PL114142B1

PL114142B1 - Flow control valve

Info

Publication number: PL114142B1
Application number: PL1976187919A
Authority: PL
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1981-01-31
Also published as: SE422618B; FR2304008A1; GB1540826A; ES446020A1; DE2610243A1; BR7601475A; US4098085A; SE7603207L; JPS51115325A

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór do regulacji przelywu, zwlaszcza zawór posiadajacy czlon wspor- czy (nosny), którego co najmniej czesc w czasie eks¬ ploatacji styka sie z goracymi gazami.Znane sa zawory do regulacji przeplywu, posia¬ dajace zwykle czlon zamykajacy, unoszony za po¬ moca przesuwanego osiowo czlonu wsporczego, na¬ pietego w taki sposób, ze czlon zamykajacy jest normalnie przypierany do nieruchomego gniazda zaworu. Przykladowo jeden typ znanych zaworów do regulacji przeplywu jest zaworem grzybkowym z czlonem zamykajacym o zarysie kolowym, umo¬ cowanym na jednym koncu czlonu, który moze sie przesuwac osiowo wewnatrz cylindrycznej prowad¬ nicy i jest napinany sprezyna oraz przypiera czlon zamykajacy do nieruchomego kolowego gniazda za¬ woru. Gdy cisnienie gazu powyzej gniazda zaworu wzrasta ponad z góry okreslona wartosc, czlon za¬ mykajacy jest osiowo odsuwany od gniazda wbrew sile naciagu, umozliwiajac przeplyw gazu przez za¬ wór.Niedogodnosc tego typu zaworu polega na tym, ze w czasie regulacji zaworem przeplywu goracych gazów, co najmniej czesc; trzonu zaworu w poblizu czlonu zamykajacego styka sie z goracymi gazami, zwlaszcza wtedy, gdy zawór jest otwarty i wsku¬ tek tego jest narazona na korozje lub osadzanie zanieczyszczen, co moze ewentualnie doprowadzic do zakleszczenia sie i zlej pracy zaworu wskutek tego, ze ta czesc trzonu nie ma juz mozliwosci swo- 10 15 20 25 30 bodnego przesuwania sie w cylindrycznej prowa¬ dnicy.Problem ten wystepuje miedzy innymi w turbi¬ nach z urzadzeniem doladowujacym stanowiacym sprezarke turbinowa dla silników spalinowych, w których gorace gazy wylotowe z silnika sa wyko¬ rzystywane do napedzania turbiny, która z kolei na¬ pedza sprezarke podajaca zwiekszona ilosc powie¬ trza dostarczanego do cylindra silnika. Przyklad zastosowania grzybkowego zaworu nadmiarowego w takiej sprezarce turbinowej jest szczególowo opi¬ sany w brytyjskim opisie patentowym Nr 1 043 112.Dodatkowy problem w zaworze grzybkowym tego typu polega na tym, ze jego trzon, prowadnice i ele¬ menty sprezynowe wystaja z obudowy sprezyny, na taka odleglosc,.która w znaczny sposób powiek¬ sza ogólna oslone sprezarki turbinowej.Celem wynalazku jest opracowanie zaworu do re¬ gulacji przeplywu goracych gazów z malym nara¬ zeniem mechanizmów zaworu na dzialanie korozji lub osadzania sie zanieczyszczen na czlonie wspor- czym czlonu zamykajacego, powodujacych wadliwa prace zaworu.W zaworze wedlug wynalazku, czlon zamykajacy zawór przeplywu gazu, przez otwór pomiedzy pier¬ wszym kanalem i drugim kanalem obudowy jest osadzony w odsunietym od kanalu gniezdzie za¬ woru oraz ma elementy mocujace czlon zamykajacy zawór, które sa usytuowane w komorze, a wahacz posiada wyprowadzony do kanalu. 114 142s 114 142 4 Czlon zamykajacy zamocowany na wahaczu ma os obrotu usytuowana w plaszczyznie prostopadlej do plaszczyzny gniazda zaworu. Wahacz jest osa¬ dzony na sztywnym precie wraz ze zwojowa spre¬ zyna, przy czym jeden koniec sprezyny jest przy¬ mocowany nieruchomo w stosunku do preta, a ko¬ niec drugi jest przytwierdzony do wahacza przy¬ mocowanego jednym koncem do drazka skretnego.Pomiedzy wahaczem i nieruchoma czescia obudowy jest osadzona sprezyscie podkladka amortyzujaca.Czlon zamykajacy przymocowany jest na jednym koncu czlonu sprezystego, którego drugi koniec za¬ mocowany jest nieruchomo. Czlon sprezysty stano¬ wi plytkowa -sprezyna.-Czlon zamykajacy jest za¬ czepiony na koncii wolnym ramienia wahacza. Czlon zamykajacy posiada wystajaca do tylu wydrazona czesc, w której otworze osadzony jest luzno na koncu wolnym kolek, prostopadle do plaszczyzny zamykajacego czlonu. Koniec wahacza jest rozwi¬ dlony, a odgalezione ramiona zamykajacego czlo¬ nu znajduja sie po przeciwnych stronach wydrazo¬ nej czesci w odpowiednich odstepach od niego.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju pionowym zawór do re¬ gulacji przeplywu goracych gazów zabudowany w oslonie sprezarki turbinowej, fig. 2 — zawór z fig. 1, w czesciowym przekroju pionowym, fig. 3 — w przekroju pionowym inny przyklad wykonania zaworu do regulacji przeplywu goracych gazów za¬ montowany w oslonie sprezarki turbinowej, fig. 4 — w widoku z przodu zawór z fig. 3, fig. 5 — ko¬ lejny przyklad wykonania zaworu do regulacji przeplywu goracych gazów, zamontowany w oslo¬ nie^ sprezarki turbinowej w przekroju, fig. 6 — za¬ wór z fig. 5 w czesciowym przekroju pionowym, fig. 7 — jeszcze inny przyklad wykonania zaworu do regulacji przeplywu goracych gazów, zmonto¬ wany w oslonie sprezarki turbinowej, przedstawio¬ ny w przekroju pionowym, fig. 8 — zawór z fig. 7 w czesciowym przekroju pionowym.Nadmiarowe zawory regulacyjne przeplywu go¬ racych gazów sa zabudowane w oslonie 10 stano¬ wiacej obudowe silnika spalinowego turbiny spre¬ zarki. W kazdym przykladzie wykonania oslona 10 posiada wlotowy kanal 12 dla wylotowych gora¬ cych gazów doprowadzanych z silnika spalinowe¬ go do wirnika 11 turbiny zawierajacego lopatki 13.Turbina z wirnikiem 11 jest sprzezona ze sprezar¬ ka (niepokazana) sprezajaca powietrze podawane do silnika spalinowego. Oslona 10 posiada kanal 14 wylotowy, który zapewnia upust gazów spalino¬ wych ze sprezarki turbinowej, który moze byc po¬ laczony z rura wydechowa (wylotowa) (niepoka¬ zana) wyprowadzona do atmosfery. Gazy pod cis¬ nieniem wprowadzane do turbiny kanalem 12 wlor towym rozprezaja sie poprzez wirnik turbiny wpro¬ wadzony w ruch obrotowy, przy czym gazy zuzyte sa wyprowadzane przez kanal 14 wylotowy turbi¬ ny.Zawory do regulacji przeplywu goracych gazów sa stosowane dla wytworzenia bocznika dla gazów wylotowych, powyzej wirnika turbiny, gdy cisnie¬ nie tych gazów przekracza z góry okreslona war¬ tosc. To z kolei ogranicza predkosc obrotów wir¬ nika 11 turbiny, regulujac wyjsciowe cisnienie spre¬ zarki do maksymalnego, bezpiecznego poziomu.Zawór do regulacji przeplywu wedlug fig. 1 i 2 zawiera gniazdo 16 zaworu o zarysie kolowym w 5 sciance 18 bocznej wylotowego kanalu 13 oslony 10, zas uksztaltowany odpowiednio do gniazda 16 za¬ woru czlon 20 zamykajacy posiada wystajacy do tylu centralny gwintowany kolek 22, który prze¬ chodzi przez otwór w plycie 24, do której przymo- io cowany jest za pomoca pary nakretek 26 umiesz¬ czonych w gniazdach plyty 24 zapewniajac regu¬ lacje dla prawidlowego osadzenia czlonu 20 zamy¬ kajacego. Plyta 24 jest utrzymywana jednym kon¬ cem wahacza 28, którego drugi koniec jest zakli- 15 nowany na swobodnym koncu skretnego drazka 30, zamocowanego w pomocniczej oslonie 32, która jest utrzymywana na kolnierzowej czesci 34 glównej oslony 10. Pomocnicza oslona 32 laczy sie z wne¬ trzem kolnierzowej czesci 34 glównej oslony po- 20 przez otwór 36 oraz uszczelke 37, poprzez która wa¬ hacz 28 przechodzi jak przedstawiono z wyraznym luzem.Wedlug figury 2 swobodny koniec 30a skretnego drazka 30 jest ulozyskowany w lozysku utworzo- 25 nym przez przeciwne polówki 32a, 32b pomocniczej oslony 32, przy czym drugi koniec (preta) jest u- nieruchomiony w stosunku do oslony 32 w punkcie 33. „Skret" skretnego preta wykonany jest tak, ze napina on czlon 20 zamykajacy, poprzez wahacz 28 30 i plytke 24 do sprzegniecia w normalnych warun¬ kach z gniazdem 16 zaworu. Gdy we wlotowym kanale 12 wytworzy sie nadmierne cisnienie, czlon zamykajacy jest obracany wokól osi skretnego dra¬ zka 30 wbrew momentowi skretnemu preta, btwie- 35 rajac równoczesnie zawór i umozliwiajac polacze¬ nie wlotowego kanalu z komora 38 utworzona po¬ miedzy powierzchniami wewnetrznymi kolnierzo¬ wej czesci 34 oslony 10 i nakladka 40 umocowana (w poprzek) otwartego wylotu kolnierzowej czesci *o 34 razem z uszczelka 42 znajdujaca sie miedzy ni¬ mi, za pomoca srub 44. Komora 38 laczy sie po¬ przez kanal 45 z otworem 47 w wylotowej czysci 14 oslony 10, a w czasie otwarcia zaworu wlotowy kanal 12 ma polaczenie z atmosfera. Skretny dra- 45 zek 30 jest umieszczony w pomocniczej oslonie 32 z dala od kanalu bocznikowego dla gazów, wsku¬ tek czego nie styka sie skretny drazek 30 ze „stru¬ mieniem" gazów. W pomocniczej oslonie 32 znajduja sie gazy, które na skutek wyeliminowania ich prze¬ to plywu sa statyczne i malo agresywne. Luz pomiedzy wahaczem 28 i uszczelka 37 jest stosunkowo duzy, , wskutek czego osadzanie sie zanieczyszczen na ra¬ mieniu wahacza 28 nie blokuje pracy zaworu.Konstrukcja zaworu poprzez wytlumienie sil wy- 55 wolujacych wszelkie tendencje do stukania zawo¬ ru na powierzchni gniazda, a tym samym mozli¬ wosc powstania uszkodzen czlonu zamykajacego lub gniazda, a nawet zniszczenia zaworu. Jest to szcze¬ gólnie wazne ze wzgledu na pulsujacy charakter 60 przeplywu gazu w oslonie turbiny. Sily tlumiace sa wytwarzane dzieki temu, ze skretny drazek 30 jest obciazony sprezyscie i ma ulozyskowana swo¬ bodnie koncówke skretnego drazka 30, przy czym sily te sa proporcjonalne do „skrecenia" preta skre- 65 tnego.& 11*14* 6 • Konstrukcja zaworu umozliwia takze latwe wpro¬ wadzenie dodatkowego tlumienia, (fig. 1 i 2) za¬ wiera amortyzujaca podkladke 50 umieszczona po¬ miedzy wahaczem 28 i pomocnicza oslona 32 amor¬ tyzujaca ruch ramienia wahacza 28 i dzieki temu ruch czlonu 20 zamykajacego.W alternatywnym przykladzie wykonania, kon¬ strukcja moze byc identyczna z konstrukcja przed¬ stawiona na fig. 1 i 2, ale z usunieta podkladka 50 amortyzujaca (tlumiaca).Konstrukcja uwidoczniona na fig. 3 i 4 jest za¬ sadniczo taka sama, jak wedlug fig. 1 i 2, ale skre¬ tny pret jest zastapiony srubowa sprezyna 52 zwo¬ jowa. Wahacz 28 jest zamocowany obrotowo na pre¬ cie 54 przebiegajacym koncentrycznie przez spre¬ zyne 52, która jest naprezona tak, ze napina ramie wahacza 28 zgodnie z ruchem zegara (fig. 3).W przykladzie wykonania uwidocznionym na fig. 5 i 6 czlon zamykajacy jest przymocowany do jed¬ nego konca plytkowej sprezyny 56 kolkiem 22 i na¬ kretkami 26, przy czym drugi koniec sprezyny plyt¬ kowej przechodzi poprzez uszczelke 37 do szczeliny 58 wlotu 59, gdzie jest zacisniety wkretem bez lba 60. Plytkowa sprezyna w rozwiazaniach zalecanych zawiera dwie plytki, przy czym tlumienie amorty¬ zujace realizowane jest .tarciem miedzy plytkami.Czlon zamykajacy nie jest polaczony sztywno z wa¬ haczem, jak mialo to miejsce w poprzednio opi¬ sanych wykonaniach.W przykladzie wykonania uwidocznionym na fig. 7 i 8 zastosowano zmodyfikowany czlon zamyka¬ jacy, który zawiera osiowo przebiegajacy rurkowy trzon 72, posiadajacy cylindryczna powierzchnie 74 zewnetrzna i cylindryczna wewnetrzna powierzchnie 76, które wyznacza wewnetrzny otwór kanalu trzo¬ nu 72. Kanal trzonu „7.2 miesci swobodnie wolny koniec kolka 78 z lbem, który jest sztywno umiej¬ scowiony w otworze kanalowym 80 w nakladce 82 za pomoca nagwintowanej czesci 84, przy czym ko¬ lek 78 i trzon 72 sa zasadniczo wyosiowane. Zawór zawiera obrotowy wahacz 83, którego górny koniec jest naciagniety sprezyna w sposób zasadniczo iden¬ tyczny do przedstawionego w wykonaniu uwido¬ cznionym na fig. 3 i 4. Koncówka wahacza 86 od¬ dalona jest od jego osi obrotu, nie jest jednak po¬ laczona sztywno z czlonem 70 zamykajacym ale jest rozwidlona jak pokazano na fig. 8, wskutek czego dwa ramiona maja rozwidlenia lezace po prze¬ ciwnych stronach odpowiednio, trzonu 72 i posia¬ daja luz. Wskutek napiecia sprezyna 88 zwojowa rozwidlona koncówka wahacza 86 zaczepia o tylna powierzchnie 90 czlonu 70 zamykajacego i popycha czlon zamykajacy do polozenia zamkniecia na gnie¬ zdzie 92 zaworu.Konstrukcja uwidoczniona na"~ fig. .7 i 8 posiada zalete, polegajaca na tym, ze czlori" 70 zamykajacy ma okreslony zakres swobody poprzecznej dla jego przesuniec w stosunku do wahacza 86, wskutek cze¬ go czlon zamykajacy ma wlasciwosci samoustawie- nia sie w gniezdzie 92 zaworu, dzieki czemu nie jest bezwzglednie konieczne, aby osie gniazda 92 zawo¬ ru i czlonu zamykajacego byly dokladnie wyosio¬ wane wzajemnie. Rozwiazuje to problemy, które moglyby powstac wskutek róznego rozszerzania sie róznych czesci zaworu i odksztalcen czesc}, -które moglyby wystapic w tych czesciach przy ich na¬ grzaniu. Uwidoczniony ha fig. 7 kolek miesci sie w kanale trzonu 72 z wyraznym luzem, wskutek czego wspólpracujace powierzchnie tych czesci nie 5 znajduja sie dokladnie w konfiguracji wzajemnego slizgania; kolek 78 pelni jedynie role luznej pro¬ wadnicy trzonu 72. Dzieki temu znaczne osady za¬ nieczyszczen na tych wspólpracujacych powierzch¬ niach moga byc tolerowane bez pogarszania dzia¬ lania zaworu.W przykladzie wykonania..uwidocznionym na fig. 1 do 4 wahacz jest polaczony z'trzonkiem czlonu zamykajacego dodatkowa plyta 24, jednak plyta ta moze byc pominieta, a wahacz moze byc polaczony bezposrednio z czlonem zamykajacym. W przedsta¬ wionym rozwiazaniu wahacz musialby naturalnie byc wówczas wykorbiony.Wszystkie omawiane wyzej zawory zapewniaja bardzo skuteczna regulacje przeplywu gazów wlo¬ towych do turbiny. Ponadto nie wplywaja jednak one wyraznie na powloki obudowy turbiny. Jest to wyrazna zaleta w instalacjach, w których istotne znaczenie posiada przestrzen.Zastrzezenia patentowe 1. Zawór do regulacji przeplywu posiadajacy o- budowe zawierajaca pierwszy i drugi kanal prze¬ plywu oraz uformowane w scianie pierwszego ka¬ nalu gniazdo zaworu, znamiennny tym, ze czlon (20, 70) zamykajacy zawór przeplywu gazu przez otwór pomiedzy pierwszym kanalem (12) i drugim kanalem (38) obudowy (10) jest osadzony w odsu¬ nietym od kanalu (38) gniezdzie (16) zaworu, oraz ma elementy mocujace czlon.-zamykajacy (20, 70) zawór, które sa Usytuowane w korhorze (32) a wa¬ hacz (28, 86) posiada wyprowadzony do kanalu (38). 2. Zawór wedlug zastrz; 1, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (20) zamocowany na wahaczu (28, 86) ma os obrotu usytuowana w plaszczyznie prostopadlej do plaszczyzny gniazda zaworu (16, 92). 3. Zawór wedlug .zastrz. 2, znamienny tym, ze wahacz (28) jest osadzony na sztywnym precie (54) wraz ze zwojowa sprezyna (52), przy czym jeden koniec sprezyny (52) jest przymocowany nierucho¬ mo w stosunku do preta (54), a koniec drugi jest przytwierdzony do wahacza (28). 4. Zawór wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wahacz (28) jest przymocowany jednym koncem do skretnego drazka (30), 5. Zawór wedlugjastrz. 3 albo 4, znamienny tym, ze pomiedzy waha*zem428) i*iieruchoma czescia (32) obudowy (10) jest osadzona sprezyscie podklad¬ ka (50) amortyzujaca. 6. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlon (20) zamykajacy przymocowany jest na jed¬ nym koncu czlonu (56) sprezystego, którego drugi koniec jest zamocowany nieruchomo. 7. Zawór wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze czlon (56) sprezysty stanowi plytkowa sprezyne. 8. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (70) jest zaczepiony na koncu wolnym ramienia wahacza (86). 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 114142 8 9. Zawór wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (70) posiada wystajaca do tylu, wydrazona czesc (72), w której otworze (76) osadzo¬ ny jest luzuno na koncu wolnym kolek (78), prosto¬ padle do plaszczyzny zamykajacego czlonu (70). 10. Zawór wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze wolny koniec wahacza (86) jest rozwidlony, a odga¬ lezione ramiona znajduja sie po przeciwnych stro¬ nach wydrazonej czesci (72) zamykajacego czlonu 5 (70) w odpowiednich odstepach od niego.-FIG.2:- -FIG. 5: FIG.6: i r-*~ wM i \fTfC K k LLs6 p H ZGK, 0002/1110/82 110 szt.Cena zl 45,— PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Zawór do regulacji przeplywu posiadajacy o- budowe zawierajaca pierwszy i drugi kanal prze¬ plywu oraz uformowane w scianie pierwszego ka¬ nalu gniazdo zaworu, znamiennny tym, ze czlon (20, 70) zamykajacy zawór przeplywu gazu przez otwór pomiedzy pierwszym kanalem (12) i drugim kanalem (38) obudowy (10) jest osadzony w odsu¬ nietym od kanalu (38) gniezdzie (16) zaworu, oraz ma elementy mocujace czlon.-zamykajacy (20, 70) zawór, które sa Usytuowane w korhorze (32) a wa¬ hacz (28, 86) posiada wyprowadzony do kanalu (38).
2. Zawór wedlug zastrz; 1, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (20) zamocowany na wahaczu (28, 86) ma os obrotu usytuowana w plaszczyznie prostopadlej do plaszczyzny gniazda zaworu (16, 92).
3. Zawór wedlug .zastrz. 2, znamienny tym, ze wahacz (28) jest osadzony na sztywnym precie (54) wraz ze zwojowa sprezyna (52), przy czym jeden koniec sprezyny (52) jest przymocowany nierucho¬ mo w stosunku do preta (54), a koniec drugi jest przytwierdzony do wahacza (28).
4. Zawór wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wahacz (28) jest przymocowany jednym koncem do skretnego drazka (30),
5. Zawór wedlugjastrz. 3 albo 4, znamienny tym, ze pomiedzy waha*zem428) i*iieruchoma czescia (32) obudowy (10) jest osadzona sprezyscie podklad¬ ka (50) amortyzujaca.
6. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlon (20) zamykajacy przymocowany jest na jed¬ nym koncu czlonu (56) sprezystego, którego drugi koniec jest zamocowany nieruchomo.
7. Zawór wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze czlon (56) sprezysty stanowi plytkowa sprezyne.
8. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (70) jest zaczepiony na koncu wolnym ramienia wahacza (86). 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 114142 8
9. Zawór wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze czlon zamykajacy (70) posiada wystajaca do tylu, wydrazona czesc (72), w której otworze (76) osadzo¬ ny jest luzuno na koncu wolnym kolek (78), prosto¬ padle do plaszczyzny zamykajacego czlonu (70).
10. Zawór wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze wolny koniec wahacza (86) jest rozwidlony, a odga¬ lezione ramiona znajduja sie po przeciwnych stro¬ nach wydrazonej czesci (72) zamykajacego czlonu 5 (70) w odpowiednich odstepach od niego. -FIG.2:- -FIG. 5: FIG.6: i r-*~ wM i \fTfC K k LLs6 p H ZGK, 0002/1110/82 110 szt. Cena zl 45,— PL