőelemek veszik körül. A 8 tömítőelemek az 1 szelepház 9 és 10 csatlakozócsonkjai között helyezkednek el. A 9 csatlakozócsonk egy darabból készül az 1 szelepházzal, míg a 10 csatlakozócsonk az 1 szelepház 11 hengeres üregének egyik végébe munkált csavarmenetbe van becsavarozva. A biztos és tömített kapcsolat érdekében a menetek ragasztóval vannak összeerósítve. All hengeres üreg egytengelyű magával az 1 szelepházzal, illetve az áramlási iránnyal, és a 8 tömítőelemek all hengeres üreg és a 2 golyó közötti teret teljesen kitöltik. Ezen túlmenően a 10 csatlakozócsonk becsavarásakor a rugalmas anyagukat némileg összeszorítva minden felületen biztonságos tömítést nyerünk.

A 3. ábrán látható, hogy az 1 szelepház oldalában a geometriai tengely alatti szinten 13 leeresztőfűrat van, a 2 golyó pedig oldalán (ugyancsak az elzárószerelvény 12 geometriai tengelye alatt 14 furattal van ellátva. A 2 golyó üreges testként van kialakítva, így a 14 furat kapcsolatot biztosít a külső tér és a 2 golyó ürege között.

A 4. és 5. ábrán látható, hogy a 8 tömítőelemek hengeres felületűek és a 2 golyó elhelyezésére 15 fészekkel vannak ellátva. A 15 fészekből nyílik aló átömlőnyílás, a 17 tengelyátvezető nyílás, valamint 18 leeresztő járat nyílik. A 8 tömítőelem homloklapján további biztonságos tömítést eredményező tömítőperem van.

A találmány szerinti főelzáró szerelvény működése a következő:

A 2. ábrán látható, hogy a főelzáró szerelvény nyitott állapotában a 2 golyó 16 átömlőnyílásai a főelzáró szerelvény geometriai tengelyével egytengelyűek és így a közeg akadálytalanul áramolhat a főelzáró szerelvényen át. A 2 golyó 14 furata a 8 tömítőelem felé néz, így semmilyen szerepet nem játszik. Ugyanakkor a 2 golyó palástja elzárja a 8 tömítőelem oldalában lévő 18 leeresztő járatot.

A 3. ábrán látható, hogy az elzáró szerelvény zárt állapotában a 2 golyó palástja lezárja a 8 tömítőelem 16 átömlőnyílását, tehát a folyadék áramlása megakadályozott. Ugyanakkor a 2 golyó 14 furata a 9 csatlakozócsonk terébe nyílik és azt összeköti a 2 golyó üregével. Minthogy ekkor a 20 átömlőnyílás éppen a 8 tömítőelem 18 leeresztő járatával, valamint az 1 szelepház leeresztő furatával egytengelyű helyzetben van, közvetlen összeköttetésbe kerül a nyomásmentesített cső3

HU 215 290 Β szakasz a külső térrel. Ennek következtében az itt lévő közeg a csővezetékből, valamint a főelzáró szerelvényből kifolyik.

A találmány szerinti megoldásnál a tömítőelemek teljes mértékben kitöltik a szelepházban rendelkezésre álló teret, sőt abba befeszülnek, minthogy a csatlakozócsonkok egymáshoz szorítják és deformálják őket. így nem jöhet létre nyomás a szelepház üregében, és kizárt, hogy nyomás alatti folyadék szivárogjon ki a szerelvényből.

A tömítőelemeken és a szelepház üregében nem szükséges külön elfordulásgátló elemek kialakítása, minthogy a forgatóelem és a golyó forgásirányára merőleges irányban forgásszimmetrikusak.

A szelepház üregét teljesen kitöltő és előfeszített tömítőelemek egyáltalán nem deformálódnak a záróelem forgása során, így élettartamuk igen hosszú. Ugyanezen tulajdonságok következtében kizárják a szivárgást a nyomóoldalon is.

A találmány szerinti kialakítás lehetővé teszi, hogy rugalmas tömítőelemekkel ellátott golyós zárószerelvényekben is közvetlenül lehessen a közeg leeresztését megoldani, anélkül, hogy erre külön szelepszerkezet beépítése lenne szükséges.

A fentiek következtében a főelzáró szerelvény konstrukciója és gyártása rendkívül egyszerű, így előállítása olcsó és gazdaságos. Megbízhatóan működik és hosszú élettartamú, karbantartást nem igényel.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Főelzáró szerelvény, elsősorban hálózati nyomóvezetékbe történő beépítésre, amely szelepházat, a szelepházban tömítetten ágyazott forgó elzáróelemet, forgatóelemet és a szelepház üregében elhelyezett tömítőelemeket tartalmaz, ahol az elzáróelem egymással szembenfekvő, egytengelyű átömlő nyílásokkal és leeresztőfurattal ellátott üreges golyó, továbbá a szelepház falában leeresztő furat van, azzal jellemezve, hogy a szelepháznak (1) a csatlakozó csonkokkal (9, 10) egytengelyű hengeres ürege (11) van;

   a tömítőelemek (8) az üreg (11) belső felülete, valamint a golyó (2) és a forgatóelem (3) palástjai közötti teret teljes mértékben kitöltőén vannak kialakítva;

   a szelepház (1) leeresztő furatához (13) az egyik tömítőelemben (8) leeresztő járat (18) csatlakozik és a golyó (2) falában a két átömlőnyílás (19, 20) között a golyó (2) üregével közlekedő átvezető furat (14) van kialakítva oly módon, hogy az a szerelvény nyitott állapotában az egyik tömítőelemmel (8) le van zárva, a szerelvény zárt állapotában pedig a nyomásmentesített csatlakozó csonk (9) átömlő járatába nyílik és ugyanakkor az egyik átömlő nyílás (20) a leeresztő járattal (18) áll közlekedő kapcsolatban.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szerelvény, azzal jellemezve, hogy a szelepház (1) hengeres üregében (11) két tömítőelem (8) van.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szerelvény, azzal jellemezve, hogy a tömítőelemek (8) a csatlakozócsonkok (9,10) közé vannak befogva.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti szerelvény, azzal jellemezve, hogy a szelepház (1) hengeres ürege (11) egyik végén belső menettel van ellátva és ebbe van az egyik csatlakozócsonk (10) becsavarozva.
5. 5. A 4. igénypont szerinti szerelvény, azzal jellemezve, hogy a szelepházban a becsavarozott csatlakozócsonk (10) ragasztóval van rögzítve.