PL174477B1 - Układ uszczelniający do bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego i sposób bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego - Google Patents

Abstract

1. Uklad uszczelniajacy do bezprzeciekowego przela- czania zaworu dwugniazdowego, z dwoma umieszczonymi w szeregu, poruszalnymi wzgledem siebie czlonami zamykajacy- mi, które w polozeniu zamkniecia zaworu uniemozliwiaja prze- plyw cieczy z pierwszej czesci obudowy zaworowej do drugiej czesci i ograniczaja nie tylko w polozeniu zamkniecia ale takze w polozeniu otwarcia pustke przeciekowa, która jest polaczo- na z otoczeniem zaworu, przy czym pierwszy czlon zamykajacy jest uksztaltowany jako tlok suwakowy, z promieniowymi elementami uszczelniajacymi, a drugi czlon zamykajacy jest uksztaltowany jako talerz zaworowy, z osiowymi elementami uszczelniajacymi z tym, ze tlok suwakowy w polozeniu za- mkniecia znajduje sie wewnatrz zasadniczo cylindrycznej po- wierzchni zaworowej, a w polozeniu otwarcia jest uszczelniony wobec drugiego czlonu zamykajacego, przy czym podczas swo- jego ruchu otwierania jest zetkniety uszczelniajaco z drugim czlonem zamykajacym przed jego otwarciem, znamienny tym, ze osiowy element uszczelniajacy (2) ma osiowa powierzchnie uszczelniajaca (2a), wspólpracujaca z osiowa powierzchnia przylegania (Sa) i dodatkowa promieniowa powierzchnia usz- czelniajaca (2b), wspólpracujaca z odcinkiem koncowym (E) powierzchni uszczelniajacej (la) promieniowego elementu uszczelniajacego (1) i, ze utworzona przy zetknieciu czlonów zamykajacych (3,4) wspólna powierzchnia uszczelniajaca (2b) otacza szczelnie odcinek koncowy (E). PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ uszczelniający do bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego oraz sposób bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego.

Z EP 0 039 319 B1 jest znany układ uszczelniający, za pomocą którego w sposób przybliżony może być przeprowadzony sposób na wstępie scharakteryzowanego rodzaju, przy czym zapewnia on bezprzeciekowe i przeciekowe przełączanie. W znanym układzie uszczelniającym pierwszy człon zamykający, ukształtowany jako tłok suwakowy z promieniowymi elementami uszczelniającymi, w położeniu otwarcia zaworu dwugniazdowego, w obszarze swojego odcinka końcowego jest szczelnie otoczony przez drugi człon zamykający, przy czym ten ostatni na swoim końcu zwróconym do tłoka suwakowego posiada wybranie z cylindryczną ścianą obwodową, która jest tak zwymiarowana, aby podczas ruchu otwierania i w położeniu otwarcia szczelnie przyjmowało odcinek końcowy tłoka suwakowego, zanim drugi człon zamykający otworzy się.

W położeniu zaniknięcia zaworu dwugniazdowego tłok suwakowy ze swoimi promieniowymi elementami uszczelniającymi znajduje się w cylindrycznym gnieździe zaworowym, przy czym cylindryczna powierzchnia obwodowa wybrania w drugim członie zamykającym leży w jednej linii z cylindrycznym gniazdem zaworowym, a promieniowe elementu uszczelniające są tak umieszczone na odcinku końcowym tłoka suwakowego, że podczas otwierania zaworu są one przesuwane od cylindrycznego gniazda zaworowego, w szczelnym styku z cylindryczną ścianą obwodową wybrania, zanim tłok suwakowy dotrze do styku z drugim członem zamykającym.

Znany układ uszczelniający jest przedstawiony z konstrukcyjnymi szczegółami w uprzywilejowanej postaci wykonania na figurze 2 EP 0 039 319 BI. Istotną cechą tego układu uszczelniającego jest to, że promieniowe elementy uszczelniające nie tylko w położeniu zamknięcia, ale także podczas procesu otwierania i w położeniu otwarcia zaworu są ciągle podparte przez cylindryczną ścianę obwodową i chronione. Podczas otwierania zaworu dwugniazdowego promieniowe elementy uszczelniające dochodzą do zetknięcia ze ścianą obwodową wybrania drugiego członu zamykającego, a w położeniu otwartym zaworu zostaje utrzymane zetknięcie pomiędzy promieniowymi elementami uszczelniającymi a ścianą obwodową wybrania w drugim członie zamykającym. Zetknięcie jest przy tym wyłącznie zamknięciem siłowym, to znaczy przy elastycznym odkształceniu promieniowych elementów uszczelniających, występująca siła reakcji troszczy się o docisk pomiędzy ścianą obwodową a promieniowymi elementami uszczelniającymi, który uniemożliwia wylot cieczy, pozostającej pod ciśnieniem na promieniowych elementach uszczelniających, do pustki utworzonej pomiędzy obydwoma członami zamykającymi.

Poza tym człon zamykający ze swoimi osiowymi środkami uszczelniającymi najpierw jest nasadzany na przyporządkowaną powierzchnię przylegania, podczas gdy tłok suwakowy z promieniowymi elementami uszczelniającymi pozostaje w wybraniu. Jeśli przy tym z jakiegokolwiek powodu cylindryczne gniazdo zaworowe nie leży wjednej linii z cylindryczną ścianą obwodową, w której znajdują się promieniowe elementy uszczelniające, to przy

174 477 dalszym ruchu zamykania w czasie wprowadzania w cylindryczne gniazdo zaworowe są one, w sposób zmniejszający trwałość, nadmiernie mechanicznie obciążone.

Pierścień 0 w swoim nieodkształconym położeniu zabudowy jest umieszczony luźno w swoim rowku. Ten układ ma jednak niedogodność, że z tyłu uszczelnienia w kierunku do dna rowka tworzą się zamknięte pustki, które nadzwyczaj trudno lub w ogóle nie są dostępne do automatycznego czyszczenia przy przepływie środka czyszczącego przez zawór.

Również jest widoczne z fig. 2 EP 0 039 319 Bl, że osiowe elementy uszczelniające, umieszczone na talerzu przylgowym, są nasadzone na przyporządkowaną powierzchnię przylegania, dlatego też w czasie dalszego ruchu zamykania przy wprowadzaniu promieniowych elementów uszczelniających w przyporządkowane cylindryczne gniazdo zaworowe, pomiędzy obydwoma elementami uszczelniającymi jest utworzona chwilowa pustka, w której jest zamykana ciecz znajdująca się w zaworze przed jego zamknięciem. Jeżeli promieniowe elementy uszczelniające w położeniu zamknięcia zaworu znajdują się całkowicie w cylindrycznym gnieździe zaworowym, to ciecz znajdująca się pomiędzy elementami uszczelniającymi obu członów zamykających, a więc w pustce, może odpływać i przez jej połączenie z otoczeniem zaworu występować jako tak zwany przeciek przełączania.

Zawór dwugniazdowy według EP 0 039 319 BI zasadniczo jest scharakteryzowany przez następujące, wpadające w oczy cechy. W zamkniętym położeniu zaworu dwugniazdowego uszczelki działają na talerz przylgowy i w tłoku suwakowym są one wzajemnie rozdzielone. Talerz przylgowy ma cylindryczne wybranie, w które w położeniu otwarcia zaworu jest całkowicie wprowadzany promieniowy element uszczelniający tłoka suwakowego. W położeniu otwarcia zaworu dwugniazdowego współdziałanie promieniowej uszczelki z wewnętrzną cylindryczną ścianą obwodową wybrania w drugim członie zamykającym odbywa się w talerzu przylgowym. Dzięki temu średnica zewnętrznej powierzchni obwodowej tłoka suwakowego pozostaje w funkcjonalnym odniesieniu do -średnicy wewnętrznej powierzchni obwodowej wybrania w talerzu przylgowym, to znaczy średnica cylindrycznego gniazda zaworowego jest ukształtowana jednakowojak średnica wewnętrznej cylindrycznej ściany obwodowej wybrania, przez co przy ruchu otwierania i w położeniu otwarcia zaworu dwugniazdowego tłok suwakowy jest uszczelniany i w sposób przybliżony bezprzeciekowe przełączające przyjęcie może znajdować się w wybraniu. Osiowa uszczelka w talerzu przylgowym jest w ten sposób umieszczona, że otacza ona wybranie z odstępem.

Z GB 668 563 jest już znany zawór, w którym umieszczony w członie zamykającym, ukształtowanym w rodzaju suwaka, promieniowy element uszczelniający w postaci pierścienia 0, przy ruchu otwierania zaworu jest wprowadzany w człon zamykający, ukształtowany jako talerz przylgowy i w położeniu otwarcia zaworu tam pozostaje. Przy tym z tego starego opisu jest znane ukształtowanie cylindrycznego obszaru gniazdowego, skutecznego w położeniu zamknięcia zaworu, mającego jednakową średnicę z cylindrycznym wybraniem w talerzu przylgowym. Ten zawór nie ma wprawdzie pomiędzy członami zamykającymi żadnej pustki przeciekowej, a układ uszczelniający służy w pierwszej linii do ochrony i podparcia promieniowych elementów uszczelniających, jednakże użyteczne zamknięcie siłowe, działające pomiędzy ścianą obwodową talerza przylgowego a promieniowymi elementami uszczelniającymi, z powodu ich odkształcenia musi być tak dobrane, żeby żadna ciecz, pozostająca w nich pod ciśnieniem, nie mogła docierać do obszaru wybrania w talerzu przylgowym, leżącym z tyłu uszczelnienia.

Wspomniane, znane układy uszczelniające mają różne niedogodności. Po pierwsze szczelność styku pomiędzy promieniowymi elementami uszczelniającymi a przyporządkowaną cylindryczną ścianą obwodową członu zamykającego wynika wyłącznie z zamknięcia siłowego, z powodu ograniczonej elastycznej odkształcalności promieniowych elementów uszczelniających.

Nie brakuje w dalszych propozycjach układów uszczelniających z promieniowymi elementami uszczelniającymi, umieszczenia w członie zamykającym, ukształtowanym w rodzaju suwaka, zaworu dwugniazdowego, za pomocą którego może być uniknięta jedna lub druga wspomniana niedogodność. W związku z tym, z DE 32 42 947C2 jest znany układ uszczelniający, w którym pomiędzy obydwoma talerzami przylgowymi, mającymi stożkowo

174 477 ukształtowane powierzchnie przylegania, jest umieszczonajako pustka przeciekowa, korzystnie cylindryczna komora pierścieniowa i w którym pierwszemu talerzowi przylgowemu jest przyporządkowana uszczelka, przylegająca do płaszcza wewnętrznego cylindrycznej komory pierścieniowej, która jednocześnie służy do uszczelniania stożkowego gniazda zaworowego tego talerza przylgowego. Według uprzywilejowanej postaci wykonania tego znanego układu uszczelniającego, uszczelka, przylegająca do płaszcza wewnętrznego cylindrycznej komory pierścieniowej, jest w ten sposób umieszczona pomiędzy powierzchniami przylegania obu talerzy przylgowych, że podczas procesu przełączania pierwszego talerza przylgowego pozostaje ona tak długo w obszarze komory pierścieniowej, aż pomiędzy pierwszym i drugim talerzem przylgowym jest utworzone połączenie, uszczelniające pustkę przeciekową wobec przestrzeni zaworowej.

Ten ostatnio wspomniany układ uszczelniający unika wprawdzie tworzenia pustki pomiędzy uszczelką a przyporządkowanym rowkiem, ponieważ uszczelka jest tam umieszczona ze wszystkich stron z zamknięciem ukształtowanym i siłowym, jednakże fig. 2 DE 32 42 947C2 uwidacznia, że ten układ uszczelniający nie jest przełączany bezprzeciekowo. Różnica wobec układu uszczelniającego według EP 0 039 319 w położeniu otwarcia zaworu według DE 32 42 947C2 polega na uszczelnieniu przestrzeni wewnętrznej zaworu wobec pustki przeciekowej przez to, że pierwszy talerz przylgowy, mający także działanie suwakowe, swoją powierzchnię czołową, zwróconą do pustki przeciekowej osiowo przylega do uszczelki drugiego talerza przylgowego i jest dociskany.

Pierwszy talerz przylgowy jest talerzem gniazdowym, w którym w położeniu zamykania zaworu dwugniazdowego przez osiowo działające elementy uszczelniające następuje uszczelnienie wobec przyporządkowanej powierzchni gniazda.

Jeżeli w jednakowy sposób, jak w położeniu zamknięcia znanego zaworu, jest osiągane działanie uszczelniające pomiędzy uszczelką pierwszego talerza zaworowego, a przyporządkowaną powierzchnią przylegania, poprzez osiowy docisk tej uszczelki do tej powierzchni, to także jest osiągane działanie uszczelniające pomiędzy obydwoma talerzami zaworowymi w położeniu otwarcia zaworu i w odniesieniu do pustki przeciekowej, przez osiowy docisk uszczelki, umieszczonej w drugim talerzu zaworowym, do powierzchni czołowej pierwszego talerza zaworowego, zwróconej do pustki przeciekowej. Przy osiowym dokowaniu chodzi o styk zamknięty kształtowo branej pod uwagę uszczelki do pierwszego grzybka zaworowego, którego docisk powierzchniowy, w przeciwieństwie do przedmiotu EP 0 039 319 BI, gdzie zamknięcie siłowe wynika z możliwości odkształcenia uszczelki, jest osiągany z dopasowania napędu ustalającego wzajemne ruchy względne obu talerzy zaworowych.

Zadaniem wynalazku jest osiągnięcie, przy zastosowaniu promieniowych elementów uszczelniających w ukształtowanym w rodzaju suwaka członie zamykającym, zaworu dwugniazdowego, bezprzeciekowego przełączania, a przez to polepszenie trwałości promieniowych elementów uszczelniających, z zachowaniem ich mikrobiologicznie nienagannego stanu.

Zadanie to w odniesieniu do układu uszczelniającego zostało rozwiązane dzięki temu, że osiowy element uszczelniający ma osiową powierzchnię uszczelniającą, współpracującą z osiową powierzchnią przylegania i dodatkową promieniową powierzchnią uszczelniającą, współpracującą z odcinkiem końcowym powierzchni uszczelniającej promieniowego elementu uszczelniającego, a utworzona przy zetknięciu członów zamykających wspólna powierzchnia uszczelniająca otacza szczelnie odcinek końcowy.

Korzystnie promieniowy element uszczelniający ma wypukłą powierzchnię uszczelniającą o nieznacznej krzywiźnie, a elementy uszczelniające są wykonane jako jednoczęściowa elastomeryczna uszczelka, która zamknięciem kształtowym i siłowym jest umieszczona w rowku, rozszerzającym się w kierunku do dna rowka i, że promieniowa uszczelka jest ukształtowana jako wieloobjętościowy pierścień, która na odcinku, wystającym z rowka wystaje z obu stron boków rowka i w promieniowym kierunku opiera się na tłoku suwakowym.

174 477

Celowa postać wykonania postanowienia polega na tym, że promieniowa powierzchnia uszczelniająca elementu uszczelniającego zwęża się stożkowo w kierunku ruchu otwierania zaworu, a element uszczelniający, patrząc w promieniowym kierunku, ma osiową powierzchnię uszczelniającą, zwiększającą się od wewnątrz, która razem z promieniową powierzchnią uszczelniającą tworzy wspólną obwodową krawędź uszczelniającą.

Według wynalazku drugi człon zamykający posiada otwór skierowany współosiowo do cylindrycznej powierzchni zaworowej z tym, że średnica odpowiada średnicy powierzchni zaworowej.

Korzystnie otwór ma średnicę wewnętrzną, która jest o podwójny promieniowy wymiar odstępu a mniejsza lub większa od średnicy cylindrycznej powierzchni zaworowej, przy czym 0 < a < 0,5 mm, korzystnie a = 0,2 mm.

W innym wykonaniu układ uszczelniający do bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego polega na tym, że promieniowy element uszczelniający jest umieszczony na końcu odcinka końcowego pierwszego członu zamykającego i jest ograniczony przez promieniową powierzchnię uszczelniającą i osiową powierzchnię uszczelniającą, które przechodzą jedna w drugą z tym, że promieniowa powierzchnia uszczelniająca współpracuje· z cylindryczną powierzchnią zaworową i, że osiowa powierzchnia uszczelniająca osiowego elementu uszczelniającego, patrząc w kierunku promieniowym, swoją zewnętrzną częściową współpracuje z osiową powierzchnią przylegania, a swoją wewnętrzną częścią z promieniową powierzchnią uszczelniającą sąsiedniej osiowej powierzchni uszczelniającej.

Według wynalazku elementy uszczelniające są wykonane jako jednoczęściowa elastomeryczna uszczelka, przy czym osiowa uszczelka zamknięciem kształtowym i siłowym jest umieszczona w rowku rozszerzającym się w kierunku do dna, rowka członu zamykającego, a promieniowa uszczelka pierwszego członu zamykającego jest otoczona zamknięciem kształtowym i siłowym w wybraniu, które jest utworzone przez zewnętrzną powierzchnię płaszczową, ukształtowaną na pierwszym członie zamykającym i powierzchnią czołową, przylegającą do niej.

Korzystnie promieniowa uszczelka jest zaopatrzona w część wkładaną.

Zgodnie z wynalazkiem zewnętrzna powierzchnia płaszczowa ma rowek, w którym jest umieszczonyw położeniu zabudowy pierścieniowej uszczelki pierścień, który za pomocą odcinka wystającego z rowka tworzy z częścią wkładaną złącze kształtowe.

- Korzystnie osiowa powierzchnia uszczelniająca osiowego elementu uszczelniającego, patrząc w kierunku promieniowym, wznosi się od wewnątrz na zewnątrz, a drugi człon zamykający jest wyposażony w zderzak do ograniczenia ruchu względnego członów zamykających.

Zadanie w odniesieniu do sposobu bezprzeciekowego przełączania zaworu gniazdowego zostało rozwiązane dzięki temu, że podczas ruchu otwierania zaworu najpierw element uszczelniający pierwszego członu zamykającego prowadzi się szczelnie na cylindrycznej powierzchni zaworowej i doprowadza się do styku z osiowym elementem uszczelniającym z drugim elementem uszczelniającym, po czym doprowadza się do styku uszczelniającego oba elementy uszczelniające i uzyskuje się końcowe położenie otwarcia.

Korzystnie styk uszczelniający uzyskuje się z zetknięcia sprężystego i kształtowego elementów uszczelniających.

Według wynalazku promieniowy element uszczelniający doprowadza się jednocześnie do styku uszczelniającego z drugim członem zamykającym.

W innym wykonaniu sposób bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego, podczas ruchu otwierania zaworu najpierw element uszczelniający pierwszego członu zamykającego prowadzi się szczelnie na cyllndrycznej powierzchni zaworowej i doprowadza się go do styku nie tylko z osiowym elementem uszczelniającym, ale także z drugim członem zamykającym.

Istotna zaleta wynalazku polega na tym, że zjednej strony oba elementy uszczelniające są doprowadzane przy ruchu zamykania zaworu do przyporządkowanych powierzchni przylegania i, że z drugiej strony, w odróżnieniu od układu uszczelniającego według stanu techniki, przy ruchu otwierania zaworu promieniowy element uszczelniający jest prowadzony na cylindrycznej powierzchni i pozostaje uszczelniony, po czym uzyskuje się uszczelnione położenie otwarcia zaworu.

Dzięki rozwiązaniom według wynalazku uzyskuje się całkowite szczelne zetknięcie pomiędzy elementami uszczelniającymi, nie tylko wskutek działania siły sprężystości, jak to jest w znanych układach uszczelniających, ale także dodatkowo przez zetknięcie kształtowe. Zetknięcie kształtowe przynosi tę zaletę, że siły działające pomiędzy miejscami stykowymi elementów uszczelniających nie są określone tylko na podstawie dopuszczalnego odkształcenia promieniowego elementów uszczelniających, ale także przez wzajemny ruch względny członów zamykających, wywoływany przez napęd zaworu, przy czym ruch względny jest ograniczony przez zderzak pomiędzy obydwoma członami zamykającymi.

Wyposażenie promieniowego elementu uszczelniającego pierwszego członu zamykającego w wypukłą powierzchnię uszczelniającą o nieznacznej krzywiźnie powoduje, że one z jednej strony pozostają w szczelnym zetknięciu z uszczelniającymi drugiego członu zamykającego, a z drugiej strony są prowadzone i uszczelnione wewnątrz cylindrycznej powierzchni przylegania.

Oba elementy uszczelniające w korzystny sposób stanowią jednoczęściowe elastomeryczne uszczelki, które zamknięciem kształtowym i siłowym są umieszczone w rowku, rozszerzającym się w kierunku do każdorazowego dna rowka. Dzięki takiemu umieszczeniu w postaci tak zwanej kapsułki z jednej strony pewnie unika się wyciskania uszczelki z jej rowka pod działaniem sił ciśnienia z uchodzącej cieczy, z drugiej strony przez utworzenie pustki za uszczelką pewnie unika się wynikających z tego mikrobiologicznych problemów.

Ponadto ukształtowanie pierścieniowej uszczelki jako pierścienia o dużej objętości, pozwala na nieznaczne naprężenia w czasie jej pracy, a skutkiem tego stanu faktycznego jest nieznaczne zużycie i wysoka trwałość promieniowej uszczelki.

Ponadto powierzchnia uszczelniająca osiowej uszczelki, umieszczonej w drugim członie zamykającym, patrząc w promieniowym kierunku, wznosi się od wewnątrz do zewnątrz od przyporządkowanej zaworowej powierzchni przylegania i tworzy dzięki temu z promieniową powierzchnią uszczelniającą, ogólnie obwodową krawędź uszczelniającą tak, że za pomocą takiego ukształtowania uszczelki jest po prostu możliwe bezprzeciekowe przełączenie, co dotychczas nie było możliwe w układach uszczelniających według stanu techniki.

Stabilizacja uszczelki, umieszczonej w wybraniu, jest polepszona dzięki temu, że uszczelka jest zaopatrzona w część wkładaną. Dzięki temu jest osiągnięte, że uszczelka jest odkształcana tylko w istotnych obszarach dla uszczelniającego zetknięcia.

Układy uszczelniające według wynalazku odznaczają się szczególnie wysoką żywotnością, ponieważ unika się wzajemnego ruchu względnego elementów uszczelniających w czasie styku członów zamykających.

Układ według wynalazku jest uwidoczniony w trzech przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przez człony zamykające zaworu dwugniazdowego, w obszarze pierwszego układu uszczelniającego, w położeniu zamknięcia, fig. 2 - przekrój według fig. 1 w położeniu zabierania, fig. 3 - przekrój według fig. 1 przy rozpoczęciu szczelnego zetknięcia promieniowego elementu uszczelniającego z osiowym elementem uszczelniającym, a fig. 4 - położenie otwarcia zaworu dwugniazdowego, fig. 2a - również w przekroju powiększone zobrazowanie układu według fig. 2, w celu uwidocznienia istotnych cech zetknięcia między elementami uszczelniającymi a im przyporządkowaną cylindryczną powierzchnią przylegania, fig. 5 - przekrój przez człon zamykający zaworu dwugniazdowego w obszarze drugiego układu uszczelniającego w położeniu zamknięcia, fig. 6 - przekrój według fig. 5 w położeniu zabierania, fig. 7 - przekrój według fig. 5 przy końcu położenia zabierania, fig. 8 - położenie otwarcia zaworu dwugniazdowego, fig. 9 - przekrój przez człon zamykający zaworu dwugniazdowego w obszarze trzeciego układu uszczelniającego, w położeniu zamknięcia, fig. 10 - przekrój według fig. 9 w położeniu zabierania, fig. 11 - przekrój według fig. przy końcu położenia zabierania, a fig. 12 - położenie otwarcia zaworu dwugniazdowego.

Pierwszy człon zamykający 3, ukształtowany jako tłok suwakowy, posiadający promieniowe elementy uszczelniające 1, które według ukształtowania na fig. 1 stanowi

174 477 jednoczęściowa uszczelka 1*, która ma wypukłą powierzchnię uszczelniającą la, o nieznacznej krzywiźnie, i w położeniu zamknięcia zaworu dwugniazdowego znajduje się wewnątrz cylindrycznej powierzchni zaworowej 5, uszczelniając ją. Drugi człon zamykający 4, ukształtowany jako talerz przylgowy, posiada elementy uszczelniające 2, które na fig. 1 są również ukształtowane jako jednoczęściowa uszczelka 2*, która za pomocą osiowej powierzchni uszczelniającej 2a spoczywa na przyporządkowanej osiowej powierzchni przylegania 5a, podczas gdy promieniowa powierzchnia uszczelniająca 2b, która zwęża się stożkowo w kierunku ruchu otwierania zaworu dwugniazdowego, odsłania pustkę 6. Osiowa i promieniowa powierzchnia uszczelniająca 2a, 2b tworzą w obszarze powierzchni obwodowej powierzchni przylegania 5, wspólną obwodową krawędź uszczelniającą K.

Figury 2, 3 i 4 pokazują proces otwierania zaworu dwugniazdowego. Na fig. 2 tłok suwakowy 3 jest tak daleko przesunięty w kierunku drugiego członu zamykającego 4, że promieniowa uszczelka 1* swoim odcinkiem końcowym E szczelnie styka się z uszczelką 2*, przy czym promieniowa uszczelka 1* jest prowadzona w cylindrycznej powierzchni zaworowej 5 i uszczelnia ją. Uszczelka 2* swoją osiową powierzchnią uszczelniającą 2a znajduje się jeszcze na przyporządkowanej osiowej powierzchni przylegania 5a.

Według fig. 3 drugi człon zamykający 4 swoją osiową powierzchnią uszczelniającą 2a ma odstęp odpowiadający skokowi częściowemu h od osiowej powierzchni przylegania 5a, przy czym nadal istnieje uszczelniający styk uszczelek 1*, 2*. Z powodu wypukłej powierzchni uszczelniającej la, o nieznacznej krzywiźnie, uszczelka 1* przesuwa się dalej, w porównaniu do fig. 2, po tej cylindrycznej powierzchni zaworowej 5.

Figura 4 pokazuje całkowite położenie otwarcia zaworu dwugniazdowego o skoku całkowitym H, przy czym odcinek końcowy E promieniowej uszczelki 1* jest otoczony szczelnie od strony wewnętrznej przez uszczelkę 2*.

Szczegóły uszczelniającego styku uszczelek 1* i 2*, pokazuje fig. 2a. W obszarze odcinka końcowego E promieniowej ·uszczelki 1* obie uszczelki 1* i 2* odkształcają się.

Promieniowa powierzchnia uszczelniająca 2b przyjmuje teraz razem z przyporządkowaną powierzchnią uszczelniającą la w odcinku końcowym E położenia, zaznaczona la, 2a Promieniowa uszczelka 1* ma w obszarze poza odcinkiem 1* zarys la, przy czym uszczelka 1* w tym obszarze przylega do krawędzi wlotowej 5b cylindrycznej powierzchni zaworowej 5. Miejsce zetknięcia uszczelek 1*, 2*, znajdujących się razem w zamknięciu kształtowym i siłowym, w obszarze krawędzi wlotowej 5b jest oznaczone K.

Promieniowa uszczelka 1* jest zamknięciem kształtowym i siłowym umieszczona w rowku 3a, który od boków rowka 3c, zaokrąglonych do cylindrycznej powierzchni płaszcza tłoka suwakowego 3, rozszerza się w kierunku do dna rowka. Tak samo jest umieszczona uszczelka 2*, przy czym przyporządkowany rowek jest oznaczony 4a, dno rowka 4b, a boki rowka są oznaczone 4c. Przedstawione umieszczenie uszczelek 1* i 2* w rowku 3a, 4a uniemożliwia tworzenie się za nimi pustki i przeszkadza w wyciskaniu uszczelki z jej rowka 3a, 4a pod wpływem ciśnienia cieczy.

Figura 2a uwidacznia dalej, że uszczelka 1* na odcinku 1b, wystającym z rowka 3a, z obu stron wystaje ponad boki 3c, i tam w promieniowym kierunku opiera się na tłoku suwakowym 3. Przez te środki obszar działania promieniowej uszczelki 1* jest powiększony w osiowym kierunku z obu stron.

Ponadto na fig. 2a jest pokazane, że osiowa powierzchnia uszczelniająca 2a uszczelki 2*, patrząc w kierunku promieniowym, ma przebieg od wewnątrz na zewnątrz i wznosi się od przyporządkowanej osiowej powierzchni przylegania 5a. Za pomocą takiego ukształtowania jest zapewnione, że umieszczenie uszczelki 2* przy procesie zamykania w ten sposób przeprowadza się, że jej styk z osiową zaworową powierzchnią przylegania 5a w miejscu zetknięcia K, zwróconym do tej powierzchni, rozpoczyna się pomiędzy uszczelkami 1*, 2* znajdującymi się wspólnie w zamknięciu kształtowym i siłowym i postępuje promieniowo od wewnątrz na zewnątrz aż do położenia końcowego uszczelki 2* na przyporządkowanej osiowej zaworowej powierzchni przylegania 5a.

Na figurze 2a jest dalej przedstawione, że drugi człon zamykający 4 posiada otwór 4d, skierowany współosiowo do cylindrycznej powierzchni zaworowej 5, którego średnica wewnętrzna D4 jest mniejsza o podwójny, promieniowy wymiar odstępu a od średnicy D3 cylindrycznej powierzchni zaworowej 5. Promieniowy wymiar odstępu a jest dobrany w zakresie od 0 do 0,5 mm, przy czym jako szczególnie korzystna okazała się wartość a = 0,2 mm. Przez zmniejszenie średnicy wewnętrznej otworu 4d uszczelka 2* w obszarze branego pod uwagę boku rowka 4c, zwłaszcza w szczelnym zetknięciu z promieniową uszczelką 1*, jest korzystnie podparta. Jeżeli przy poziomym umieszczeniu zaworu dwugniazdowego występuje nienaganny przebieg opróżniania pustki 6, to D3 = D4.

Przejście promieniowej uszczelki 1* po uszczelce 2* w kierunku pustki przeciekowej 6, w czasie ruchu względnego członów zamykających 3, 4 do położenia otwarcia ze skokiem całkowitym H, poprzez nie przedstawiony zderzak, nie jest przedstawione. Zderzak jest wtedy skuteczny, gdy zetknięcie pomiędzy uszczelkami 1*, 2*, wymagane do wykonania, całkowitego położenia otwarcia zaworu, i uszczelniające zetknięcie zamknięciem kształtowym i siłowym, przekracza ustalony ruch względny członów zamykających 3,4.

Możliwość ukształtowania jednoczęściowego członów zamykających 3, 4 i przyporządkowanych elementów uszczelniających 1, 2, przy czym obszar działania elementów uszczelniających 1, 2 ma własności elastomeryczne, była już omówiona.

Inny układ uszczelniający pokazują fig. 5 do 8. W wybraniu 3g pierwszego członu zamykającego 3, który jest utworzony przez zewnętrzną powierzchnię płaszczową 3e i do niej przylegającą powierzchnię czołową 3f, znajduje się jednoczęściowa uszczelka 1*, zaopatrzona w część wkładaną 1e. Ta uszczelka 1* posiada promieniową powierzchnię uszczelniającą 1c, która współpracuje z cylindryczną powierzchnią przylegania 5 i dzięki temu z osiową powierzchnią uszczelniającą 1d, przy czym obie powierzchnie uszczelniające 1c, 1d wzajemnie przechodzą jedna w drugą. W drugim członie zamykającym 4 jest umieszczony osiowy element uszczelniający 2 w postaci jednoczęściowej uszczelki 2*, o osiowej powierzchni uszczelniającej 2a, która, patrząc w kierunku promieniowym, współpracuje swoją zewnętrzną częścią z osiową powierzchnią przylegania 5a, a swoją wewnętrzną częścią z osiową powierzchnią uszczelniającą 1d, sąsiedniej promieniowej powierzchni uszczelniającej 1c.

W położeniu zabierania według fig. 6 można rozpoznać, że pierwszy człon zamykający 3 styka się ze zderzakiem 4e, usytuowanym na drugim członie zamykającym 4. Samo wybranie 3g może nie zapewniać zamkniętego kształtowo umieszczenia uszczelki 1*, gdy jak to jest przewidziane zewnętrzna powierzchnia płaszczowa 3e, w celu uproszczenia montażu uszczelki 1*, jest ukształtowana zasadniczo cylindrycznie. Aby osiągnąć skuteczne zamknięcie kształtowe, proponowany układ przewiduje rowek 1f, umieszczony na zewnętrznej powierzchni płaszczowej 3e, w którym w położeniu zabudowy uszczelki 1* jest umieszczony pierścień 7, który za pomocą odcinka, wystającego z rowka 1f, tworzy zamknięcie kształtowe z częścią wkładaną 1e we wnętrzu powierzchni płaszczowej 3e. W celu montażu pierścień 7 musi być tak szeroko rozprężony, w połączeniu z otaczającą go uszczelką 1*, że wystaje on ponad zewnętrzną powierzchnię płaszczową 3e i następnie w obszarze rowka 1f jest w nią zagłębiony. Demontaż uszczelki 1* jest oczywiście możliwy tylko przez jej uszkodzenie.

Przebieg ruchu z położenia zamknięcia na fig. 5 do położenia otwarcia na fig. 8 jest zrozumiały dla znawcy i odpowiada przebiegowi ruchu już opisanemu na fig. 1 do 4. Dlatego też, pomimo zastosowania innych oznaczników, nie będzie powtórzony, zwłaszcza że chodzi to o uszczelniający styk dwóch uszczelek 1* i 2*.

Układ uszczelniający według fig. 9 do 12 odróżnia się od układu według fig. 1 do 4 zasadniczo tylko tym, że oba elementy uszczelniające 1,1* i -2 ,2* nie stykają się ze sobą. Jak widać z fig. 10, przy zetknięciu członów zamykających 3, 4 promieniowa powierzchnia uszczelniająca 2b osiowego elementu uszczelniającego 2 otacza odcinek końcowy 3d pierwszego zamykającego 3. Ponadto jest również widoczne z fig. 10, że drugi człon zamykający 4 za pomocą osiowej powierzchni uszczelniającej 2a swojego osiowego elementu uszczelniającego 2 opuszcza przyporządkowaną osiową powierzchnię przylegania 5a, to pierwszy człon zamykający 3 poprzez zderzak 4e dochodzi do styku z drugim członem zamykającym 4. Dalszy przebieg ruchu od położenia zabierania według fig. 10 aż do całkowitego położenia otwarcia według fig. 12 jest bardzo wyraźnie przedstawiony na rysunku tak, że opis poszczególnych faz współdziałania członów zamykających 3 i 4 jest zbyteczny.

1a 1b 5 3c 3a 3b

17-4477

Fig. 5

Fig- 6

Fig- 7

Fig· 8

174 477

Fig. 9

Fig. 10

Fig. 11

Fig. 12

174 477

/Γ 5 3

Fttg. 1

Fg® Fig.3 Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ uszczelniający do bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego, z dwoma umieszczonymi w szeregu, poruszalnymi względem siebie członami zamykającymi, które w położeniu zamknięcia zaworu uniemożliwiają przepływ cieczy z pierwszej części obudowy zaworowej do drugiej części i ograniczają nie tylko w położeniu zamknięcia ale także w położeniu otwarcia pustkę przeciekową, która jest połączona z otoczeniem zaworu, przy czym pierwszy człon zamykający jest ukształtowany jako tłok suwakowy, z promieniowymi elementami uszczelniającymi, a drugi człon zamykający jest ukształtowany jako talerz zaworowy, z osiowymi elementami uszczelniającymi z tym, że tłok suwakowy w położeniu zamknięcia znajduje się wewnątrz zasadniczo cylindrycznej powierzchni zaworowej, a w położeniu otwarcia jest uszczelniony wobec drugiego członu zamykającego, przy czym podczas swojego ruchu otwierania jest zetknięty uszczelniająco z drugim członem zamykającym przed jego otwarciem, znamienny tym, że osiowy element uszczelniający (2) ma osiową powierzchnię uszczelniającą (2a), współpracującą z osiową powierzchnią przylegania (5a) i dodatkową promieniową powierzchnią uszczelniającą (2b), współpracującą z odcinkiem końcowym (E) powierzchni uszczelniającej (la) promieniowego elementu uszczelniającego (1) i, że utworzona przy zetknięciu członów zamykających (3, 4) wspólna powierzchnia uszczelniająca (2b) otacza szczelnie odcinek końcowy (E).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowy element uszczelniający (1) ma wypukłą powierzchnię uszczelniającą (la) o nieznacznej krzywiźnie.
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy uszczelniające (1, 2) są wykonane jako jednoczęściowa elastomeryczna uszczelka (1*, 2*), która zamknięciem kształtowym i siłowym jest umieszczona w rowku (3a, 4a), rozszerzającym się w kierunku do dna (3b, 4b) rowka (3a, 4a) i, że uszczelka (1*) jest ukształtowana jako wieloobjętościowy pierścień.
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że uszczelka (1*) na odcinku (1b), wystającym z rowka (3a) wystaje z obu stron boków rowka (3c) i w promieniowym kierunku opiera się na tłoku suwakowym (3).
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowa powierzchnia uszczelniająca (2b) elementu uszczelniającego (2) zwęża się stożkowo w kierunku ruchu otwierania zaworu.
6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że element uszczelniający (2), patrząc w promieniowym kierunku, ma osiową powierzchnię uszczelniającą (2a), zwiększającą się od wewnątrz, która razem z promieniową powierzchnią uszczelniającą (2b) tworzy wspólną obwodową krawędź uszczelniającą (K).
7. 7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi człon zamykający (4j posiada otwór (4d) skierowany współosiowo do cylindrycznej powierzchni zaworowej (5) z tym, że średnica (4d) odpowiada średnicy powierzchni zaworowej (5).
8. 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że otwór (4d) ma średnicę wewnętrzną (D4), która jest o podwójny promieniowy wymiar odstępu (a) mniejsza lub większa od średnicy cylindrycznej powierzchni zaworowej (5), przy czym 0 < a < 0,5 mm, korzystnie a = 0,2 mm.
9. 9. Układ uszczelniający do bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego, z dwoma umieszczonymi w szeregu, poruszalnym względem siebie członami zamykającymi, które w położeniu zamknięcia zaworu uniemożliwiają przepływ cieczy z pierwszej części obudowy zaworowej do drugiej części i ograniczają nie tylko w położeniu zamknięcia ale

   174 477 także w położeniu otwarcia pustkę przeciekową, która jest połączona z otoczeniem zaworu, przy czym pierwszy człon zamykający jest ukształtowany jako tłok suwakowy z promieniowym elementem uszczelniającym, a drugi człon zamykający jest ukształtowany jako talerz zaworowy z osiowym elementem uszczelniającym z tym, że tłok suwakowy w położeniu zamknięcia znajduje się wewnątrz zasadniczo cylindrycznej powierzchni zaworowej, a w położeniu otwarcia jest uszczelniony wobec drugiego członu zamykającego, przy czym podczas swojego ruchu otwierania jest zetknięty uszczelniająco z drugim członem zamykającym, przed jego otwarciem, znamienny tym, że promieniowy element uszczelniający (1) jest umieszczony na końcu odcinka końcowego (3d) pierwszego członu zamykającego (3) i jest ograniczony przez promieniową powierzchnię uszczelniającą (1c) i osiową powierzchnię uszczelniającą (1d), które przechodzą jedna w drugą z tym, że promieniowa powierzchnia uszczelniająca (1c) współpracuje z cylindryczną powierzchnią zaworową (5) i, że osiowa powierzchnia uszczelniająca (2a) osiowego elementu uszczelniającego (2), patrząc w kierunku promieniowym, swoją zewnętrzną częścią współpracuje z osiową powierzchnią przylegania (5a), a swoją wewnętrzną częścią z promieniową powierzchnią uszczelniającą (1c) sąsiedniej osiowej powierzchni uszczelniającej (1d).
10. 10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że elementy uszczelniające (1, 2) są wykonane jako jednoczęściowa elastomeryczna uszczelka (1*, 2*), przy czym uszczelka (2*) zamknięciem kształtowym i siłowym jest umieszczona w rowku (4a) rozszerzającym się w kierunku do dna (4b), rowka (4a) członu zamykającego (4), a uszczelka (1*) pierwszego członu zamykającego (3) jest otoczona zamknięciem kształtowym i siłowym w wybraniu (3g), które jest utworzone przez zewnętrzną powierzchnię płaszczową (3e), ukształtowaną na pierwszym członie zamykającym (3) i powierzchnią czołową (3f), przylegającą do niej.
11. 11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że uszczelka (1*) jest zaopatrzona w część wkładaną (1e).
12. 12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że zewnętrzna powierzchnia płaszczowa (3e) ma rowek, w którym jest umieszczony w położeniu zabudowy uszczelki (1*) pierścień (7), który za pomocą odcinka wystającego z rowka (1f) tworzy z częścią wkładaną (1e) złącze kształtowe.
13. 13. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że osiowa powierzchnia uszczelniająca (2a) elementu uszczelniającego (2), patrząc w kierunku promieniowym, wznosi się od wewnątrz na zewnątrz.
14. 14. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że człon zamykający (4) jest wyposażony w zderzak (4e) do ograniczenia ruchu względnego członów zamykających (3,4).
15. 15. Sposób bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego, z dwoma umieszczonymi w szeregu, poruszalnymi względem siebie członami zamykającymi, które w położeniu zamknięcia zaworu uniemożliwiają przepływ cieczy z pierwszej części obudowy zaworu do drugiej części i ograniczają nie tylko w położeniu zamknięcia, ale także w położeniu otwarcia pustkę przeciekową, która jest połączona z otoczeniem zaworu, przy czym pierwszy człon zamykający ze swoim promieniowym elementem uszczelniającym w położeniu zamknięcia znajduje wewnątrz zasadniczo cylindrycznej powierzchni zaworowej, a w położeniu otwarcia jest uszczelniony wobec drugiego członu zamykającego, znamienny tym, że podczas ruchu otwierania zaworu najpierw element uszczelniający (1) pierwszego członu zamykającego (3) prowadzi się szczelnie na cylindrycznej powierzchni zaworowej (5) i doprowadza się do styku z osiowym elementem uszczelniającym (2) z drugim elementem uszczelniającym, po czym doprowadza się do styku uszczelniającego oba elementy uszczelniające (1, 2) i uzyskuje się końcowe położenie otwarcia.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że styk uszczelniający uzyskuje się z zetknięcia sprężystego i kształtowego elementów uszczelniających (1,2).
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że promieniowy element uszczelniający (1) doprowadza się jednocześnie do styku uszczelniającego z drugim członem zamykającym (4).
18. 18. Sposób bezprzeciekowego przełączania zaworu dwugniazdowego, z dwoma umieszczonymi w szeregu, poruszalnymi względem siebie członami zamykającymi,

    174 477 które w położeniu zamknięcia zaworu uniemożliwiają przepływ cieczy z pierwszej części obudowy zaworu do drugiej części i ograniczają nie tylko w położeniu zamknięcia, ale także w położeniu otwarcia pustkę przeciekową, która jest połączona z otoczeniem zaworu, przy czym pierwszy człon zamykający ze swoim promieniowym elementem uszczelniającym w położeniu zamknięcia znajduje wewnątrz zasadniczo cylindrycznej powierzchni zaworowej, a w położeniu otwarcia jest uszczelniony wobec drugiego członu zamykającego; znamienny tym, że podczas ruchu otwierania zaworu najpierw element uszczelniający (1) pierwszego członu zamykającego (3) prowadzi się szczelnie na cylindrycznej powierzchni zaworowej (5) i doprowadza się go do styku nie tylko z osiowym elementem uszczelniającym (2), ale także z drugim członem zamykającym (4).