Przedmiotem wynalazku jest cisnieniowy zawór nadmiarowy, w którym sprezystym elementem jest ciecz o podwyzszonym cisnieniu. Zawór ten jest przystosowany do otwierania sie dla przepuszcze¬ nia plynu doprowadzanego pod wysokim cisnieniem do przestrzeni, w której panuje niskie cisnienie, z chwila gdy cisnienie plynu doprowadzanego ze zródla przekroczy pewna okreslona z góry war¬ tosc.Z opisów patentowych Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii nr 1.144.023 i nr 1.158.406 znane sa cieczowo-cisnieniowe zawory nadmiarowe. W zaworach tych sprezystym elementem jest gaz pod cisnieniem. Gaz pod cisnieniem jest wprowadzony do zaworów przez otwory w korpusach zaworów.Dla wypelnienia takiego zaworu sprezonym ga¬ zem, konieczne jest polaczenie otworu zaworu ze zródlem sprezonego powietrza, które jest umiesz¬ czone na zewnatrz i nie tworzy zadnej czesci za¬ woru. Wypelnianie zaworu sprezonym gazem w taki sposób jest wielce niedogodne, zwlaszcza gdy taki zawór jest elementem stojaka kopalnianego i gdy taki stojak jest stosowany w ograniczonej powierzchni, a taka sytuacja wystepuje w kopalni wegla.Celem niniejszego wynalazku bylo opracowanie konstrukcji cieczowo-cisnieniowego nadmiarowego zaworu, w którym medium sprezyste stanowi ciecz i który nie wymaga napelniania ta ciecza pozo¬ stajaca na zewnatrz zaworu. 10 15 30 Cisnieniowy zawór nadmiarowy wedlug wynalaz¬ ku posiada korpus z gniazdem zaworu, wlot cieczy z jednej strony gniazda i wylot z drugiej strony gniazda, pewna ilosc cieczy o okreslonym cisnie¬ niu dzialajaca jako czynnik sprezysty powodujacy polaczenie elementu zamykajacego zawór wewnatrz korpusu z gniazdem zaworu. „ Cel wynalazku zostal osiagniety w tym zaworze przez to, ze jego korpus zawiera pojemnik pola¬ czony z podluzna obudowa za pomoca gwintu. Po¬ jemnik ten wypelniony jest sprezonym plynem albo plynopodobnym materialem dzialajacym jako czynnik sprezysty. Podluzna obudowa zawiera od¬ dalone od gwintu gniazdo, wlot i wylot, a w sa¬ siedztwie gwintu ma prowadnice z pomocniczym nurnikiem polaczonym szczelnie z otworem pojem¬ nika dla sprezania plynu albo plynopodobnego ma¬ terialu. Zawór ma zamykajacy go element prze¬ mieszczamy w stosunku do gniazda zaworu i glów¬ ny nurnik elementu zamykajacego zawór przesuw¬ ny i w szczelnym polaczeniu z prowadnica.Koniec glównego nurnika oddalony od zamyka¬ jacego elementu poddany jest dzialaniu sprezonego plynu albo plynopodobnego materialu dla docisku zamykajacego elementu do gniazda zaworu.Ciecza moze byc plyn silikonowy.Plynopodobnym materialem moze byc smar jak równiez cialo stale takie jak guma, która dziala jak plyn gdy jest poddany wysokiemu cisnieniu.Przez zastosowanie pojemnika wypelnionego ply- 117 422117 3 nem albo plynopodobnym materialem i wydluzonej obudowy, pewna ilosc plynu albo plynopodobnego jriajffilaru"-jest---zamknieta wewnatrz pojemnika przez rArfmll .io"mdcniczy po skreceniu obydwu czesci razem a nastepnie przez dalsze dokrecenie jcisnjen^ olynu albo plynopodobnego materialu, imoae •byn^^iakszone, przez dzialanie pomocnicze¬ go* nuinllKU, Tto-¥ip»iaganej wysokosci.Jest to stosunkowo prosta operacja, nie wyma¬ gajaca uzycia zródla plynu pod cisnieniem pozo¬ stajacego na zewnatrz zaworu jak bylo to nie¬ zbedne w dotychczas znanych cisnieniowych za¬ worach nadmiarowych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór wedlug wynalazku w przekroju poosiowym, fig. 2 — fragment zaworu w takim samym przekroju poosiowym w postaci zmodyfikowanej, a fig. 3 przedstawia hydrauliczny stojak"obudowy wyrobiska górniczego w przekroju podluznym wyposazony w pare zaworów nadmia¬ rowych wedlug wynalazku.Zawór nadmiarowy zawiera pojemnik 1 na ciecz o sciankach znacznej grubosci wytrzymalych na wysokie cisnienie- tej cieczy bez istotnej zmiany obcosci pojemnika. Wewnatrz pojemnika 1 znaj¬ duje sie komora 2, otwarta na jednym koncu. Ze¬ wnetrzna powierzchnia pojemnika jest w sasiedz¬ twie tego otwartego konca wyposazona w gwint 10.Obudowa 3 gniazda zaworowego ma zewnetrzny gwint 4, na którym zawór zostaje osadzony w po¬ lozeniu roboczym wewnatrz stojaka obudowy gór¬ niczej.Na tym -samym koncu ma swój poczatek wlot 5 kanalu, na którego drugim koncu usytuowane jest gniazdo 6 zaworu. Do gniazda tego przylega grzy¬ bek zamykajacego elementu 9, przy czym po przeciwnej gniazda stronie tego grzybka znajduje sie jeden lub kilka wylotów 7, którymi plyn zo¬ staje przeprowadzony do przestrzeni, w której pa¬ nuje niskie cisnienie.Drugi koniec obudowy 3 gniazda zaworowego jest wyposazony w wewnetrzny gwint 8, wspóldziala¬ jacy z zewnetrznym gwintem 10 pojemnika. Usy¬ tuowany wewnatrz obudowy 3 gniazda zaworu za¬ mykajacy element 9 wyposazony jest w miekka wkladke U, wykonana z odpowiedniegp tworzywa sztucznego. Wkladka ta jest wymienna. Zamyka¬ jacy element 9 zaworu stanowi w tym przykladzie jedna calosc z cylindrycznym nurnikiem 12, wsu¬ nietym w otwarty kaniec komory 2 .pojemnika 1.Nurnik 12 jest osadzony przesuwnie wzgledem pojemnika 1 w prowadnicy 13, która jest wyposa¬ zona w pomocniczy nurnik 14 w postaci kryzy, obejmujacej uszczelke 15. Prowadnica 13 ma otwór 10, do któregq jest dopasowany slizgowo nurnik 12.Uszczelka- 15 zawarta jest miedzy pomocniczym nurnikiem 14 i glównym nurnikiem 12 i ma do¬ wolna znana postac, przystosowana do skutecznego uszczelnienia przy bardzo wysokich cisnieniach 60 plynu. Pierscieniowy pomocniczy nurnik 14 jest dopasowany do otworu 18, który stanowi obrobione zakonczenie komory 2 pojemnika. Miedzy otworem 18 i pierscieniowym pomocniczym nurnikiem 14 znajduje sie uszczelka19. 65 m 4 Dla dokonania montazu zaworu, najpierw osadza sie pojemnik 1 w odpowiednim uchwycie, otwo¬ rem do góry i napelnia sie komore 2 ciecza, na przyklad cieklym polimerem krzemoorganicznym. 5 Nastepnie montuje sie w jeden wspólny podzespól obudowe 3 gniazda zaworowego, element zamyka¬ jacy 9 zaworu wraz z nurnikiem 12 oraz uszczelki 15 i 19. Tak utworzony podzespól umieszcza sie na otwartym koncu pojemnika. 10 Po tym zabiegu obraca sie obudowe. 1 gniazda zaworowego wzgledem pojemnika 1 tak, by gwin¬ ty 8 i 10 wspóldzialaly ze soba, a pierscieniowy nurnik pomocniczy 14 wsuwal sie w komore 2 pojemnika, przy czym podczas tej operacji nad- 15 miar cieczy przelewa sie na zewnatrz. Z chwila wsuniecia sie uszczelki 19 w otwór 18 wyciejk; ten ustaje, lecz wtedy nalezy obudowe gniazda zawo¬ rowego dalej nakrecac na pojemnik tak, by prze¬ znaczone do wspóldzialania ze soba czolowe po¬ zo wierzchnie 20- obudowy zaworowego gniazda 3 i prowadnicy 13 zetknely sie ze soba, wskutek czego pierscieniowy pomocniczy nurnik 14 jest wciskany do wnetrza pojemnika, oo z kolei powoduje sci¬ sniecie zawartej w nim cieczy. Pociaga to za soba 25 wypychanie nurnika 12 do zewnatrz, wskutek czego element zamykajacy 9 zostaje docisniety swym grzybkiem do gniazda 6. Nakrecanie obudowy gniazda zaworowego na pojemnik prowadzi sie nastepnie nadal, wytlaczajac zarówno nurnik 12, '*£" jak i pierscieniowy pomocniczy nurnik 14 do wne¬ trza pojemnika i sciskajac zawarta w nim ciecz az do osiagniecia jej cisnienia o wielkosci odpo¬ wiadajacej zalozonemu cisnieniu maksymalnemu plynu we wlocie 5, przy którym przewidziane jest 35 oderwanie sie zamykajacego elementu 9 od jegq gniazda.Dla umozliwienia nakrecania obudowy gniazda zaworowego na pojemnik, zarówno obudowa 3 gniazda zaworowego, jak i sam pojemnik sa na 40 swej zewnetrznej powierzchni zaopatrzone w sze- sciokat. Podczas osadzania tak, skomplikowanego zaworu nadmiarowego w pozycji roboczej, stosuje sie stosowny szesciokatny klucz nasadowy, za po¬ moca którego wkreca sie gwint 4 obudowy 3 gniaz- 15 da zaworowego w odpowiedni gwintowany otwór maszyny, której czesc skladowa ma stanowic za¬ wór. Zwykle montuje sie zawór w ten sposób, by wyloty 7 odprowadzaly plyn do atmosfery ponad szesciokatnymi powierzchniami obudowy gniazda zaworowego i pojemnika.Na figurze 2 zastosowano te same oznaczenia odsylajace co na fig. 1 w odniesieniu do analogicz¬ nych czesci. Zasadnicza róznica miedzy rozwiaza¬ niem jak i na fig. 2 a rozwiazaniem uwidocznio- 56 nym na fig. 1 polega na tym, ze nurnik 12 i za¬ mykajacy element 9 zaworu stanpwia oddzielne czesci, przy czyni nurnik 12 przylega do zamyka¬ jacego elementu 9, dociskajac go do jego gniazda.Obudowa 3 gniazda zaworowego jest wyposazona w wytoczenie 2J, wewnatrz którego osadzona jest slizgowo cylindryczna czesc 22 zaworu, prowadzo¬ na tak, by zamykajacy element 9 mógl byc prze¬ suwany do styku z gniazdem 6. Konstrukcja po¬ kazana na fig. 2 ma te zalete, ze dzieki niej od¬ pada potrzeba scislej wspólosiowosci nurnika 12117 429 6 i gniazda 6, co znacznie upraszcza technologie wy¬ tworzenia zaworu.Zawór nadmiarowy wedlug wynalazku najko¬ rzystniej stosuje sie w hydraulicznym stojaku obudowy górniczej, pokazanym w przykladowej ¦ postaci na fig. 3, na której uwidoczniono stojak dwustronnego dzialania, skladajacy sie z cylindra zewnetrznego 31, cylindra posredniego 32 i z we¬ wnetrznego nurnika 33. Do zewnetrznego cylindra 31 zamocowana jest wspierajaca sie na spagu sto- io pa 34, podczas gdy do nurnika 36 zamocowana jest wspierajaca strop glowica 35. Wewnatrz stojaka znajduje sie osadzona w jego stopie 34 i wspól¬ osiowa z cylindrami stojaka rura 86, która to rura wystaje do wnetrza przestrzeni roboczej 37, za- 15 wartej w nurniku 33. Dolny koniec posredniego cy¬ lindra 32 jest wyposazony w tlok: 38, przylegajacy szczelnie do wewnetrznej powierzchni zewnetrz¬ nego cylindra 31, a zarazem i do zewnetrznej po¬ wierzchni rury 36, ograniczajac tym samym robo- 20 cza przestrzen 39 miedzy tlokiem 38 a stopa 34.Nurnik 33 przylega szczelnie do wewnetrznej po¬ wierzchni posredniego cylindra 32. Osadzony w stopie 34 przewód 41 do doprowadzania plynu do stojaka jest bezposrednio polaczony z przestrzenia 25 robocza 39. Wewnatrz stopy 34 znajduje sie zawór 42 napelniajacy, sluzacy do regulacji przeplywu plynu z przestrzeni roboczej 39, poprzez rure 36 do przestrzeni roboczej 37.Opisany powyzej stojak o znanej konstrukcji * zaopatrzony jest zgodnie z wynalazkiem w dwa wysokocisnieniowe zawory nadmiarowe 43 i 44, przy czym zawór nadmiarowy 43 jest polaczony bezposrednio z przestrzenia robocza 39, zas zawór 44 z przestrzenia robocza 37. Kazdy z zaworów nad- ff miarowych ma postac uwidoczniona na fig. 1, lecz sa one nastawione na nieco rózne cisnienia, a mianowicie zawór 43 otwiera sie przy nieco niz¬ szym cisnieniu niz zawór 44. Cisnienia otwarcia obu zaworów sa przy tym z korzyscia wzgledem 40 siebie odwrotnie proporcjonalnie do wielkosci prze¬ krojów poprzecznych przestrzeni roboczych 37 i 39, dzieki czemu obciazenie graniczne stojaka jest w zasadzie stale na calej dlugosci jego skoku.W zaworach pokazanych na fig. 1 i 2 przekrój « nurnika 12 jest znacznie mniejszy niz wystawiona na dzialanie cisnienia plynu we wlocie 5 powierz¬ chnia zamykajacego elementu 9, wskutek czego cisnienie tego plynu odpowiadajace otwarciu za¬ woru jest znacznie mniejsze niz cisnienie cieczy 50 w pojemniku 2. I tak na przyklad w zaworach pokazanych na rysunku wielkosc cisnienia otwar¬ cia elementu zamykajacego 9 jest trzykrotnie mniejsza od cisnienia cieczy w pojemniku 1. Pre¬ ferowana objetosc pojemnika 1 jest znacznie wiek- 55 sza niz objetosc cieczy wypieranej przez nurnik 12 przy jego pelnym otwarciu.W celu, na przyklad nastawienia okreslonej z góry wielkosci cisnienia plynu wynoszacej 350 kG/cm2, nalezy cisnienie cieczy w pojemniku 1 wyregulowac na 1100/om2. Nagly wzrost cisnienia wewnatrz stojaka pokazanego na fig. 3, wynikly na przyklad z pekania stropu, znajduje jego szyb¬ kie osiagniecie okreslonej z góry wartosci gra¬ nicznej, po przekroczeniu której nastapi otwarcie zaworu. Poniewaz zas zawór ma stosunkowo zna¬ czne rozmiary, umozliwiony tym otwarciem prze¬ plyw plynu jest nader obfity, przy czym wzrost cisnienia ponad wspomniana wartosc graniczna, wystarczajacy do utrzymania zaworu w stanie otwarcia, jest niewielki!" W pokazanym na rysunku przykladzie, szybkie skrócenie stojaka nastepuje po wzroscie cisnienia plynu o 15% ponad wartosc grani^zh^. Wynika to z faktu, ze plyn, mimo ze wywiera' bardzo znaczna sile, na element zamyka¬ jacy zaworu, ma do przezwyciezenia sile sprezyny o bardzo niskiej stalej, dzieki czemu element za¬ mykajacy odsuwa sie daleko od swego gniazda przy stosunkowo niewielkim wzroscie cisnienia plynu ponad wartosc graniczna.Jako ciecz zawarta w pojemniku 1 stosuje sie korzystnie ciekly polimer krzemoorganiczny, który sie odznacza scisliwoscia wieksza niz scisliwosc przecietnej cieczy. Przy cisnieniu wynoszacym na przyklap okolo 140. k.G/cm2, objetosc tego polimeru maleje o oisolo l0*/b.Zastrzezenie patentowe Cisnieniowy zawór nadmiarowy posiadajacy kor¬ pus z gniazdem zaworu, wlot cieczy, z jednej stro¬ ny gniazda i wylot z drugiej strony gniazda, pewna ilosc cieczy o okreslonym cisnieniu, dzialajacej jako czynnik sprezysty powodujacy polaczenie ele¬ mentu zamykajacego zawór wewnatrz korpusu z gniazdem zaworu, znamienny tym, ze korpus za¬ wiera pojemnik (1) polaczony z podluzna obudo¬ wa (3) za pomoca gwintu <8, 10) przy czym po¬ jen?nik (1) wypelniony jest sprezonym plynem albo plyaopodobnym materialem dzialajacym jako czyn¬ nik sprezysty a podluzna obudowa (3) zawiera od¬ dalone od gwintu (8) gniazdo (4) zaworu, wlot (5) i wylot (7), w sasiedztwie gwintu (8) prowadnice (13) z pomocniczym nurnikiem (14) polaczonym szczelnie z otworem (2) pojemnika (1) dla sprezania plynu albo plynopodobnego materialu, element (9) zamykajacy zawór, przemieszczamy w stosunku do gniazda (6) zaworu i glówny nurnik (12) ele¬ mentu (9) zamykajacego zawór przesuwny i w szczelnym polaczeniu z prowadnica (13) przy czym koniec glównego nurnika (12) oddalony od zamy¬ kajacego elementu (9) poddany jest dzialaniu spre¬ zonego plynu albo plynopodobnego materialu dla docisku zamykajacego elementu (9) do gniazda (6) zaworu.117 422 WZGraf. Z-d 2 — 813/82 — 115 Cena 100 zl PL PL PL