HU218184B

HU218184B - Golyós szelep teljes keresztmetszetű nyílással, és eljárás golyós szelep előállítására

Info

Publication number: HU218184B
Application number: HU9701728A
Authority: HU
Inventors: Hannu Eklöf
Original assignee: Naval Oy
Priority date: 1994-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 2000-06-28
Also published as: US5890286A; DK0786060T3; EP0786060A1; RU2153616C2; PL178039B1; WO1996005455A1; EE03298B1; HUT76956A; DE69519636T2; EP0786060B1; PL318657A1; DE69519636D1; ATE198099T1

Abstract

A találmány golyós szelepre (3), amely teljes keresztmetszetűnyílással rendelkezik két cső (l, 2) között, valamint a golyós szelepelőállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. A csövek végei (6, 7) egytengely (17) körül elfordítható, a szelepet nyitó és zárószelepgolyóhoz (5) vannak tömítve. A szelepgolyó (5) átömlőnyílásainak(9, 10) átmérője lényegében megegyezik a csövek belső átmérőjével. Aszelepgolyót és a csövek végeit egy hüvelyszerű ház (8) veszi körül,amelynek végei (15) a csövek (1, 2) oldalához vannak rögzítve. Mindkétcső (1, 2) végén gyűrűs tömítést (11) tartalmazó, kiemelkedő rész vankialakítva. A ház (8) a végei (15) felé szűkül, és a szelepgolyó (5)és a csövek végei a szelep háza (8) által határolt térben (16)helyezkednek el. A golyós szelep (3) összeszerelésekor a csövek végeit(6, 7) a tömítésekkel (11) a szelepgolyóhoz (5) illesztjük, majd aházat (8) a csövek oldalához sajtoljuk, és a ház végeit (15)hegesztéssel rögzítjük. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás golyós szelep előállítására, amely szelep teljes keresztmetszetű átömlőnyílással rendelkezik két cső között, amelyek végei egy tengely körül elfordítható, a szelepet nyitó és záró szelepgolyóhoz vannak tömítve, és egy, a szelepet összetartó elemet képező, a szelepgolyót és a csövek végeit körülvevő hüvelyszerű ház végei a csövek oldalához vannak rögzítve. Ezenkívül a találmány tárgyát képezi az eljárással előállított, teljes keresztmetszetű átömlőnyílással rendelkező golyós szelep is.

A golyós szelep teljes keresztmetszetű nyílása azt jelenti, hogy a szelepgolyó átömlőnyílásainak keresztmetszete lényegében megfelel a csövek keresztmetszetének, tehát a szelep lényegében nem szűkíti le a csövek által meghatározott áramlási keresztmetszetet. A szelep működtetésekor a szelepgolyót függőleges tengelye körül egy orsó segítségével a csövek irányába fordítják el; a szelep nyitva van, ha a golyó nyílásai a csövekkel szemben helyezkednek el, és zárva van, ha a golyó zárt oldalai vannak a csövek felé.

A teljes nyílású golyós szelepek mellett forgalomban vannak kisebb nyílású golyós szelepek is, amelyeknél a szelepgolyó átömlőnyílásai kisebbek, mint a csövek által meghatározott áramlási csatorna átmérője. Az ilyen típusú szelepek egy részénél nincs külön ház a csövek végei és a szelepgolyó körül, hanem a házat a szeleppel ellátott áramlási csatornát képező csőrészek alkotják. Ezeket a jól ismert megoldásokat írja le például a 71609 számon közzétett finn bejelentés és a 4545564 számú USA szabadalom.

A jelenleg alkalmazott technológiával a teljes nyílású golyós szelepeket úgy gyártják, hogy a csövek és a szelepgolyó közötti tömítésekhez szükséges tömszelence számára, amelynek belső átmérője megfelel az átömlési nyílások átmérőjének, a csövek végeit belül nagyobb átmérőjűre esztergálják. A szelepgolyót és a csövek végeit körülvevő házat hegesztéssel rögzítik a csövek oldalához, úgyhogy a tömszelencék a ház által határolt tér belsejében helyezkednek el. Erre ismertet példát többek között a 3532/72 számú finn szabadalmi bejelentés. Ehhez a megoldáshoz az szükséges, hogy a cső fala elég vastag legyen ahhoz, hogy abban tömszelencét lehessen kialakítani. A gyakorlatban azt az eljárást követik, hogy a cső végén nagyobb falvastagságot alkalmaznak, mint a cső más részein; ekkor azonban hátrányos az, hogy nehezebb lesz a szerelvény, és magasabbak a gyártási költségek. Ezenkívül a szelepgolyót és a csöveket körülvevő ház hegesztésekor olvadt anyag fröccsenhet a ház belsejébe, ami akadályozhatja a szelepgolyó mozgását, és ezáltal a szelep működését.

Célunk a találmánnyal a teljes keresztmetszetű nyílással rendelkező ismert golyós szelepek említett hátrányainak kiküszöbölése. A találmány szerinti eljárás során a szelepet úgy állítjuk elő, hogy mindkét cső végén gyűrűs tömítést tartalmazó, lényegében lépcsősen kiemelkedő részt alakítunk ki, a csövek végeit és a tömítéseket a szelepgolyó átellenes oldalaihoz illesztjük, a hüvelyszerű ház végeit nyomás alkalmazásával annyira összeszűkítjük, hogy belső átmérőjük egyenlővé válik a csövek külső átmérőjével, és végül a ház végeit a házba behelyezett csövek oldalához erősítjük.

A találmány szerinti megoldásnak köszönhetően a szelep könnyebb, és az ismert teljes nyílású golyós szelepeknél kevesebb anyag felhasználásával állítható elő. A csövek végeinek alakítása és gépi megmunkálása is kevésbé munkaigényes. Ha a szelepház rögzítési pontja: - a szelepgolyó felől nézve - a csövek végeinek lépcsős kibővítései mögött vannak, a házat rögzítő hegesztési varratok a cső körül rövidebbek, továbbá a csövek végeinek lépcsős kiemelkedései megnehezítik, hogy a hegesztésnél olvadék kerüljön a ház által határolt tér belsejébe.

A találmány egyik kiviteli alakjánál mindkét cső végét lépcsősen kibővítjük, a kibővített részben mint tömszelencében gyűrűs tömítést helyezünk el, a csövek kibővített végeit a tömítésekkel a szelepgolyóhoz illesztjük, és a ház végeit a házba behelyezett csövek oldalához erősítjük. A szelep összeszerelésének sorrendje abba t különbözik a korábban ismert megoldásoktól, hogy a tömszelencék számára kibővített csővégeket és az azokban elhelyezett tömítéseket először a szelepgolyóhoz kell illeszteni, és csak ez után lehet a házat a szelepgolyó és a tömszelencék köré hajlítani, és végeit a csövei oldalához hegeszteni. A csövek kibővített részei ak idályt képeznének azoknál az ismert megoldásoknál, ah )1 a hüvelyszerű ház végeit már előre a szabványos méretű csövek külső átmérőjének megfelelő méretűre sajtolják.

A találmány szerint a gyűrűs tömítés a cső végén kívül is elhelyezhető, a cső felületéből lépcsősen kiemelkedve. Ekkor két alternatív út van a szelep összeszerelésére, amelyek elsősorban a szelepalkatrészek összeállítási sorrendjében különböznek egymástól. Az egyik lehe séges eljárás az, hogy egy gyűrűs tömítést rögzítünk a két csővég külső felületén, a csövek végeit a tömítéseikkel a szelepgolyóhoz illesztjük, a szelepgolyót és a csövek végeit körülvevő hüvelyszerű ház végeit a csövei oldalához sajtoljuk, és végül a ház végeit rögzítjük. A másik megoldásnál a gyűrűs tömítéseket a szelepgolyohoz illesztjük, a hüvely szerű ház végeit annyira öszszt sajtoljuk, hogy belső átmérőjük megfeleljen a csövei külső átmérőjének, a csöveket ezután behelyezzük a f áz átellenes végeibe, a csövek végeit a tömítőgyűrűkör keresztül a szelepgolyóhoz illesztjük, és végül a ház végeit a csövek oldalához rögzítjük. Az utóbbi váltó? atnál a csövek behelyezése előtt a tömítéseket a golyó átömlőnyílásán átvezetett, eltávolítható rögzítőeszkö 5 segítségével lehet a szelepgolyón tartani.

A találmány szerint a hüvelyszerű test végeit sajtolószerszámokkal szűkítjük, amelyeket a cső hosszirányában mozgatva húzunk rá a házra. A szelep átellenes oldalai felől egymás felé vezetett sajtolószerszámok a sajtol isi folyamat végén a szelep közepén ütköznek egymásnak, az orsó forgástengelyével egy vonalban.

A teljes keresztmetszetű nyílással rendelkező találmány szerinti golyós szelep két cső között helyezkedik el, amelyek végei egy tengely körül elfordítható, a szelepet nyitó és záró szelepgolyóhoz vannak tömítve, és a szé lepet összetartó elemet képező, a szelepgolyót és a

HU 218 184 3 csövek végeit körülvevő hüvelyszerű ház végei a csövek oldalához vannak rögzítve. Mindkét cső végén gyűrűs tömítést tartalmazó, lépcsősen kiemelkedő rész van kialakítva, a végei felé szűkülő ház a csövek oldalához van erősítve, és a szelepgolyó és a csövek kiemelkedő végei a tömítésekkel a ház által határolt térben helyezkednek el.

A szelepben a cső végének hajlításával tömszelence alakítható ki a gyűrűs tömítés számára, vagy egy alternatív megoldásnál a gyűrűs tömítés a cső külső felületén, abból kiemelkedve helyezhető el. Az utóbbi esetben a csövek belső felülete sima marad, aminek következtében csökken az áramlási ellenállás, és a tömítés és az azt tartó bemélyedő vagy kiemelkedő felületek között nincsenek rések, amelyek egyébként könnyen szennyeződnek és nehezen tisztíthatok.

A cső külső tömítése egy tömszelencében helyezhető el, amelyet a tömítés körül a támasztógyűrű képez. A támasztógyűrű úgy van kialakítva, hogy a tömszelence lépcsősen emelkedik ki a cső külső felületéből. Ennek a megoldásnak az az eredménye, hogy ha a hőmérséklet csökken, a tömítés szorosabb lesz a támasztógyűrű és a cső között, úgyhogy csökken a szelep szivárgásának kockázata. A cső külső felülete a tömítésnek vagy a támasztógyűrűnek a cső végével átellenes oldalát tartó, és ezáltal a tömítést rögzítő vállal is ellátható.

A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az

l.ábra: a találmány szerinti teljes nyílású golyós szelep két cső közé szerelve, a

2—4. ábrák: az 1. ábra szerinti szelep gyártásának különböző fázisai, az

5. és 6. ábra: az 1. ábra szerinti szelep egy alternatív gyártási eljárásának fázisai és a

7. ábra: a találmány szerinti teljes nyílású golyós szelep egy másik kiviteli alakja.

Az 1. ábrán látható 3 golyós szelep két kör keresztmetszetű 1,2 cső között helyezkedik el. A 3 golyós szelep egy 5 szelepgolyót tartalmaz, amelynek 4 orsója merőleges a csövekre. A szelepgolyót és a csövek 6, 7 végeit egy hüvelyszerű 8 ház veszi körül. Az 5 szelepgolyó üreges, és kör alakú 9, 10 átömlőnyílásokkal van ellátva, amelyek átmérője körülbelül egyenlő az 1, 2 csövek belső átmérőjével, tehát az átömlőnyílások keresztmetszete közelítőleg megegyezik a csövek áramlási keresztmetszetével. A csövek 6, 7 végeit, azok külső felületére illesztve, egy-egy gyűrűs 11 tömítés veszi körül. A tömítések L alakú keresztmetszettel rendelkező 12 tartógyűrűkkel megvalósított tömszelencékben vannak elhelyezve, amelyek lépcsősen kiemelkednek a csövek külső felületéből. A tömítések a csövek végei és az 5 szelepgolyó átömlőnyílásai közötti réseket tömítik. A 12 tartógyűrűket gyűrű alakú 13 rugók, ezeket pedig a csövek külső felületén kialakított 14 vállak támasztják, azaz ez utóbbiak rögzítik a tömítéseket és a tartógyűrűket. Az 5 szelepgolyót és a csövek 6, 7 végeit körülvevő 8 ház sajtolással úgy van kialakítva, hogy 15 végei felé kúposán szűkül; a 15 végek körbefutó hegesztési varratokkal az 1, 2 csövek oldalához vannak rögzítve, úgyhogy a csövek 6, 7 végei a tömszelencékkel teljes egészükben a ház által meghatározott 16 térben vannak.

Az 1. ábrán nyitott állapotban látható a 3 golyós szelep; ebben az állásban az 5 szelepgolyó 9, 10 átömlőnyílásai az 1, 2 csövek felé vannak fordítva, és így a folyadék átáramolhat a szelepen. A szelep elzárásakor az 5 ízelepgolyót a 4 orsóval 90°-kal elfordítjuk a 17 tenge y körül; ennek következtében a 9, 10 átömlőnyílások oldalra kerülnek, és a golyó zárt oldalai fordulnak a csövek tömített 6, 7 végei felé.

Az 1. ábra szerinti 3 golyós szelep összeszereléséne < fázisai a 2—4. ábrákon láthatók. Az 5 szelepgolyó és a 4 orsó egy szabványos átmérőjű, csőszerű előformílt 18 házhoz van rögzítve, amelyből kialakítható a szelep 8 háza. Először a 2. ábrán feltüntetett nyilaknak megfelelően behelyezzük a gyűrűs 11 tömítésekkel, a 12 tartógyűrűkkel és rugókkal ellátott 1, 2 csöveket az deformált 18 házba, majd a tömítéssel ellátott cső végeke a 3. ábra szerint hozzáillesztjük a szelepgolyóhoz, biztosítva az átömlőnyílások tömítettségét. Ezután az ele formált 18 házból sajtolással kialakítjuk az 5 szelepgo yó és a csövek 6, 7 végei körül a 8 házat; ehhez a 19, 20 sajtolószerszámokat használjuk, amelyek a 3. és 4. ábrán láthatók. A 19, 20 sajtolószerszámokat a szelep átellenes oldalai felől egymással szemben az 1, 2 csövekre helyezzük, és a csövek hosszirányában egymás felé közelítjük; eközben a sajtolószerszámok csonka kúp alakú belső felületei az előformált 18 házat úgy alakítják, hogy annak végei az 1, 2 csövek oldalaihoz nyomódnak. A sajtolási folyamat utolsó fázisa a 4. ábrán látható, ahol a 19, 20 sajtolószerszámok egymásnak ütköznek a szelepgolyó, illetve az orsó 17 tengelye mentén. A 19, 20 sajtolószerszámok eltávolítása után az előformált 18 házból kialakított 8 ház beszűkített 15 végeit az 1, l csövek oldalaihoz hegesztjük, és így az 1, 2 csövek között megkapjuk az 1. ábra szerinti 3 golyós szelepet.

Az 5. és 6. ábra egy alternatív eljárást szemléltet az 1. abra szerinti 3 golyós szelep összeszerelésére. Ebben az esetben a gyűrűs 11 tömítéseket, a 12 tartógyűrűket és a gyűrű alakú 13 rugókat az 5 szelepgolyón átvezetet’, eltávolítható 21 rögzítőeszközökkel tartjuk a 9, 10 átömlőnyílások körül, amint az 5. ábrán látható. Ezután az előformált 18 ház alakítását végezzük el az 5. ábrán látható módon, amelynek során létrehozzuk az 5 tzelepgolyót és a csövek végeit befogadó házat az egymás felé mozgatott 19, 20 sajtolószerszámok segítségével. A 19, 20 sajtolószerszámokkal az előformált házra gyakorolt nyomással a ház 15 végeinek belső átmérőjét annyira leszűkítjük, hogy az megfeleljen az 5 szelepgolyóhoz csatlakoztatandó csövek külső átmérőjének. Az előformált házból kialakított végleges 8 fáz a végei felé kúposán szűkül, amint a 6. ábrán látható. Ezután az 1, 2 csöveket, amelyeket az 5 szelepgolychoz kívánunk csatlakoztatni, a 8 ház átellenes 15 végein keresztül behelyezzük a házba, és a csövek 6, 7 végeit a szelepgolyó átömlőnyílásaival szemben beillesztjük a gyűrűs 11 tömítésekbe. Végül a ház 15 végeit az 1,csövek oldalához hegesztjük.

A 7. ábrán látható 3 golyós szelep, amely teljes keresztmetszetű átömlőnyílással rendelkezik a kör kereszt3

HU 218 184 Β metszetű 1, 2 csövek között, annyiban hasonlít az 1. ábra szerinti golyós szelephez, hogy szintén rendelkezik egy 4 orsóval, egy 5 szelepgolyóval és egy 8 házzal. Az 1. ábra szerinti megoldástól viszont abban különbözik, hogy a csövek öntése vagy azt követő tágítása folyamán lépcsős 22, 23 kibővített részeket alakítunk ki az 1, 2 csövek végein, amelyek tömszelencéket képeznek a csövek és az 5 szelepgolyó közötti gyűrűs 11 tömítések számára. A 22, 23 kibővített részeknél az anyagvastagság megegyezik az 1, 2 csövek többi részének anyagvastagságával, vagy a nyújtás következtében annál kicsit vékonyabb.

A 7. ábra szerinti 3 golyós szelep összeszerelésének fázisai hasonlóak az 1-4. ábrával kapcsolatban leírtakhoz.

Szakember számára nyilvánvaló, hogy a különböző kiviteli alakok nem korlátozódnak a korábban leírt példákra, hanem az igénypontok oltalmi körén belül számos további változat is lehetséges.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás golyós szelep előállítására, amely szelep teljes keresztmetszetű nyílással rendelkezik két cső között, amelyek végei egy tengely körül elfordítható, a szelepet nyitó és záró szelepgolyóhoz vannak tömítve, és egy, a szelepet összetartó elemet képező, a szelepgolyót és a csövek végeit körülvevő hüvelyszerű ház végei a csövek oldalához vannak rögzítve, azzal jellemezve, hogy mindkét cső (1,2) végén gyűrűs tömítést (11) tartalmazó, lényegében lépcsősen kiemelkedő tartógyűrűt (12), illetve kibővített részt (22, 23) alakítunk ki, a csövek végeit (6, 7) és a tömítéseket a szelepgolyó (5) átellenes oldalaihoz illesztjük, a hüvelyszerű ház (18, 8) végeit (15) nyomás alkalmazásával annyira összeszűkítjük, hogy belső átmérőjük egyenlővé válik a csövek (1,2) külső átmérőjével, és végül a ház (8) végeit (15) a házba behelyezett csövek (1,2) oldalához erősítjük.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mindkét cső (1,2) végét lépcsősen kibővítjük, a kibővített részben (22, 23) mint tömszelencében, gyűrűs tömítést (11) helyezünk el, a csövek (1, 2) kibővített végeit a tömítésekkel a szelepgolyóhoz (5) illesztjük, és a ház (8) végeit a házba behelyezett csövek (1, 2) oldalához erősítjük.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csövek (1,2) végeinek külső felületére abból lényegében lépcsősen kiemelkedő gyűrűs tömítést (11) helyezünk, a csövek végeit (6, 7) a tömítésekkel a szelepgolyóhoz (5) illesztjük, és a hüvelyszerű ház (8, 18) végeit (15) a házba behelyezett csövek (1,2) oldalához sajtoljuk.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hegy a csövek (1,2) végein a tömítést (11) egy külső taitógyűrűvel (12) vesszük körül.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs tömítéseket (11) a szelepgolyóhoz (5) illesztjük, a hüvelyszerű ház (18, 8) végeit (15) annyira összesajtoljuk, hogy belső átmérőjük egyenlő lesz a csövek külső átmérőjével, ezután a csöveket (1, 2) a ház (8) átellenes végein (15) át behelyezzük a házba, a cs övek végeit belül a szelepgolyóhoz (5) vezetjük, és végül a ház (8) végeit (15) a csövek (1, 2) oldalához erősítjük.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a házat (18, 8) sajtolószerszámokkal (19, 20) sajtoljuk, amelyeket a házra nyomunk, és a csövek hosszirányában mozgatunk.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a ház (8) végeit (15) hegesztéssé erősítjük a csövek (1, 2) oldalához.
8. Golyós szelep teljes keresztmetszetű nyílással két cső között, amelyek végei egy tengely körül elfordítható. a szelepet nyitó és záró szelepgolyóhoz vannak tömi tve, és a szelepet összetartó elemet képező, a szelepgolyót és a csövek végeit körülvevő hüvelyszerű ház végei a csövek oldalához vannak rögzítve, azzal jellemezve hogy mindkét cső (1,2) végén gyűrűs tömítést (11) tartalmazó, lépcsősen kiemelkedő rész (12, 22, 23) van kialakítva, a végei (15) felé szűkülő ház (8) a csövek oldalához van erősítve, és a szelepgolyó (5) és a csövek kiemelkedő végei a tömítésekkel a ház által határolt térbei (16) helyezkednek el.
9. A 8. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy a cső végének kiemelkedő része (22, 23) a csővég hajításával van kialakítva, és a gyűrűs tömítés (11) a csóvégben tömszelencében van elhelyezve.
10. A 8. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs tömítés (11) a csövek (1, 2) végeinek külső felületén, abból kiemelkedve van elhelyezve.
11. A 10. igénypont szerinti szelep, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs tömítést (11) egy tartógyűrű (12) veszi körül, és a tömítés a cső vége és a tartógyűrű által alkotott tömszelencében helyezkedik el.
12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti szelep, azzal jeVemezve, hogy a cső végének külső felületén a tömítésnek (11) vagy a tartógyűrűnek (12) a csövek végével (6. 7) átellenes oldalát megtámasztó váll (14) van kialakítva.