HUT75924A - Mixer valve operated by one handle - Google Patents

Description

EGYKAROS KEVERŐ CSAPTELEP

A találmány tárgya olyan egykaros keverő csaptelep, amelynek elmozdítható szelepeleme szelepbetétben van ágyazva, és ez a szelepelem golyós szelepelemként van kialakítva.

Az egykaros csaptelepeket általában keverő csaptelepeknek nevezik, amelynél egyetlen karral szabályozza a kezelő a hideg és a meleg vízáramot. Ezek a csaptelepek olyan kezelőkarral vagy kézelőgombbal rendelkeznek, amely két különböző irányban állítható, egyrészt a hideg és a meleg víz keverékének szabályzásához, másrészt a kifolyó vízmennyiség szabályzása céljából.

A keverő csaptelepek két alaptípusa ismert a kereskedelemben, ezek a lapszelepes és a gömbszelepes csaptelepek. A gömbszelepes csaptelepek előnye, hogy a szelepelem egydarabos szerkezet, amely tartós és könnyen összeszerelhető. Ezzel szemben a lapszelepes csaptelepnek olyan mozgatómechanizmusa van, amely lehetővé teszi a szabályzókar két különböző irányú elmozdulását. E két karelmozdulás egyrészt a szeleptest hossztengelye körüli elforditás, másrészt a szeleptest vízszintes tengelyéhez képesti fel-le billentés. A vízszintes tengely a fogantyúhoz képest rögzített, és merőleges a szeleptest hosszközépvonalára. A szabályzókar mozgatásának egyik jellegzetessége, hogy ha a szabályzókart elfordították a forró és a hideg víz kívánt keverékarányának 83215-4287/MJ • · · • · · ·

-2megfelelően, akkor ez a kezelőkar-helyzet megőrizhető. így tehát ha a csaptelepet újból nyitják, akkor ez a beállított keverékarányú víz fog kiömleni a csaptelepből.

Újabban egyre inkább a gömbszelepes csaptelepeket részesítik előnyben, amelynél a múködtetőkar mozgatása ugyanolyan alakzatban történik, mint a korábban elismertebb lapszelepes csaptelepeknél. Az ilyen gömbszelepes keverő csaptelepeknél azonban szükséges egy járulékos mozgőelem alkalmazása, amelyet elfordítható lapként szerelnek a golyós szelepelem fölé. Továbbá, ezek a gömbszelepek olyan lapszerkezetekkel is kombinálva vannak, amelyek állíthatóan vannak tájolva a szabályzónyílás fölött, amelyen keresztül a kezelő állítja a gömbszelep helyzetét, és ezzel szabályozza a folyadékáramot. Adott esetben határolószerkezetek korlátozzák a forró víz maximális mennyiségét a hideg vízhez képest, következésképpen szabályozzák a kiömlő kevert víz maximális hőmérsékletét.

Az ismert gömbszelepes konstrukciónak számos hiányossága van. Az első hiányossága, hogy a golyós szelepelem az elasztomer anyagú beömlési tömítések között, a szelepház beömlőcsonkja fölött, valamint a szelepfedél alatt elrendezett tömítőgyűrű között helyezkedik el. Az elasztomer beömlési tömítések és a tömítőgyűrűk használat közben nyúlnak és zsugorodnak, továbbá, a golyós szelepelemhez képest a szeleptest és a fedél között lebegő helyzetűek. Nem alkalmaznak ugyanis olyan reteszelő vagy tájoló mechanizmust, amely a golyósszelepet helyzetében biztonságosan rögzítené. Mivel a golyósszelep transzlációs mozgást végezhet az elasztomer elemekhez képest, előfordulhat azonban, hogy a kezelő akaratlanul a szabályzókar működtetésekor olyan irányban is kis mértékben elmozdítja a kezelőkart, amely eltér a keverő csaptelep két megengedett irányától. Ez az akaratlan elmozdulás bizonytalansági érzetet kelthet a csaptelep működtetőjében, vagyis a kezelőnek olyan érzete támadhat, hogy a csaptelep helytelenül működik, vagy a szabályzőkar helytelenül van beszerelve.

A felső tömítőgyűrűnek hármas feladata van. Először is a gömbszelep fölött tömíti a szerkezetet a vízszivárgásokkal szemben; másrészt a külső palástja letömíti a szelepház belső palástfelületét; harmadrészt pedig a tömítőgyűrű rugalmasan tájolja a szelepgolyót az alul elhelyezkedő beömlési szelepülékeken. Következésképpen a tömítőgyűrű vagy tömítőgallér a csaptelep viszonylag költséges alkotórésze, hiszen az jelentős tömegű és speciális alakzatú. A kellően lágy működtetés érdekében az elasztomer anyagú tömítőgyűrűnek egy vékony rétege tetrafluor-etilénből készül, és ez érintkezik a gömbszeleppel. Ezzel csökkenthető a kopás olyan korábbi megoldásokhoz képest, amelyeknél az elasztomer anyag közvetlenül a szelepgolyóval volt kapcsolatban.

A fent említett bizonytalanságot okozó elmozdulás csökkentése érdekében néhány gómbszelepes keverő csaptelepbe szabályzógyűrűt építenek. Ez általában állíthatóan van a szelepfedélre csavarozva. Ez a szabályzógyűrű a tömítőgyűrűt lefelé szorítja a szelepgolyóra, amely pedig alul rászorul a • ···· ··· • · · ·

-4beömlési tömítésekre. A tömítőgyűrű és a szelepgolyő lefelé kényszerítésével csökken a nemkívánatos elmozdulás lehetősége, de ezzel az nincs teljesen kiküszöbölve. Továbbá, a szabályzógyűrűnek az ismert tömítőgyűrűvel vagy tömítőgallérral való kombinációja jelentősen megnöveli a keverő csaptelep szerkezeti bonyolultságát és költségét. A tömítőgyűrűre ható, megnövelt erő viszont a tömítőgyűrű gyorsabb kopását eredményezi. A használat közbeni egyre nagyobb kopás következtében a szabályzógyűrűt ismételten után kell állítani, hogy fenntartsuk a tömítőgyűrűre ható, előírt nagyságú nyomóerőt, másrészt, hogy kellő ellenállás létrehozásával biztosítsuk azt, hogy a kezelőkar stabil helyzetben legyen a gravitációs erőkkel szemben is.

Lapszelepeket gyakran alkalmaznak és építenek be szelepbetét alakzatban. Ez a szelepbetét burkolja az elmozdítható és a fix szeleplapokat. Ez a szelepbetét egyszerűen kiszerelhető és cserélhető, amivel a csaptelep javítása igen leegyszerűsödik. Az elmozdítható szeleplapot szabályzócsap mozgatja, amelynek van egy kis gömbszakasza is. A gömbszakasz közepén elasztomer tömítést alkalmaznak körkörösen. Ez az elasztomer tömítés négyszög-keresztmetszetű lehet, pontosabban olyan négyszög-keresztmetszetű, amelynél konkáv oldalak négy lekerekített csúcsot határolnak. A belső átmérőnél kialakított két csúcs, valamint a külső átmérőnél is két csúcs jön létre ezáltal. A két belső csúcs a golyószakasz közepe körül helyezkedik el, a két külső csúcs viszont a házon vagy a betétfalakon támaszkodik.

• · • ·

-5A gömbszelepeket jelenleg nem alkalmazzák szelepbetétes kivitelben. A hagyományos gömbszelep lebegő jellege szükségessé teszi, hogy a szelepbetét teljesen körülvegye és befogadja a szelepgolyót, különben az egyszerűen kiesik a szelepbetét alsó részén. Másrészt, a gömbszelepes konstrukció kompakt elrendezése nem hagy szabad teret a szelepbetét beépítéséhez. Ha a hagyományos szelepbetétet a szelepgolyóval együtt építenénk be a csaptelepbe, ez megkövetelné, hogy a csapházat jóval nagyobbra készítsük, azaz a szelepbetétnek megfélőén megnövelt magassággal kellene azt kialakítani.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése. Célunk tehát a keverő csaptelepekhez olyan gömbszelepes szelepbetét létrehozása, amely magában foglalja a felső tömitőelemeket, amelyek egyrészt letömítik a ház külső részét, másrészt ülékeket szolgáltatnak a golyós szelepelem részére. A golyószelepes szelepbetétnek tehát magában kellene foglalnia a golyós szelepelemet, amely a hagyományos lapszelepes megoldások kettős elmozdulását teszi lehetővé, nevezetesen a függőleges szeleptengely körüli elfordítást és a függőleges billentést, járulékos mozgó alkatrész nélkül. Célunk tehát olyan gömbszelepes csaptelep létrehozása, amely kiküszöböli a szabályzógyűrű alkalmazását, és a helyes működtetéshez szükséges kétirányú elmozduláson kívül megakadályoz mindeféle egyéb kezelőkar-elmozdulást.

A kitűzött feladatot a jelen találmány szerint olyan egykaros keverő csapteleppel oldottuk meg, amelynek golyós szelepeleme a szelepház szelepelembefogadó terében elmozdít-6hatóan van ágyazva. Ez a tér közlekedik legalább egy beömlési csőcsonkokkal, valamint kiömlőcsonkkal. A golyós szelepelemnek legalább részben gömbfelülete van, és a felületében több beömlőnyílással van ellátva. Ezek a beömlőnyílások együttmüködnek a csőcsonkokkal a keresztüláramló folyadék szabályzása céljából. A szelepháznak szabályzónyílása van. A golyós szelepelemnek szabályzócsapja van, amely keresztülhalad a szabályzónyíláson. A szabályzócsap lényegében a golyós szelepelem középsíkjára merőlegesen van elrendezve.

A keverő csaptelep előnyös kivitele betétházat fogad be. Ennek felső nyílása a szabályzócsap keresztülvezetésére megfelelő felső nyílással van ellátva. A golyós szelepelem elmozdíthatóan van ágyazva a betétházában. A betétházának alsó nyílása is van, amelyen keresztül a golyós szelepelem lefelé kinyúlik, és ez a kinyúló rész együttműködik a beömlésekkel. A betétháznak fészekszerű tömitőgyűrű-üléke van a felső nyílás körül. Ebben az ülékben ül a tömítőgyűrű a felső nyílás körül a szelepbetét-házban, és tömítetten érintkezik a golyós szelepelemmel.

Célszerűen a tömítőgyűrű keresztmetszet-profiljának legalább három csúcsa van, ezek közül az egyik tömítetten érintkezik a golyós szelepelemmel. Célszerű, ha ez a tömítőgyűrű úgy van előfeszítve, hogy az említett csúcsot a golyós szelepelemre szorítjuk. Ezt az előfeszítést célszerűen megoldhatjuk a felső nyílás körüli ülék lejtős kialakításával. A tömítőgyűrű terheletlen helyzetében a külső és a belső kerületei lényegében azonos síkban helyezkednek el. A tömi·· · ·

-7tőgyűrű előfeszíthető a befelé csavarásával ú7gy, hogy annak a belső kerülete a külső kerület fölött helyezkedjék el, és így az az üléken támaszkodjék.

A találmány további jellemzője szerint a keverő csaptelep szelepe olyan golyós szelepelemet foglalhat magában, amely a működés szempontjából rögzített, azaz helytálló elemmel van társítva. Ez a rögzített elem lehet a szelepbetét háza, vagy a ház test fedéleleme. A tömítőgyűrű úgy van elrendezve, hogy hatásosan letörnitse a golyós szelepelem és a rögzített elem közötti teret. A tömítőgyűrű keresztmetszete úgy van megválasztva, hogy a kerülete mentén legalább három csúccsal rendelkezik, ezek közül az első és a harmadik csúcs közelítőleg 90°-kal helyezkednek el egymáshoz képest a kerület mentén a második csúcshoz képest.

Célszerűen a tömítőgyűrűnek olyan negyedik csúcsa is van, amely az első és a harmadik csúcsoktól a kerület mentén 90°-os távközzel, a második csúcstól pedig kb. 180°-os távközzel helyezkedik el. Az ilyen négycsúcsos tömítőgyűrűt gyakran nevezzük négyszög-keresztmetszetű tömítőgyűrűnek.

Az első csúcs a tömítőgyűrű felső külső átmérőjénél helyezkedik el. A második csúcs a felső belső átmérőnél van kialakítva. Az első és a második csúcsok tömítetten érintkeznek a fix szelepelemmel. A harmadik csúcs az alsó belső átmérőnél van kialakítva, és tömítetten érintkezik a golyós szelepelemmel.

A tömítőgyűrű első és harmadik csúcsai közötti alsó felületszakasz ki van téve a csaptelep folyadéknyomásának a

-8fix szelepelem belső oldalán, amely magában foglalhatja a negyedik csúcsot. Olyan kivitel is lehetséges, amelynél a tömítőgyűrű-ülék a külső kerülete kerületén radiálisán befelé távközzel helyezkedik el a fix szelepelem belső falától.

Előnyösen gyűrű-alakú elem van tájolva a tömítőgyűrűn, és ennek belső átmérőszakasza a tömítőgyűrűt a golyós szelepelemre kényszeríti. Előnyösen a tömítőgyűrű negyedik csúcsa terheli ezt a gyűrűt olyan értelemben, hogy a gyűrű belső éle érintkezzen a golyós szelepelemmel. A gyűrű lényegében négyszög-alakú keresztmetszettel rendelkezhet, így például az lehet négyzet- vagy trapéz-szelvényű. Ez alaphelyzetében lényegében sík alakzatú lehet, amely a tömítőgyűrűvel való terhelésekor csonkakúp alakzatot vesz fel. A gyűrű alkalmazásával a golyós szelepelem elmozdítás! ellenállása nő, így a működtetőkar magától nem képes elmozdulni.

Előnyös az olyan kivitel, amelynél a szelepbetétháznak külső tömítőgyűrűje is van, amely megakadályozza a folyadékszivárgást a szelepbetét és a beleszerelt szeleptest között.

A találmány további jellemzője szerint a keverő csaptelephez való gömbszelepes betétnek golyós szelepeleme van, amely legalább egy beömléssel és kiömléssel van ellátva. A betétháznak a szabályzócsapot keresztülengedő felső nyílása van, amely szabályzókar a golyós szeleppel kapcsolódik. A golyós szelep elmozdíthatóan van ágyazva a betétházban. A betétnek olyan alsó nyílása is van, amelyen keresztül

-9a golyós szelepelem kinyúlik. A golyós szelepelem közvetlenül érintkezik a beömlési tömítőelemekkel és a szeleptest beömlőcsonkjainak a leadó végeivel.

A találmány értelmében olyan kivitel is lehetséges, amelynél a keverő csaptelepnek az elmozdítható szelepeleme olyan házban van elrendezve, amely belső teret határol. Ez a szeleptest beömlőcsonkokkal és kiömlőcsonkkal rendelkezik, ezek közlekednek a belső térrel. Az elmozdítható szelepelem együttműködik a beömlőcsonkokkal, ezáltal szabályozza a folyadékáram hőmérsékletét és mennyiségét. A szeleptestnek olyan szabályzónyílása van, amely befogadja az elmozdítható szelepelemmel összekapcsolt szabályzócsapot. A keverőszelep szelepbetétként van célszerűen kialakítva, ennek háza és felső szabályzónyílása van, amely keresztülengedi a szabályzócsapot. Az elmozdítható szelepelem a szelepbetét-házhoz elmozdíthatóan kapcsolódik. A szelepbetétnek olyan alsó nyílása is van, amelyen keresztül a mozgatható szelepelem lefelé kinyúlik, és együttműködik a beömlőcsonkokkal.

Ilyen elrendezésnél a szelepbetétbe építhető úgy a golyós szelepelem, hogy ehhez a szeleptest teljes magasságát növelni kellene. Továbbá, a mozgó szelepelem és a szelepbetét körüli folyadékszivárgást megakadályozó tömítés minimális méretű és tömegű lehet, mivel a tömítésnek már nincs meg az a funkciója, hogy terhelje és tájolja a mozgó szelepelemet a beömlési tömitőéiemeken.

A tömítőgyűrű csúcsai és annak négyszög-alakú keresztmetszete tartós és megbízható tömítést nyújt. A tömítés

-10egyik oldalán uralkodó víznyomás biztosítja, hogy a tömítés megbízhatóan felfekszik a golyós szelepelemen, ugyanis a szelepelem belső terében uralkodó víznyomásnak kifejezetten ez a feladata. Ennek eredményeként a tömítőgyűrű és a golyós szelepelem között olyan érintkzési nyomás lép fői, amely automatikusan arányos a csaptelep belső terében uralkodó víznyomással. Adott esetben a szabályzócsapra nagyobb, dekorativebb kezelőkart is szerelhetünk, például hogy a testi fogyatékosok számára a csaptelep működtetését könnyebbé tegyük.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti keverő csaptelep példkénti kiviteli alakjának oldalnézete, részben metszve;

a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás szétbontott perspektivikus képe;

a 3. ábra a 2. ábrán 3-3 vonal mentén vett metszet;

a 4. ábra a 2. ábra szerinti megoldás szelepbetétjének alulnézete;

- az 5. ábra a 2. ábra szerinti szelepbetétház felülnézete ;

a 6. ábrán az 1. ábra szerinti tömítőgyűrű keresztmetszetben, terheletlen állapotban látható;

-11- a 7.

- a 10

- a 11

- a 12

- a 13

- a 14

- a 15 ábra az l. ábra részletének viszonylag nagyobb léptékű metszete;

ábrán a 7. ábra részlete látható metszetben felnagyítva;

ábrán a 7. ábrához hasonló kiviteli változat látható;

ábra a 8. ábrához hasonló kiviteli változatot szemléltet;

ábra a 9. ábra szerinti gyűrű keresztmetszete;

ábra a 11. ábra szerinti részlet további változatát mutatja keresztmetszetben;

ábrán a 7. ábrához hasonló további kiviteli változat látható;

ábrán a 8. ábrához hasonló, harmadik kiviteli alak látható;

ábrán a találmány szerinti keverő csaptelep betétmentes kiviteli változata látható oldalnézetben, részben metszve.

Az 1. és 2. ábrákon egykaros keverő 10 csaptelepet tüntettünk fel, amelynek 12 szelepháza alsó 14 alapegységből és 16 fedélegységből áll. A 14 alapegységben 22 szelepkamra van kialakítva, amely a hideg víz számára 18 beömléssel, a forró víz számára 19 beömléssel, valamint a távozó kevert víz számára 20 kiömléssel van ellátva, és ezek közlekednek a 22 szelepkamrával. A 18 és 19 beömlések alsó végei üléket • ··

-12képeznek 23 rugók számára, amelyek hengeres elasztomer 25 tömitőelemeket szorítanak golyós 24 szelepelemre. A 18 és 19 beömlések furatátmérője a jelen esetben 6,5 mm. A 18 és 19 beömlések alsó vége a 22 szelepkamra 27 fenékpontjához képest kb. 40°-os ferdeségben vannak elrendezve. Továbbá, a 18 és 19 beömlések a függőleges 28 hosszközépvonalhoz képest kb. 15°-os szögben vannak a kerület mentén egymáshoz képest elrendezve.

A 14 alapegység körül tömítetten és eltolhatóan hengeres 17 hüvely van elrendezve, amely 15 gyurűteret képez, amely folyadékátadó kapcsolatban van a 20 kiömléssel. A 17 hüvelyhez 21 csőcsonk van rögzítve, amely folyadékátadó kapcsolatban van a 15 gyűrűtérrel a 17 hüvelyben kialakított nyíláson keresztül.

A 16 fedélegységnek menetes 31 sapkája van, amely a alapegységhez menetesen kapcsolódik. A menetes 31 sapkán 11 díszburkolat van elrendezve. A 22 szelepkamra lényegében félgömb-alakú alsó felülettel rendelkezik, amely úgy van méretezve, hogy befogadja a golyós 24 szelepelemet, amelyet pedig a jelen esetben 26 szelepbetét foglal magában. A 16 fedélegység rögzíti a 26 szelepbetétet a 22 szelepkamrában. A 14 alapegység felfelé kiálló 70 nyakkal rendelkezik, amely 71 reteszhornyokkal van ellátva, amelyek a 26 szelepbetét 72 reteszeit fogadják be, ezáltal a 26 szelepbetét helyesen tájolható a 10 csaptelepben. A 70 nyak külső palástja csavarmenettel van ellátva.

A golyós 24 szelepelemnek lényegében gömb-alakú 29 ···· *···

-13szelepfelülete van, ezen a hideg víz számára 30 és 32 beömlőnyílások, a forró víz számára 34 és 36 beömlőnyílások, továbbá, a kevert víz számára 38 kiömlőnyílás van kialakítva. A hideg víz 30 és 32 beömlőnyílásai együttműködnek a 18 beómléssel, a forró víz 34 és 36 beömlőnyílásai együttműködnek a 19 beömléssel, továbbá, a 38 kiömlőnyílás együttműködik a 20 kiömléssel, ezáltal a 18 és 19 beömlésektől a 20 kiömlésig szabályozzuk a víz átömlési keresztmetszetét, amivel szabályozzuk a keverési arányt, illetve a kevert víz kiömlési mennyiségét.

A 16 fedélegységnek átmenő 40 szabályzónyílása van. A 16 fedélegység úgy van tájolva, hogy a ház 28 hosszközépvonala keresztülhalad a 40 szabályzónyíláson. A 26 szelepbetét 56 betétházat foglal magában, amelynek felső 58 nyílása egytengelyű a 40 szabályzónyílással.

A golyós 24 szelepelem felső 99 szakaszán 42 szabályzócsap van rögzítve. Ez lényegében merőleges a golyós 24 szelepelem felső 99 szakasza és alsó 90 szakasza közötti központi síkra. A 42 szabályzócsap keresztülhalad a 40 szabályzónyíláson. A 42 szabályzócsap úgy van kialakítva, hogy a külső végéhez hagyományos módon 43 szabályzófogantyú csatlakoztatható.

A golyós 24 szelepelem elfordíthatóan és billenthetően van ágyazva az 56 betétházban. Az 56 betétház gyártható önmagában ismert módon a csaptelepekhez használatos műanyagokból. A golyós 24 szelepelemnek hengeres 60 csapja van, amelynek 62 végei kinyúlnak a gömb-alakú 29 szelepfelület» · · · ·· · ···· ···· ·

-14ből. A 60 csap 62 végeit 61 furatok eltolhatóan fogadják be. A 60 csap úgy van elrendezve, hogy keresztülhalad a golyós 24 szelepelem 66 középpontján, és merőleges a 42 szabályzócsapra. A 60 csap helyzetében például hegesztéssel rögzíthető.

A 60 csap 62 végei az 56 betétházban kialakított 68 hornyokba nyúlnak. A 3. ábrán látható, hogy a 68 hornyok közös középvonala 69 síkban helyezkedik el, amely viszont merőleges a 28 hosszközépvonalra.

A 68 hornyok 74 végei a kerület mentén 76 ütközőket képeznek a 60 csap 62 végei számára. A 68 hornyok függőleges irányban úgy vannak méretezve, hogy kizárólag a 60 csap 62 végeinek eltolását tegyék lehetővé. így tehát a 62 végek a 68 hornyokban függőleges irányban nem mozdíthatók el.

A golyós 24 szelepelemnek a gömb-alakú 29 szelepfelületének alsó 90 szakasza kinyúlik az 56 betétház alsó 92 betétnyílásán. Ez a lefelé kinyúló 90 szakasz igen fontos része a golyós 24 szelepelemnek. A gömb-alakú 29 szelepfelületnek éppen a fele nyúlik ki lefelé a 92 betétnyílásból, amint az látható a 4. és 7. ábrákon. A 29 szelepfelület a 30 32, 34 és 36 beömlőnyílásai együttműködő kapcsolatban vannak a 25 tömítőelemekkel.

A golyós 24 szelepelem felső 99 szakaszát az 56 betétház belső 101 tere fogadja be, amelyet részben hengeres 103 oldalfal határol. A belső 101 tér a 12 szelepház 22 szelepkamrájával közlekedik.

A belső 101 térben a felső 58 nyílás körül 94 tömi-15tőgyűrű-ülék van elrendezve, amely a golyós 24 szelepelem felé néz. A 94 tömítőgyűrű-ülék a belső 95 kerülete mentén magasabban helyezkedik el, mint a külső 96 kerületénél. A belső 95 kerületnél lefelé nyúló 97 váll van kialakítva gyűrűszerűén. Az 56 betétházban 98 tömítőgyűrű van elrendezve, amely 94 tömi tőgyűrű-ül éken felfekszik, mégpedig úgy, hogy előfeszített helyzetében annak a belső 100 kerülete magasabban helyezkedik el, mint a külső 102 kerülete.

A 6. ábrán látható, hogy a 98 tömítőgyűrű keresztmetszetprofiljának a jelen esetben négy lekerekített nyúlványszakasza, azaz 104, 106, 108 és 109 csúcsai vannak. Ezek mindegyike a kerület mentén közelítőleg 90°-ban helyezkedik el a 98 tömítőgyűrű szelvényének 105 középvonalához képest. A 104 és 108 csúcsok egymással átlóirányban szemben helyezkednek el közelítőleg l80°-ban, a 106 és 109 csúcsok pedig ugyancsak átlóirányban és hasonlóképpen 180°-ban helyezkednek el egymással szemben. A csúcsok egyike, a jelen esetben a 104 csúcs a 98 tömítőgyűrű alsó és belső átmérőjénél van kialakítva, amely tömíti a golyós 24 szelepelemet. A felső belső és külső 106, illetve 108 csúcsok a 94 tömítőgyűrű-üléken fekszenek fel tömítetten, ahol a 106 csúcs magasabban helyezkedik el, mint a külső 108 csúcs (lásd 7. és 8. ábrákat) .

A 6. ábrán a 98 tömítőgyűrűt terheletlen, azaz elófeszitetlen állapotban tüntettük fel, amelyben tehát a 106 és 108 csúcsok közös vízszintes síkban helyezkednek el. A gömb-alakú 29 szelepfelület felső 99 szakasza érintkezik a • · ·

-1698 tömítőgyűrűvel, ehhez kellőképpen csiszolt felülettel rendelkezik, hogy kellően sima legyen a jó tömítéshez.

Ennél a tömítés-elrendezésnél tehát elérjük, hogy a belső 11 térben uralkodó bármilyen víznyomás hat az alsó 107 tömítőfelületre a 104 és 109 csúcsok között, valamint a külső 102 kerületre a 98 tömítőgyűrű 108 és 109 csúcsai között. A 104 és 109 csúcsok közötti alsó 107 tömítőfelületre ható nyomás igyekszik a 98 tömítőgyűrűt hatásosan a 94 tömítőgyűrű-ülékre szorítani a 97 váll körül. Ezzel az elrendezéssel elérjük, hogy még hirtelen nyomásnövekedés esetén sem deformálódhat a 98 tömítőgyűrű olyan mértékben, hogy ez a megbízható tömítés rovására menne. A 108 és 109 csúcsok közötti, külső 102 felületre ható nyomás deformálni igyekszik a 94 tömítőgyűrűt, azaz a 104 csúcsot rászorítja a 24 szelepelemre. A 104 csúcsnak ez a rászorító nyomása nő akkor, ha a belső 101 térben a folyadéknyomás nő, így következésképpen a nyomásnövekedés a tömített kapcsolat fenntartását segíti, de ez a rászorító nyomás nem marad túlzottan nagy akkor, ha a belső 101 térben a nyomás erősen lecsökken, vagy megszűnik.

A találmány egyik fontos előnye, hogy lehetővé teszi a 98 tömítőgyűrű kereskedelmi forgalomban beszerezhető elasztomer anyagból való gyártását, ugyanakkor csökkenti a golyós 24 szelepelemen fellépő ellenállást üzem közben, valamint csökkenti a 98 tömítőgyűrű kopását. A 98 tömítőgyűrű 109 csúcsa az 56 betétház 103 oldalfalától távközzel helyezkedik el, így a 26 szelepbetét belső 101 terében uralkodó • · ·

-17nyomás hat a 98 tömítőgyűrű külső 102 kerületére, amely a 108 és 109 csúcsok között helyezkedik el. Ez a távkőz kialakítható a 98 tömítőgyűrű ferde üzemi helyzetével, ami lehet a ferde 94 tömítőgyűrű-ülék következménye. A 13. és 14. ábrákon további kiviteli változatot szemléltettünk. Itt az 56 betétház 94 tömítőgyűrű-üléke nem ferde, de a sugárirányban külső kerülete D távközre helyezkedik el az 56 betétház 103 oldalfalától. így tehát ennek a tömítés-elrendezésnek a működésmódja megegyezik az első kiviteli alakéval.

A bemutatott két kiviteli alaknál a víznyomás a 98 tömítőgyűrű 109 csúcsánál hat, tekintettel az 56 betétház 103 oldalfalától kialakított távközre. Megjegyezzük azonban, hogy hasonló hatást érünk el azzal, ha a 98 tömítőgyűrű 109 csúcsának folytonosságát a kerület mentén megszakítjuk. Ez kivitelezhető például szabványos gyártmányoknál bevágások készítésével, vagy eleve olyan 98 tömítőgyűrű gyártható, amelynek szelvénye megfelel a bemutatottnak, de a 109 csúcsnak megfelelő perem helyenként meg van szakítva vagy hiányzik.

Az 56 betétház külső 110 kerületén 111 gyűrűhorony van kialakítva, amelyben 112 O-gyűrű ül. A 112 O-gyűrű úgy van méretezve, hogy a 26 szelepbetét külső 110 kerületét a 12 szelepház 14 alapegységének 22 szelepkamrájában tömítetten lezárja. A 28 hosszközépvonalat magában foglaló sík mentén fel-le billenthető a 42 szabályzócsap, és ezzel együtt a 24 szelepelem a 75 középvonal körül, mégpedig függetlenül a 24 szelepelem 28 hosszközépvonal körüli elfordításától. A 60 « ·

-18csap 62 végei a 68 hornyokban elcsúszhatnak, ezáltal lehetővé teszik, hogy a golyós 24 szelepelem a 28 hosszközépvonal körül elforduljon, amikor a 42 szabályzócsapot elfordítjuk a 28 hosszközépvonal körül. Adott esetben a 76 ütközők helyett, vagy ezekkel kombinációban a 28 hosszközépvonal körüli elfordítás határolható 120 vezeték felső 115 nyílásának 80, 82, 84 és 86 peremeivel, amelyek radiális helyzetűek (5. ábra). A 120 vezeték 122 horonyba illeszkedik az 56 betétház 58 nyílása körül. A 122 hornyot hengeres 126 szoknya veszi körül. Ha a 42 szabályzócsap felütközik a 80, 82, 84 és 86 peremek egyikén, ez megakadályozza a további elmozdulását. A 80 és 82 peremek a hideg víz mennyiségét korlátozzák, a 84 és 86 peremek viszont a meleg víz mennyiségét határolják. A 80, 82, 84 és 86 peremek a golyós 24 szelepelem 28 hosszkózépvonal körüli kb. 90°-os elfordulását teszik lehetővé.

A felső 58 nyílásnak kerületi 88 és 89 peremei vannak, ezek szabályozzák a 60 csap 75 középvonal körüli billentését a lezárt helyzetből a teljesen nyitott helyzetig.

A 26 szelepbetét összeszerelése úgy kezdődik, hogy először behelyezzük a 98 tömítőgyűrűt és a 112 0-gyűrűt. Ezután a 24 tömítőgyűrűt ráhelyezzük a 98 tömítőgyűrűre és enyhén rászorítjuk. Ezután a 68 csap bevezethető a 68 hornyokba és a 29 szelepfelület 61 furatába. A 98 tömítőgyűrűnek a 24 szelepelemre szorítása biztosítja a 60 csap 62 végeinek súrlódásos illesztését a 68 horony alsó 67 felületén, amivel megakadályozzuk a 60 csap kiesését. Ezután a 120 ve• · · • · • · · ·

-19zetéket helyezzük be a 122 horonyba. A 120 vezetéknek külső vékony 123 pereme van, amely vagy szoros illesztéssel, vagy más módon rögzíthető a 122 horonyban. A 26 szelepbetét komplett szerkezeti egységet képez, amely önállóan is kereskedelmi forgalomba hozható, és amellyel a 10 csaptelep szükség esetén felújítható.

Az összeszerelt 26 szelepbetétet a 14 alapegység 22 szelepkamrájába helyezzük. A 72 retesz helyesen tájolja a 26 szelepbetétet a 22 szelepkamrában, és a 133 szegély biztosítja a 26 szelepbetét előirt függőleges helyzetét a 14 alapegység 132 szegélyén. Ezután a 16 fedélegység rácsavarható a 70 nyak külső menetére, amelynek során rugóterhelésü hajlított gyűrűt helyezünk a 26 szelepbetét és a 16 fedélegység közé, hogy a 26 szelepbetétet lefelé rászorítsuk a 132 szegélyre. A 60 csap 62 végei és a 68 hornyok közötti minimális távköz függőleges irányban akadályozza a golyós 24 szelepelem elmozdulását a 12 szelepházhoz és az 56 betétházhoz képest. Következésképpen, a 42 szabályzócsap nem mutat semmiféle instabilitást, és így a csaptelep kezelőjének nem lesz bizonytalansági érzése akkor, amikor a golyós 24 szelepelemet elfordítja, illetve billenti az előírt két működtetési irányba.

Az eddig ismertetett 98 tömítőgyűrű és 26 szelepbetét alkalmazása során előfordulhat, hogy a 98 tömítőgyűrű és a golyós 24 szelepelem között hosszabb használat után kopás és elhasználódás lép föl, különösen akkor, ha a belső 101 térben uralkodó nyomás kicsi vagy megszűnik, és ilyenkor a

-2043 szabályzófogantyú stabilitása csökkenhet. Ez a jelenség különösen nagyobb és súlyosabb 43 szabályzófogantyúk esetén fokozódhat, amelyeket főleg mozgásukban korlátozott személyek használnak. Ilyen esetekben célszerű lehet a találmány szerinti megoldás 9. és 10. ábrákon bemutatott példaként! kiviteli alakjának alkalmazása.

A 9. és 10. ábrán látható, hogy az 56 betétház 103 oldalfala, a golyós 24 szelepelem és a 98 tömítőgyűrű között gyűrűszerű 144 elem van elrendezve, amely a 104 és 109 csúcsok között elhelyezkedő, alsó 107 tömítőfelületnek megfelelő felületen fekszik fel. A gyűrűszerű 140 elemet az alsó 107 tömítőfelület révén rugalmasan rászorítjuk a golyós 24 szelepelemre. A gyűrűszerű 140 elem belső átmérőjének alsó 142 éle ugyancsak a golyós 24 szelepelemen támaszkodik, és ezáltal akadályozza annak elmozdítását. Ez a súrlódásos ellenállás hozzáadódik a 98 tömítőgyűrű súrlódási ellenállásához, ezáltal pedig még hatásosabban stabilizáljuk a 43 szabályzófogantyút olyan esetekben, amikor a belső 101 térben a nyomás alacsony vagy megszűnik.

A gyűrűszerű 140 elemnek ez a súrlódási ellenállása azonban a belső nyomás növekedésével csökken, ugyanis a víznyomásnak az alsó 107 tömítőfelületre ható hatása csökkenti a 98 tömítőgyűrűnek a gyűrűszerű 140 elemre kifejtett nyomóerejét. Ezzel az elrendezéssel tehát kompenzáljuk és kiegyenlítjük a golyós 24 szelepelem működés közbeni ellenállásainak változásait, de nem csökkentjük a 98 tömítőgyűrű megtartó hatását. A gyűrűszerű 140 elem nem kerül érintkezésbe

-21az 56 betétház 103 oldalfalával.

A gyűrűszerű 140 elem üzem közben felvett alakzata csonkakúpszerű, amint az látható a 9. és 10. ábrákon. A gyűrűszerű 140 elem terhelésmentes állapotában lehet olyan alakú, mint amilyent a 11. ábrán feltüntettünk, de az lehet sík kialakítású nyugalmi állapotban, amint az látható a 12. ábrán, és beépített állapotban deformálható csonkakúpszerű alakzatba. Adott esetben olyan kivitel is lehetséges, amelynél az 56 betétház sík 94 tömitőgyűrű-ülékkel rendelkezik (13. és 14. ábrák). Ez utóbbi elrendezésnél a gyűrűszerű 140 elem megtartja a 12. ábrán látható alakját. A gyűrűszerű 140 elem lényegében téglalap-keresztmetszetű, de olyan kiviteli alak is lehetséges, amelynek trapéz vagy más sokszög-alakú szelvénye van, amelynél a belső átmérő alsó 142 éle érintkezik a golyós 24 szelepelemmel (9. ábra).

A 98 tömítőgyűrű, valamint a csaptelepben használt többi tömítőgyűrű kenőzsírral bekenhető. A gyűrűszerű 140 elem feladata az, hogy csökkentse a kopást, továbbá, megakadályozza, hogy a 98 tömítőgyűrűről lecsepegő kenőzsír a vízzel töltött 101 térre jusson.

A gyűrűszerű 140 elem további feladata, hogy a víznyomás változásának függvényében kompenzálja a működtetési ellenállás csökkenését, azaz, hogy hosszú távra biztosítsa a megfelelő működtetési ellenállást.

Mivel a gyűrűszerű 140 elem 142 éle hosszabb használat után kopik, ezáltal a csaptelep működtetési ellenállásának említett kompenzáló hatása csökken. A kísérleti tapasz• · · · · · • · · · · • ··· ·· · · • · ········ ···· ·· · ·

-22talataink szerint azonban ez nem okoz semmiféle problémát, mivel a csaptelep egyéb szerkezeti részeinél (különösen a 25 tömitőelemeknél) a használattal rendre nó az ellenállás, hiszen azokról fokozatosan eltávolítjuk a kenőzsírt vagy más súrlódáscsökkentő anyagréteget. így tehát a működtetési ellenállás csökkentése a gyűrűszerű 140 elemmel idővel kiegyenlítődik, hiszen a csaptelep használata során a működtetési ellenállás önmagától nő. Megjegyezzük azonban, hogy a gyűrűszerű 140 elemnek az a hasznos hatása változatlanul fennmarad, hogy eltávolítja, illetve távoltartja a kenőzsírt a 98 tömítőgyűrűtől.

Amint a 15. ábrán látható, a golyós 24 szelepelem és a 98 tömítőgyűrű betétmentes 150 csaptelepbe is beépíthető. Ennek 152 háza van, amelyet 154 fedél zár le. A 154 fedélnek 156 fészke van, amelyen a fentiekben már ismertetett alakú 98 tömítőgyűrű ül.

A nagy rugalmasságú terhelőgyűrű feladata, hogy a golyós 24 szelepelemet a rugóterhelésű tömítő 25 elemekre szorítsa a korábbi kiviteleknél, amit itt kiküszöböltünk. Ennél a kivitelnél ugyanis a 98 tömítőgyűrűk feladata, hogy megakadályozza a folyadékszivárgást a golyós 24 szelepelem és a 154 fedél között, valamint, hogy kellő működtetési ellenállást biztosítson a golyós 24 szelepelem számára.

A 112 O-gyűrű feladata csupán az, hogy az 56 betétház és 14 alapegység között a folyadékszivárgást megakadályozza (7. vagy 9. ábra). A golyós 24 szelepelem függőleges helyzete az 56 betétházban rögzítettnek tekinthető a 60

-23csapnak a 68 hornyokban való elrendezésével. Továbbá, a 2. ábrán látható módon alkalmazhatunk 160 állítógyűrűt azzal a céllal, hogy a golyós 24 szelepelemet kellően rászorítsuk a tömítő 25 elemekre.

A golyós 24 szelepelem célszerűen 26 szelepbetétbe van beépítve, amely igen könnyen cserélhető. A 26 szelepbetét találmány szerinti kialakításával nincs szükség a 12 szelepház teljes magasságának megnövelésére, ami szükségszerű a hagyományos megoldásoknál. Továbbá, a 26 szelepbetét a szabványos és hagyományos 14 alapegységekkel is társítható, ha a golyósszelep megfelelő beömlésekkel és kiömlésekkel van ellátva.

A találmány szerinti megoldás alkalmazásával tehát lehetővé válik, hogy gömbszelepes egykaros keverő csaptelepekhez elasztomer anyagú, lényegében négyszög-keresztmetszetű és a kereskedelmi forgalomban beszerezhető 98 tömítőgyűrűt alkalmazunk. Ez egyrészt igen olcsó alkatrész, másrészt nagy deformációs ellenállású. A találmány szabályzott módon teszi lehetővé a 98 tömítőgyűrű által létrehozott ellenállás csökkentését, másrészt csökkenti a tömítőgyűrű kopását azáltal, hogy a rá ható erőket korlátozza.

Végül megemlítjük, hogy a találmány számos más változatban és kombinációban megvalósítható az igényelt oltalmi körön belül.

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   l. Egykaros keverő csaptelep, amelynek helytálló eleme és golyós szelepeleme van, a golyós szelepelem legalább egy beömléssel és kiömléssel van ellátva, továbbá, szabályzófogantyúhoz csatlakoztatott szabályzócsapja van, amely a golyós szelepelemre merőlegesen helyezkedik el, a golyós szelepelemet helyzetében a helytálló elem tartja, amely a szabályzócsapot átvezető nyílással van ellátva, továbbá tömítéssel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a tömítés a golyós szelepelem (24) és a helytálló elem közötti tömítést biztosító tömítőgyűrűként (98) van kialakítva, ennek a keresztmetszete a kerülete mentén legalább három, egymástól távközzel elrendezett csúccsal (104, 106, 108) van ellátva, ezek közül az első és harmadik csúcsok (108, 104) a gyűrűszelvény középvonalához (105) viszonyítva 90° körüli helyzetben vannak elrendezve a második csúcshoz (106) képest; az első csúcs (108) a tömítőgyűrű (98) felső és belső átmérőjénél, a második csúcs (106) pedig a tömítőgyűrű (98) belső és felső átmérőjénél van elrendezve, továbbá, az első és a második csúcsok (108, 106) a helytálló elemen tömítetten felfekszenek, a harmadik csúcs (104) viszont a tömítőgyűrű (98) alsó és belső átmérőjénél helyezkedik el, és tömítetten felfekszik a golyós szelepelem (24) felső szakaszán (99) a szabályzócsap (42) és a golyós szelepelem (24) felezősíkja közötti részen, továbbá, a tömítőgyűrűnek (98) az első és a harmadik csúcsai (108, 110) közötti alsó ····

   -25felülete a helytálló elemen belüli víznyomásnak van kitéve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a tömítőgyűrűnek (98) negyedik csúcsa (109) is van, amely mind a helytálló elemtől, mind pedig a golyós szelepelemtől (24) távközzel helyezkedik el és a helytálló elem belsejében uralkodó víznyomásnak van kitéve, továbbá, a negyedik csúcs (109) a kerület mentén az első és a harmadik csúcsoktól (108, 104) 90° körüli távközzel van elrendezve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a működés szempontjából helytálló elem fedélként (154) van kialakítva, amely közvetlenül a csaptelep (150) házához (152) kapcsolódik.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a működtetés szempontjából helytálló elem betétházként (56) van kialakítva, amely a csaptelep szelepházába (12) beszerelhető kialakítású.
5. 5. A 4. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a betétháznak (56) a szabályzónyílás (40) körül tömitőgyűrű-üléke (94) van, ezen tömítetten felfekszik a tömítőgyűrű (98) első és második csúcsa (108, 106).

   -266. Az 5. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a szabályzónyílás (40) körül kialakított tömítőgyűrű-ülék (94) ferdén úgy van kialakítva, hogy a belső kerülete az külső kerülete fölött helyezkedik el.
6. 7. Az 5. igénypont szerinti csaptelep, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrű-ülék (94) külső kerülete a helytálló elem oldalfalától (103) befelé radiális távközzel helyezkedik el.
7. 8. Az 1. igénypont szerinti csaptelep, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrűn (98) gyűrűszerű elem (140) van elrendezve, ennek belső átmérőszakasza a golyós szelepelemmel (24) a tömítőgyűrű (98) révén érintkező kapcsolatban van.
8. 9. A 8. igénypont szerinti csaptelep, azzal jellemezve, hogy a tömítőgyűrűnek (98) negyedik csúcsa (109) is van, amely mind a helytálló elemtől, mind pedig a golyós szelepelemtől (24) távközzel helyezkedik el, és a helytálló elem belsejében uralkodó víznyomással van kapcsolatban, továbbá, a negyedik csúcs (109) az első és a harmadik csúcstól (108, 104) a kerület mentén előnyösen 90°ban helyezkedik el, továbbá, a negyedik csúcs (109) a gyűrűszerű elemmel (140) érintkezik és azt a golyós szelepelemre (24) szorító elrendezésű.

   -2710. A 8. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a gyűrűszerű elemnek (140) négyszög keresztmetszete van, és terheletlen állapotban sík alakú.
9. 11. A 10. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a gyűrűszerű elem (140) terhelt állapotban csonkakűp-alakú, és a belső átmérőjének éle (142) a golyós szelepelemen (24) felfekszik.
10. 12. A 8. igénypont szerinti csaptelep, azzal j ellemezve, hogy a gyűrűszerű elemnek (140) négyszög-alakú keresztmetszete és terheletlen állapotban csonkakúp alakja van, amelynél a belső átmérő éle (142) a golyós szelepelemen (24) felfekszik.