PL167724B1 - Zawór hydrauliczny PL PL - Google Patents

Abstract

1. Zawór hydrauliczny z obudowa, z co najmniej jednym przewodem doprowadzajacym i co najmniej jed- nym przewodem odprowadzajacym dla cieczy pod cis- nieniem . z otw orem uchodzacym do u rzad zen ia odplywowego, z pierwszym w stanie zamknietym zawo- ru. miejscem uszczelnienia miedzy przewodem do- prow adzajacym i przewodem odprowadzajacym , z osiowo poruszajacym sie we wnetrzu obudowy tlokiem zawierajacym odsadzenie, unoszacym ruchom a czesc (powierzchnie pierscieniowa) z pierwszego miejsca usz- czelnienia, z zasobnikiem energii dzialajacym na tlok w kierunku zamkniecia pierwszego miejsca uszczelnienia, przy czym pierwsza czynna powierzchnia tloka zamyka przewód doprowadzajacy, a druga czynna powierzch- nia tloka zamyka otwór umieszczony w obudowie, przy czym tlok jest sam urucham iany w kierunku otwarcia zaworu za pomoca sum y cisnienia oddzialujacego na pierwsza i druga powierzchnie czynna tloka, a zasobnik energii wywoluje sile zawsze wieksza od przeciwnej do niej sily wywolanej przez samo cisnienie w przewodzie doprowadzajacym n a pierwsza czynna powierzchnie tlo- ka, znam ienny tym , ze we wnetrzu obudowy (2) znaj- duje sie drugie w stanie otwartym zaworu, miejsce uszczelnienia, które sklada sie z powierzchni pier- scieniowej (7) przylegajacej do pierscienia (6). RZECZPOSPOLITA POLSKA Urzad Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór hydrauliczny z obudową, z co najmniej jednym przewodem doprowadzającym i co najmniej jednym przewodem odprowadzającym dla cieczy pod ciśnieniem, z otworem uchodzącym do urządzenia odpływowego, z pierwszym, w stanie zamkniętym zaworu, miejscem uszczelnienia między przewodem doprowadzającym i przewodem odprowadzającym z osiowo poruszającym się we wnętrzu obudowy tłokiem zawierającym odsądzenie, unoszącym ruchomą część (powierzchnię pierścieniową), z pierwszego miejsca uszczelnienia, z zasobnikiem energii działającym na tłok w kierunku zamknięcia pierwszego miejsca uszczelnienia, przy czym pierwsza czynna powierzchnia tłoka zamyka przewód doprowadzający, a druga czynna powierzchnia tłoka zamyka otwór umieszczony w obudowie, przy czym tłok jest sam uruchamiany w kierunku otwarcia zaworu za pomocą sumy ciśnienia oddziałującego na pierwszą i drugą powierzchnię czynną tłoka, a zasobnik energii wywołuje silę

167 724 zawsze większą od przeciwnej do niej siły wywołanej przez samo ciśnienie w przewodzie doprowadzającym na pierwszą czynną powierzchnię tłoka.

Znane są zawory hydrauliczne, które mogą otwierać lub zamykać drogę dla przepływu cieczy. Zawory te uruchamiane są często elektromagnesem. Zasobnik energii zapewnia zamknięcie tych zaworów w razie braku dopływu energii elektrycznej. Zawór tego typu ma miejsce uszczelnienia, które ukształtowane jest stosownie do istniejących wymagań. Na osiowo poruszającym się tłoku zawieszone są ruchome elementy składające się na to miejsce uszczelnienia, natomiast elementy stałe są wpuszczone w obudowę zaworu. Ciecz, której przepływ jest otwierany lub zamykany, znajduje się pod ciśnieniem, jednak energia ciśnienia z reguły nie jest wykorzystywana do uruchamiania zaworu, tak że potrzebne jest zawsze dodatkowe źródło energii.

Celem wynalazku jest stworzenie zaworu hydraulicznego, który nie będzie potrzebował dodatkowego źródła energii.

Cel ten został osiągnięty dzięki zaworowi hydraulicznemu, według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że we wnętrzu obudowy znajduje się drugie, w stanie otwartym zaworu, miejsce uszczelnienia, które składa się z powierzchni pierścieniowej, przylegającej do pierścienia .

Korzystnie pierścień jest umieszczony we wnętrzu obudowy, zaś powierzchnia pierścieniowa jest usytuowana na odsądzeniu tłoka.

Korzystnie tłok zawiera co najmniej jedną dolną część tłokową i co najmniej jedną górną cześć tłokową, współpracujące ze sobą.

Korzystnie współpracujący z dolnączęścią tłokową koniec czołowy górnej części tłokowej jest utworzony jako baryłkowaty.

Korzystnie dolna część tłokowa zawiera pierścieniowe rowki.

Korzystnie górna cześć tłokowa zawiera pierwszy otwór, poprzez który nieprzelotowy otwór w obudowie jest połączony z przyrządem odpływowym, przy czym górna część tłokowa zawiera drugi otwór, poprzez który dalszy otwór w obudowie jest połączony z przyrządem odpływowym.

Korzystnie zasobnik energii stanowi co najmniej jeden pakiet sprężyn talerzowych.

Korzystnie fragment dolnej części tłokowej, który jest umieszczony w komorze zaworowej, ma powierzchnię utworzoną zasadniczo jaką stożkową.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia zawór według wynalazku w przekroju.

Pokazany schematycznie zawór hydrauliczny 1 jest umieszczony w dwuczęściowej obudowie 2 z częścią górną 3 i częścią dolną 4. Dwuczęściowa obudowa 2 jest zespolona razem za pomocą śrub nie pokazanych na rysunku, a miejsce rozdziału jest zabezpieczone uszczelką 5 przed wypływem cieczy.

Ponadto, między częścią górną 3 obudowy i częścią dolną 4 obudowy 2 zamocowano metalowy pierścień 6, który stanowi stalą część gniazda uszczelniającego zaworu. Odpowiednia ruchoma część jest wykonana jako element z powierzchnią pierścieniową 7 u góry (na dolnej części) tłokowej 8). Dolna część tłokowa 8 ma kształt cylindryczny i ślizga się w cylindrycznym otworze 9 części dolnej 4 obudowy 2, przy czym jest ona prowadzona osiowo w otworze 9.

Dolna część tłokowa 8 w obrębie otworu 9 ma rozłożone na powierzchni pierścieniowe rowki 10, z których kilka pokazano na rysunku. Dolna część tłokowa 8 zwęża się nieco u dołu, a na jego dolnym końcu wykonana jest powierzchnia pierścieniowa 11, która ukształtowana jest jako ruchoma część drugiego gniazda uszczelniającego zaworu. Przeciwległa stała część tego gniazda jest tu wykonana jako element dolnej części 4 obudowy 2. Jednak jest też możliwość wpuszczenia specjalnego pierścienia w dolnej części 4 obudowy. To gniazdo uszczelniające odcina otwór doprowadzający 12 od komory zaworowej 13 we wnętrzu części dolnej 4 obudowy. Z komory 13 wychodzi przewód odprowadzający 14. Otwór doprowadzający 12 jak i otwór odprowadzający 14 ukształtowano tak, aby można było wkręcić w nie przewody doprowadzające i odprowadzające.

167 724

Strzałka 15 zaznacza dopływ cieczy, gdy powierzchnia pierścieniowa 11 odsuwa się od stałej części gniazda uszczelniającego, a z komory zaworowej 13 ciecz odpływa przez otwór odprowadzający 14 do przewodu odprowadzającego w kierunku strzałki 16.

W górnej części 3 obudowy 2 znajduje się cylindryczny otwór 20, którego oś przebiega równolegle do osi otworu 9. Otwór 20 ma odsądzenie 21, od którego zaczyna się nieprzelotowy otwór 22 o średnicy mniejszej niż średnica otworu 20 i z nim współosiowy. W otworze 22 wpuszczonym w górną część 3 porusza się cylindryczna górna część tłokowa 23, która w obrębie otworu 20 ma wieniec 24 prowadzony przez ściankę wewnętrzną otworu 20, tak że nie może dojść do skośnego ustawienia górnej części tłokowej 23, co oznaczałoby jej zaklinowanie się. Skierowany ku dolnej części tłokowej 8 koniec 25 górnej części tłokowej 23 ma kształt baryłkowaty i przylega do płaskiej powierzchni 26 dolnej części tłokowej 8.

Pakiet sprężyn talerzowych 27, który z jednej strony wspiera się na odsądzeniu 21 a z drugiej strony na odsądzeniu wieńca 24, dociska górną część tłokową 23 na dolnej części tłokowej 8. Dolna część tłokowa 8 przenosi tę siłę na gniazdo uszczelniające z powierzchnią pierścieniową 11, która odcina przewód 12.

Górna cześć tłokowa 23 ma otwór 28, który łączy resztkową przestrzeń otworu nieprzelotowego 22 z przestrzenią 29 pod kołnierzem 24. Kołnierz 24 ma otwory 30, które łączą zajęte przez pakiet sprężyn 27 wnętrze otworu 20 z przestrzenią 29 sięgającą w dół aż do powierzchni 26 dolnej części tłokowej 8.

Przez otwór 31, w który można wkręcić przewód rurowy, przestrzeń 29 łączy się z nie pokazanym na rysunku przyrządem odpływowym, tak że gazy i resztki cieczy mogą być odprowadzane z przestrzeni 29 w kierunku strzałki 32.

Zasada działania zaworu według wynalazku zostanie opisana poniżej na podstawie przykładu wykonania pokazanego na rysunku. Zawór hydrauliczny 1 może być zastosowany na przykład w hydraulicznym układzie zabezpieczenia i regulacji doprowadzania pary do turbiny. Jako ciecz roboczą wykorzystać można w tym przypadku na przykład olej hydrauliczny. Najpierw zawór jest zamknięty i nie może być przepływu oleju znajdującego się pod ciśnieniem w przewodzie doprowadzającym. Jednak przez nie pokazany na rysunku przewód obejściowy następuje napełnienie olejem hydraulicznym układu zabezpieczenia i regulacji. W przewodzie odprowadzającym do tego układu narasta więc ciśnienie w miarę wzrostu stopnia napełnienia. Gdy ciśnienie w komorze zaworowej 13 osiągnie połowę nominalnego ciśnienia roboczego, siła wytworzona przez ciśnienie w komorze zaworowej 13 w połączeniu z siłą wytworzoną przez ciśnienie w przewodzie doprowadzającym wystarcza do przesunięcia w górę dolnej części tłokowej 8 pokonując opór pakietu sprężyn 27. Zawór otwiera się i olej przepływa pod ciśnieniem, jak to zaznaczono strzałkami 15 i 16, zasilając układ zabezpieczenia i regulacji.

Podczas narastania ciśnienia w komorze 13 dolna część tłokowa 8 i górna cześć tłokowa 23 są w położeniu pokazanym na rysunku. Przez szczelinę między dolną częścią tłokową 8 i ścianką wewnętrzną otworu 9 następuje wyciskanie oleju ku górze do przestrzeni 29, skąd olej odpływa do przyrządu odpływowego w kierunku zaznaczonym strzałką 32. Szczelina ta powinna być możliwie mała, gdyż w przeciwnym razie odpływający olej uniemożliwiłby wzrost ciśnienia w komorze 13.

W otwartym położeniu zaworu 1 dociśnięte do pierścienia 6 powierzchnie pierścieniowe 7 blokuje przepływ oleju do przestrzeni 29. Otwarcie zaworu musi nastąpić szybko, dlatego otwór nieprzelotowy 22 jest odpowietrzany przez otwór 28 a cylinder 20 przez otwór 30 do przestrzeni 29, i dalej przez otwór 31 do przyrządu odpływowego. Przy zamykaniu zaworu otwory te są odpowiednio napowietrzane, żeby uzyskać szybki ruch zamykania.

Powierzchnię zewnętrzną dolnej części tłokowej 8 wyposażono w pierścieniowe rowki 10, co zapewnia dobre centrowanie jej w otworze 9 i nie pozwala na jej zakleszczenie się.

Montaż zaworu hydraulicznego 1 jest ułatwiony dzięki temu, że może on być złożony z dwóch podzespołów konstrukcyjnych. Na jeden podzespół składa się część górna 3 obudowy 2 z wbudowaną górną częścią tłokową 23, pakietem sprężyn talerzowych 27 i pierścieniem 6.

Drugi podzespół składa się z dolnej części 4 obudowy 2 z wbudowaną dolną częścią tłokową 8.

167 724

Oba te podzespoły można łączyć w stosunkowo prosty sposób, gdyż żaden przelotowy tłok nie wymaga pracochłonnego ustawienia na wspólnej osi wzdłużnej obu części obudowy.

Baryłkowaty koniec 25 górnej części tłokowej 23 i powierzchnia 26 dolnej części tłokowej 8 współpracują prawidłowo, nawet gdy odpowiednie osie wzdłużne są przemieszczone względem siebie, gdy tworzą kąt między sobą lub gdy mają miejsca oba te przypadki.

Wyeliminowana jest w każdym przypadku możliwość zakleszczenia się a tym samym awarii zaworu hydraulicznego 1. Górna część tłokowa 23 ma podwójne prowadzenie, to jest w otworze 22 i przez stronę zewnętrzną kołnierza 24 w otworze 20, tak że i tu jest wyeliminowane zakleszczenie.

Gdy zawór 1 jest otwarty, co jest normalnym stanem podczas pracy, olej przepływa przez komorę zaworową 13 do przewodu odprowadzającego 14. Ta część zaworu jest ukształtowana w taki sposób, że nie ma utrudnień w przepływie oleju, w szczególności uniknięto zwężeń przekroju przepływu. W razie spadku ciśnienia w układzie zabezpieczenia i regulacji, na przykład wskutek przecieku spowodowanego uszkodzeniem rury, również ciśnienie w komorze 13 spada natychmiast do wartości poniżej połowy ciśnienia nominalnego. Skutkiem tego przeważa siła wywierana pakietem sprężyn 27 i następuje natychmiastowe zamknięcie zaworu 1. Następuje też natychmiastowe przerwanie doprowadzania oleju przez otwór doprowadzający 12, tak że z miejsca uszkodzenia nie ma wypływu oleju pod ciśnieniem, co pozwala zminimalizować skutki awarii.

Szczególna korzyść wynika stąd, że do uruchomienia zaworu 1 nie trzeba doprowadzać energii zewnętrznej, a więc zawór pracuje zawsze niezawodnie niezależnie od energii zewnętrznej, w doprowadzeniu której mogą występować ewentualnie jakieś zakłócenia.

167 724

12 15

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór hydrauliczny z obudową, z co najmniej jednym przewodem doprowadzającym i co najmniej jednym przewodem odprowadzającym dla cieczy pod ciśnieniem, z otworem uchodzącym do urządzenia odpływowego, z pierwszym w stanie zamkniętym zaworu, miejscem uszczelnienia między przewodem doprowadzającym i przewodem odprowadzającym, z osiowo poruszającym się we wnętrzu obudowy tłokiem zawierającym odsadzenie, unoszącym ruchomą część (powierzchnię pierścieniową) z pierwszego miejsca uszczelnienia, z zasobnikiem energii działającym na tłok w kierunku zamknięcia pierwszego miejsca uszczelnienia, przy czym pierwsza czynna powierzchnia tłoka zamyka przewód doprowadzający, a druga czynna powierzchnia tłoka zamyka otwór umieszczony w obudowie, przy czym tłok jest sam uruchamiany w kierunku otwarcia zaworu za pomocą sumy ciśnienia oddziałującego na pierwszą i drugą powierzchnię czynną tłoka, a zasobnik energii wywołuje siłę zawsze większą od przeciwnej do niej siły wywołanej przez samo ciśnienie w przewodzie doprowadzającym na pierwszą czynną powierzchnię tłoka, znamienny tym, że we wnętrzu obudowy (2) znajduje się drugie w stanie otwartym zaworu, miejsce uszczelnienia, które składa się z powierzchni pierścieniowej (7) przylegającej do pierścienia (6).
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień (6) jest umieszczony we wnętrzu obudowy (2), zaś powierzchnia pierścieniowa (7) jest usytuowana na odsądzeniu tłoka.
3. 3. Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że tłok zawiera co najmniej jedną dolną część tłokową (8) i co najmniej jedną górną część tłokową (23), współpracujące ze sobą.
4. 4. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że współpracujący z dolną częścią tłokową (8) koniec czołowy górnej części tłokowej (23) jest utworzony jako baryłkowaty.
5. 5. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że dolna część tłokowa (8) zawiera pierścieniowe rowki (10).
6. 6. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że górna część tłokowa (23) poruszająca się w otworze o mniejszej średnicy (22) zawiera pierwszy otwór (28), poprzez który ten otwór (22) nieprzelotowy, współosiowy z otworem (20) w górnej części obudowy (3) jest połączony z przyrządem odpływowym, przy czym górna część tłokowa (23), zawiera drugi otwór (30), poprzez który otwór (20) o większej średnicy jest połączony z przyrządem odpływowym.
7. 7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zasobnik energii stanowi co najmniej jeden pakiet sprężyn talerzowych (27).
8. 8. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że fragment dolnej części tłokowej (8), który jest umieszczony w komorze zaworowej (13) ma powierzchnię utworzoną zasadniczo jako stożkową.