PL180238B1 - Zawór szybkoupustowy - Google Patents

Abstract

1. Zawór szybkoupustowy, zawierający kadłub, w którego komorze mieści się sprężyna, zabezpieczona od góry korkiem z regulacyjną śrubą i wsparta na podstawie, stykającej się z grzybkiem tłoczka, uszczelnionego i osadzonego w pionowym kanale obsady, połączonej następnie z przyłączem, znamienny tym, że ma komorę (2) kadłuba (1) zamkniętą od spodu osadzona rozłącznie obsadą (6), zaopatrzoną w układ promieniowych kanałów (18, 19, 20, 21) o różnych polach przekrojów, z których główne kanały (19) wyprzedza względem przyłącza (8) ciąg dodatkowych kanałów (18) o najmniejszym polu przekroju, przy czym walcowy tłoczek (10) o stałej średnicy (D) zakończony jest obustronnie grzybkami (11 i 12), z których osadzony rozłącznie dolny grzybek (11) tworzy dno obwodowego rowka (13) dolnej końcówki tłoczka (10), zawierającego główną uszczelkę (14), a jego średnica podstawy i zarys powierzchni są tak dobrane, że tworzą z obsadą (6) dławiący kanał (15), zaś górny grzybek (12) ma podstawę (12a) poszerzoną względem średnicy (D) tłoczka (10) 1 stanowi oporową powierzchnię dla umieszczonego na obwodzie tłoczka (10) amortyzatora (16), stykającego się w dolnym jego położeniu z dnem wybrania (17) jakie ma obsada (6) w swej górnej powierzchni.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór szybkoupustowy przeznaczony do otwarcia układu zasilania medium roboczym w celu zabezpieczenia go przed przeciążeniami dynamicznymi , a także bieżącego utrzymywania ciśnienia roboczego medium w tym układide.

Z polskiego opisu patentowego numer 161 483 znany jest wielkokalibrowy zawór upustowy, przeznaczony do zabezpieczenia układu przed przeciążeniem typu dynamicznego, zbudowany z tulejowego kadłuba zakończonego od dołu rozłącznym przyłączem w którym mieści się nurnik z pływającym tłokiem, sprężyna oraz zamykająca zawór przeciwległe do przyłącza tulejka z korkiem i regulującymi śrubami. Tulej owe wnętrze kadłuba tworzy dwie komory, oddzielone od siebie przewężeniem, zaopatrzonym w obwodowy rowek z umieszczoną w nim uszczelką. Wydrążony wewnątrz nurnik tworzy układ dwóch cylindrów; z których dłuższy i węższy zawiera pływający tłok i mieści się we wnętrzu sprężyny, znaj180 238 dującej się w większej, hermetycznej komorze kadłuba i wspartej na zewnętrznym osadzeniu nurnika, zaś krótszy cylinder o większej od górnego średnicy wchodzi do wnętrza przyłącza, zaopatrzonego przy górnej krawędzi w obwodowy rowek z osadzoną weń uszczelką typu O. Krótszy cylinder nurnika, oddziela od dłuższego kołnierz i ma ścianki zaopatrzone w żebra przytrzymujące uszczelkę w rowku w czasie ruchu nurnika, a oddzielający oba cylindry kołnierz w dolnym położeniu nurnika zamyka odpływ medium do kanałów, jakie ma dolna względem przewężenia komora kadłuba zaworu. Krótszy cylinder nurnika ma średnicę większą od średnicy dłuższego cylindra, a kadłub zaworu ma w obszarze swej dolnej komory otwory rozmieszczone promieniowo, poprzez które następuje wypływ medium na zewnątrz ,w przypadku wzrostu jego ciśnienia, spowodowanego przeciążeniem układu. Ponadto, znane jest rozwiązanie zaworu firmy Voss, którego tulejowy kadłub ma w zasadzie jedną komorę z umieszczoną w niej sprężyną, stykającą się poprzez podstawę z tulejowym grzybkiem, mającym postać wydrążonego wewnątrz i zamkniętego od góry tłoczka. W dojnej części komora zamknięta jest poziomym dnem z umieszczonym pośrodku pionowym kanałem, jaki tworzy przewężony kadłub zaworu, w którym mieści się tłoczek. Kadłub ma w tej części szereg promieniowo rozmieszczonych kanałów, odprowadzających na zewnątrz medium w przypadku wzrostu jego ciśnienia, a także obwodowy rowek, w którym mieści się uszczelnienie główne uszczelniające styk pionowego kanału kadłuba ze ściankami tłoczka. W swej dolnej części tłoczek osadzony jest w prowadniku przyłącza, a poniżej swej górnej czaszy ma szereg otworów umożliwiających przepływ medium z wnętrza tłoczka do kanałów odpływowych kadłuba. Znane jest także rozwiązanie zaworu tej samej firmy, w którym tulejowy tłoczek ma przepływowe otwory nieco poniżej swej czaszy i osadzony jest w obsadzie, umieszczonej w gnieździe, jakie ma u spodu przechodząca w zestopniowany i pionowy kanał komora kadłuba. Obsada jest uszczelniona względem ścianek kadłuba, a w jej przelotowym, pionowym kanale prowadzony jest suwliwie tłoczek, uszczelniany względem jej ścian uszczelką umieszczoną w rowku, jaki tworzy krawędź prowadnicy z kołnierzem obsady zaworu. Uszczelka wraz z prowadnicą i kołnierzem obsady zamykają przepływowe otwory głowicy tłoczka w jego dolnym położeniu , uniemożliwiając wypływ medium do komory kadłuba, w której mieści się sprężyna. Przez sprężynę przepływa medium w chwili wysunięcia się tłoczka ponad kołnierz obsady, powodując otwarcie przelewowych otworów głowicy i wypływając następnie na zewnątrz zaworu kanałami wylotowymi, jakie ma ta komora kadłuba w części górnej swych bocznych ścianek.

Rozwiązania takie wykazują jednak pewne wady, gdyż osadzenie uszczelek w rowkach obsady lub kanału kadłuba zaworu komplikuje proces technologii wytwarzania, albowiem wykonanie rowków w tych elementach z zachowaniem wymaganej dokładności wymiarów jest bardzo trudne. Rozwiązania te cechuje duża histereza działania, wynikająca z różnicy pól powierzchni, na jakie oddziaływuje medium w fazie zamkniętego i otwartego zaworu, a przepływ medium przez komorę sprężyny naraża ją na korozję i osadzanie się zanieczyszczeń, a stąd jej szybkie zużycie i niewłaściwe działanie. W wyniku tych wad zawory takie cechuje duża awaryjność, bezwładność działania i pracochłonność wykonania a przy tym konstrukcja ich pozwala na spełnienie jednej tylko funkcji, to- jest zabezpieczania przed przeciążeniami dynamicznymi lub funkcji regulowania ciśnienia roboczego medium.

Celem wynalazku było opracowanie rozwiązania pozbawionego powyższych wad a zwłaszcza zaworu o małej histerezie, dużej sprawności eksploatacyjnej i uniwersalnej funkcyjności.

Cel ten osiągnięto przez opracowanie i zastosowanie rozwiązania według wynalazku. Polega ono na tym, że zawór ma komorę kadłuba zamkniętą od spodu osadzoną rozłącznie obsadą, zaopatrzoną w układ promieniowych kanałów o różnych polach przekrojów, z których główne kanały wyprzedza względem przyłącza ciąg dodatkowych kanałów o najmniejr szym polu przekroju, przy czym walcowy tłoczek o stałej średnicy zakończony jest obustronnie grzybkami, z których osadzony rozłącznie dolny grzybek stanowi dno obwodowego rowka dolnej końcówki tłoczka zawierającego główną uszczelkę, a jego średnica podstawy i zarys powierzchni są tak dobrane, że tworzą z obsadą dławiący kanał, zaś górny

180 238 grzybek ma podstawę poszerzoną względem średnicy tłoczka i stanowi oporową powierzchnię dla umieszczonego na obwodzie tłoczka amortyzatora, stykającego się w dolnym jego położeniu z dnem wybrania, jakie ma obsada w swej górnej powierzchni. Korzystnym jest, aby każdy z dodatkowych kanałów połączony był z wylotowym kanałem i głównym kanałem, pośrednim kanałem, a wloty głównych kanałów zaopatrzone były w podcięcia. ,

Średnica podcięć wlotów głównych kanałów winna być większa od zewnętrznej średnicy głównej uszczelki w stanie swobodnym, a krawędzie wylotu pionowego kanału obsady celowym jest zukosować w kierunku do jego wnętrza. Dolny grzybek może być wykonany w postaci gwintowanego sworznia, którego łeb stanowi odcinek walca przechodzący w stożkową czaszę zaopatrzoną w demontażowe gniazdo. Dodatkowe kanały mogą mieć postać rozmieszczonych w odstępach szczelin, otwartych w kierunku głównych kanałów, a stosunek pola przekroju dodatkowych kanałów do pola przekroju głównych kanałów powinien wynosić najwyżej jedną dwudziestąpiątą. Dodatkowe kanały od głównych kanałów oddalone są na odległość co najmniej szerokości głównej uszczelki.

Zawór według wynalazku jest dwufunkcyjny, z uwagi na to, że jego konstrukcja umożliwia poprzez kanały główne rozładowanie ciśnienia medium, pochodzącego od nagłych obciążeń dynamicznych, zaś dodatkowe kanały o najmniejszym polu przekroju służą do regulacji ciśnienia roboczego medium zasilającego i umożliwiają wcześniejsze jego rozładowanie. Podcięcia wlotów kanałów zabezpieczają główną uszczelkę przed ścinaniem, zaś w szczególności pozwalają na utworzenie wskutek przesuwania się jej w górę minimalnych szczelin, powiększających się w trakcie unoszenia się uszczelki.

Rozwiązanie według wynalazku cechuje bardzo mała histereza, gdyż napór medium działa w każdym przypadku na tą samą powierzchnię, tak w dolnym położeniu tłoczka jak i po otwarciu przez uszczelkę kanałów dodatkowych i głównych, stąd ciśnienia otwarcia jak i zamknięcia zaworu w funkcji szybkoupustowej mają wartość bliskoznaczną. Medium nie wpływa do komory sprężyny, która również ma stałe warunki pracy, a rozłącznie połączony tłoczek z dolnym grzybkiem oraz obsada z kadłubem upraszczają demontaż zaworu, jego czyszczenie czy wymianę uszczelek. Zawór cechuje także prosta technologia wykonania i duża sprawność eksploatacyjna.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładowym wykonaniu na załączonym rysunku, którego fig.l przedstawia ten zawór w przekroju pionowym, zaś fig. 2 przedstawia powiększony widok przekroju tego zaworu, zaznaczony na fig. 1 obszarem A.

Zawór ma kadłub 1 w którego komorze 2 mieści się sprężyna 3 zablokowana od góry regulacyjnym korkiem 4. Sprężyna 3 spoczywa na podstawie 5. Komorę 2 kadłuba 1 zamyka od spodu obsada 6 połączona z kadłubem 1 rozłącznie i zaopatrzona w osadczy kołnierz 7, blokujący połączenie rozłączne. Obsada 6 w swojej dolnej części zamocowana jest rozłącznie w przyłączu 8 zabezpieczanego elementu układu i zaopatrzona jest w pionowy przelotowy kanał 9, w którym mieści się walcowy tłoczek 10, zakończony od góry i dołu połączonymi z nim rozłącznie grzybkami 11 i 12. Dolny grzybek 11 stanowi gwintowany sworzeń o łbie w postaci odcinka walca Sj przechodzącego w stożkową czaszę 11 a zaopatrzoną w demontażowe gniazdo 11b, zamykającym swą podstawą obwodowy rowek 13, jaki ma tłoczek 10 w swej dolnej końcówce. W rowku 13 mieści się główna uszczelka 14. Podstawa łba dolnego grzybka 11 i zarys jego zewnętrznej powierzchni są tak dobrane, że tworzą dławiący kanał 15 ze ściankami pionowego kanału 9 obsady 6. Górny grzybek 12 ma podstawę 12a poszerzoną względem średnicy D tłoczkalO tak, że tworzy ona powierzchnię oporową dla amortyzatora 16, osadzonego na obwodzie tłoczka 10 i stykającego się w dolnym jego położeniu z dnem wybrania 17 jakie ma obsada 6 w swej powierzchni.

Obsada 6 ma układ promieniowych kanałów 18 ,19, 20, 21 o zróżnicowanych polach przekroju, z których dodatkowo kanały 18 wyprzedzają względem przyłącza 8 główne kanały 19 o odległość L równą szerokość S2 głównej uszczelki 14. Dodatkowe kanały 18 o najmniejszym polu przekroju łączy z wylotowym kanałem 21 o największym polu przekroju i z głównym kanałem 19 o polu przekroju większym Od pola przekroju dodatkowego kanału 18 - pośredni kanał 20 .Wloty głównych kanałów 19 mąjąpodcięcia iaa, przy czym

180 238 średnica Di tych podcięć 19a jest większa od zewnętrznej średnicy głównej uszczelki 14 w stanie swobodnym. Krawędzie wylotu pionowego kanału 9 obsady 6 są zukosowane w kierunku do jego wnętrza, a pole przekroju dodatkowych kanałów 18 jest pięćdziesiątą częścią pola przekroju głównych kanałów 19.

Rozwiązanie według wynalazku znajduje zastosowanie w układach sterujących różnego typu, zasilanych medium roboczym.

Fig. 2

180 238

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór szybkoupustowy, zawierający kadłub, w którego komorze mieści się sprężyna, zabezpieczona od góry korkiem z regulacyjną śrubą i wsparta na podstawie, stykającej się z grzybkiem tłoczka, uszczelnionego i osadzonego w pionowym kanale obsady, połączonej następnie z przyłączem, znamienny tym, że ma komorę (2) kadłuba (1) zamkniętą od spodu osadzona rozłącznie obsadą (6), zaopatrzoną w układ promieniowych kanałów (18, 19, 20, 21) o różnych polach przekrojów, z których główne kanały (19) wyprzedza względem przyłącza (8) ciąg dodatkowych kanałów (18) o najmniejszym polu przekroju, przy czym walcowy tłoczek (10) o stałej średnicy (D) zakończony jest obustronnie grzybkami (11 i 12), z których osadzony rozłącznie dolny grzybek (11) tworzy dno obwodowego rowka (13) dolnej końcówki tłoczka (10), zawierającego główną uszczelkę (14), a jego średnica podstawy i zarys powierzchni są tak dobrane, że tworzą z obsadą (6) dławiący kanał (15), zaś górny grzybek (12) ma podstawę (12a) poszerzoną względem średnicy (D) tłoczka (10) i stanowi oporową powierzchnię dla umieszczonego na obwodzie tłoczka (10) amortyzatora (16), stykającego się w dolnym jego położeniu z dnem wybrania (17) jakie ma obsada (6) w swej górnej powierzchni.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma każdy z dodatkowych kanałów (18) połączony z wylotowym kanałem (21) i głównym kanałem (19) pośrednim kanałem (20).
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma wloty głównych kanałów (19) zaopatrzone w podcięcia (19a)
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma średnicę (D|) podcięcia (19a) wlotów głównych kanałów (19) większą od zewnętrznej średnicy głównej uszczelki (14) tłoczka (10) w stanie swobodnym.
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma krawędzie wlotu pionowego kanału (9) obsady (6) zukosowane w kierunku wnętrza.
6. 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym ,że ma dolny grzybek (11) w postaci gwintowanego sworznia, którego łeb stanowi odcinek walca (S1) przechodzący w stożkową czaszę (11 a) zaopatrzoną w demontażowe gniazdo (11b).
7. 7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dodatkowe kanały (18) w postaci rozmieszczonych w odstępach szczelin otwartych w kierunku głównych kanałów (19).
8. 8. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma pole przekroju dodatkowych kanałów (18) stanowiące najwyżej dwudziestąpiątą część pola przekroju głównych kanałów (19).
9. 9. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dodatkowe kanały (18) oddalone od głównych kanałów (19) co najmniej na odległość (L) równą szerokości (S₂) uszczelki (14).