PL226326B1 - Zawór zasuwowy klinowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór zasuwowy klinowy z korpusem, mający wlot i wylot, pomiędzy którymi znajduje się strefa przepływu, z klinem uszczelniającym w strefie przepływu i elementem przesuwnym współpracującym z powierzchnią przylegania klina w stanie zamkniętym.

Zasuwy klinowe z miękkim uszczelnieniem klina mają zastosowanie w instalacjach wody, instalacjach przemysłowych, instalacjach ściekowych i gazowniczych. Pełnią funkcję odcinającą, tzn. powinny pracować w pozycji pełnego zamknięcia lub pełnego otwarcia.

Znana jest zasuwa klinowa z miękkim uszczelnieniem klina składająca się z kadłuba zamykanego pokrywą z którego gniazdem współpracuje odpowiednio wyprofilowany klin przesuwający się wzdłuż trzpienia poprzez gwint trapezowy znajdujący się na jego końcówce oraz w zespole klina. Trzpień osadzony i uszczelniony jest w pokrywie za pomocą dławnicy i posiada odpowiednio ukształtowaną końcówkę wystającą ponad pokrywę na którą nakłada się kółko sterujące lub napęd sterujący zasuwą. Obrót trzpienia wykonywany za pomocą kółka lub napędu sterującego zasuwą powoduje przesuwanie się zespołu klina, który zabezpieczony jest przed obrotem prowadnicami znajdującymi się w kadłubie. Zamknięcie zasuwy następuje poprzez dociśnięcie za pomocą trzpienia zespołu klina do powierzchni gniazda usytuowanego wewnątrz kadłuba. Znane zasuwy klinowe z miękkim uszczelnieniem zaopatrzone w zespół klina, który stanowi klin oraz element z gwintem wykonywany w postaci odkuwki lub odlewu z metalu. Najczęściej klin wykonany jest z żeliwa oblanego gumą, a element z gwintem z mosiądzu.

Znany jest z opisu patentowego US 2,934,313 zawór zasuwowy, który ma czteroczęściową obudowę z dolną częścią obudowy, do której za pomocą śrub przymocowano pokrywę obudowy. Skierowane dwiema stronami do siebie, część dolna obudowy i pokrywa obudowy tworzą otwory, z których każdy ma gwint. Korpus rurowy z dopasowanym gwintem można wkręcić w każdy z tych dwóch gwintów. Wszystkie cztery części tworzą rurę. Przekrój poprzeczny przepływu przez tę rurę może zostać zamknięty za pomocą elementu przesuwnego, który można obniżyć z pokrywy obudowy poprzecznie w stosunku do kierunku przepływu w rurze. Dla uszczelnienia powierzchni przylegania pomiędzy częściami obudowy oraz powierzchni przylegania pomiędzy elementem przesuwnym a obudową, zawór zasuwowy ma wkładkę uszczelniającą wykonaną z gumy. Wkładka uszczelniająca ma kształt cylindryczny. Wewnątrz wkładki uszczelniającej przekrój poprzeczny przepływu ograniczono zasadniczo za pomocą pierścieni metalowych, wsuniętych w tą wkładkę. Pierścienie metalowe służą do utrzymania niezakłóconego przekroju poprzecznego przepływu wewnątrz wkładki uszczelniającej.

W opisie patentowym US 5,279,320 przedstawiono zawór zasuwowy z elementem przesuwnym, który ma rowek po każdej stronie. Przy otwieraniu i zamykaniu zaworu zasuwowego, element przesuwny prowadzony jest za pomocą rowków poprzez odpowiednie bieżnie w obudowie zaworu zasuwowego. Element przesuwny ma rdzeń powleczony tworzywem sztucznym. W strefie rowków powłoka rdzenia wykonana jest z twardego polimeru dla zmniejszenia tarcia. W pozostałych strefach, w których element przesuwny w stanie zamkniętym opiera się o obudowę, powłoka wykonana jest z miękkiego polimeru. Zapewnia to dobre uszczelnienie.

W niemieckim zgłoszeniu patentowym DE 43 25 192 A1 pokazano tarczowy zawór zasuwowy. W tym przypadku możliwy jest montaż i demontaż zaworu w kierunku ruchu zasuwy. W tym celu tarczowy zawór zasuwowy ma obudowę przesuwną, podzieloną na część górną i dolną. Element uszczelniający z kołowym otworem wbudowany jest w obudowę przesuwną. Jeśli konieczna jest wymiana elementu uszczelniającego, górną część obudowy można usunąć z dolnej części wraz z elementem uszczelniającym. Następnie można wymienić element uszczelniający w górnej części obudowy. Ponadto element uszczelniający ma osobne uszczelnienie poprzeczne, które można osobno oddzielić od pozostałej części elementu uszczelniającego przy demontażu tarczowego zaworu zasuwowego.

Z polskiego opisu wynalazku PL202950 znana jest konstrukcja zaworu zasuwowego, w której zawór zasuwowy ma obudowę zawierającą część dolną i część górną rozdzielone połączeniem kołnierzowym; pierwszą część boczną zawierającą wlot obudowy i drugą część boczną zawierającą wylot obudowy; połączenia zaciskowe odpowiednio pomiędzy rzeczoną pierwszą częścią boczną, a częściami dolną i górną oraz pomiędzy rzeczoną drugą częścią boczną a częściami dolną i górną; wkładkę uszczelniającą zaciśniętą pomiędzy częścią dolną, częścią górną, a częściami pierwszą i drugą; oraz element przesuwny dostosowany do ruchu przesuwnego w obudowie pomiędzy pierwszą pozyPL 226 326 B1 cją, w której ustala barierę zasuwy pomiędzy wlotem i wylotem, a drugą pozycją, w której bariera zasuwy jest usunięta, przy czym wkładka uszczelniająca ma otwór naprzeciwko rzeczonego wlotu i wylotu, a ponadto ma powierzchnię przylegania dostosowaną do szczelnego przylegania z elementem przesuwnym podczas przesuwu elementu przesuwnego pomiędzy pozycjami, a szczelne przyleganie ustala barierę zasuwy, kiedy element przesuwny znajduje się w pierwszej pozycji. Zawór zasuwowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że wkładka uszczelniająca zawiera sztywny korpus połączony na stałe ze strefami o mniejszej sztywności, niż sztywny korpus, a strefy o mniejszej sztywności obejmują rzeczoną powierzchnię przylegania i strefy zaciskowe połączenia kołnierzowego i strefy zaciśnięte pomiędzy pierwszą częścią boczną a częściami dolną i górną oraz pomiędzy drugą częścią boczną a częściami dolną i górną.

W trakcie eksploatacji, przykładowo w instalacjach wody użytkowej, zawory zasuwowe muszą zapewniać niezawodne zamykanie przez stosunkowo długi okres użytkowania (do 50 lat). Z tego względu znane zawory zasuwowe mają stosunkowo miękkie i prosto ukształtowane uszczelnienia. Uszczelnienia te muszą być stosunkowo ściśle przymocowane w obudowie lub nałożone na poszczególne elementy jako powłoki. W ten sposób zapobiega się deformowaniu uszczelnień w czasie eksploatacji przez występujące ciśnienie cieczy, które zniszczyłoby je lub uczyniło z nich przeszkodę dla swobodnego przepływu. W znanych zaworach zasuwowych o cylindrycznej strefie przepływu, stanowi to jednak zasadnicze ograniczenie z uwagi na elementy obudowy lub inne elementy nośne ze stosunkowo wytrzymałego materiału.

Zawór zasuwowy klinowy, według wynalazku, zaopatrzony jest w korpus z króćcem dolotowym i króćcem wylotowym, gniazdo wykonane w korpusie z powierzchniami którego współpracuje klin, pokrywę zamykającą połączoną z korpusem, w której osadzony jest trzpień uszczelniony dławicą, przy czym z zewnętrznej strony trzpień jest sterowany obrotowo a po przeciwnej stronie połączony z klinem. Gniazdo korpusu zaopatrzone jest w szczelinę przednią i szczelinę tylną a klin zaopatrzony jest w żebro przednie i żebro tylne wykonane z materiału elastycznego, przy czym żebro przednie współpracuje z szczeliną przednią gniazda korpusu żebro tylne współpracuje z szczeliną tylną gniazda korpusu.

Korzystnie jest, kiedy klin, w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny wyznaczonej przez osie symetrii żebra przedniego i żebra tylnego, zaopatrzony jest we wnękę lewą i wnękę prawą, w których osadzone są na wcisk prowadnica lewa i prowadnica prawa, przy czym prowadnice wykonane są z materiału o niskim współczynniku tarcia i współpracują z występem lewym i występem prawym korpusu zaworu.

Korzystnie jest też, kiedy żebro przednie i żebro tylne wykonane są z gumy.

Korzystnie jest również, kiedy prowadnica lewa i prowadnica prawa wykonane są z gumy.

Korzystnie jest także, kiedy w klinie osadzona jest nakrętka współpracująca z gwintowanym trzpieniem.

Jest korzystnie, kiedy nakrętka wykonana jest z mosiądzu.

Jest też korzystnie, kiedy klin wykonany jest z żeliwa i oblany gumą.

Przedmiot wynalazku pokazano, w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje zawór zasuwowy klinowy w przekroju podłużnym, fig. 2 - przekrój przez zawór według linii A-A z fig. 1, fig. 3 - klin w widoku z boku, fig. 4 - klin w przekroju według linii C-C z fig. 3, fig. 5 - klin w przekroju według linii B-B z fig. 3 a fig. 6 - klin w widoku perspektywicznym.

Jak pokazano na fig. 1, zawór zasuwowy klinowy, według wynalazku, zaopatrzony jest w korpus 1 z króćcem dolotowym 2 i króćcem wylotowym 3. Zawór posada gniazdo 4 wykonane w korpusie 1, z powierzchniami którego współpracuje klin 5, pokrywę zamykającą 7 połączoną z korpusem 4, w której osadzony jest trzpień 6 uszczelniony dławicą 8. Z zewnętrznej strony trzpień 6 jest sterowany obrotowo a po przeciwnej stronie połączony z klinem 5. Klin 5 wykonany jest z żeliwa i oblany jest z zewnątrz gumą.

Gniazdo 4 korpusu 1 zaopatrzone jest w szczelinę przednią 11' i szczelinę tylną 12' a klin 5 zaopatrzony jest w żebro przednie 11 i żebro tylne 12 wykonane z materiału elastycznego, w tym przykładzie realizacji z gumy, przy czym żebro przednie 11 współpracuje z szczeliną przednią 11' gniazda 4 korpusu 1 a żebro tylne 12 współpracuje z szczeliną tylną 12' gniazda 4 korpusu 1. Oznacza to, że w trakcie pracy zaworu, to znaczy w trakcie jego zamykania lub otwierania, żebro przednie 11 jest wspierane przez krawędź szczeliny przedniej 11' gniazda 4 korpusu 1 a żebro tylne 12 jest wspierane przez krawędź szczeliny tylnej 12' gniazda 4 korpusu 1 tak, że naciski wywołane naporem cieczy przepuszczanej przez zawór są odpowiednio przeniesione na korpus 1 zaworu. Również w trakcie

PL 226 326 B1 przepływu czynnika przez zawór w ustalonej pozycji klina 5, pomiędzy pozycją pełnego otwarcia i pełnego zamknięcia a także w tych pozycjach, żebro przednie 11 i żebro tylne 12, ze względu na swoją budowę według wynalazku, przeciwdziałają drganiom klina 5 co ma istotny wpływ na trwałość samego klina 5 jak i całego zaworu klinowego.

W pokazanym na fig. 1, fig. 2, fig. 4 i fig. 5 przykładzie realizacji wynalazku klin oblany jest gumą ale jest oczywiste, że w innych przykładach może to być inny materiał o odpowiednich własnościach fizyko-chemicznych w szczególności takich jak elastyczność, zdolność tłumienia drgań odporność na czynniki chemiczne czy tym podobne. Takim materiałem może być odpowiednie tworzywo sztuczne. Jest przy tym korzystnie aby żebro przednie 11 i żebro tylne 12 klina 5 wykonane były z tego samego materiału jakim pokryty jest klin 5.

Klin 5 zaworu, w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny wyznaczonej przez osie symetrii żebra przedniego 11 i żebra tylnego 12, zaopatrzony jest we wnękę lewą 13' i wnękę prawą 14', co pokazano w przykładzie realizacji wynalazku na fig. 2 i fig. 4. Wnęka lewa 13' i wnęka prawa 14' tak jak cały klin 5 oblane są gumą a w tych wnękach 13' i 14' osadzone są dodatkowo zaopatrzone w prowadnice - wnęka lewa 13' w prowadnicę lewą 13 a wnęka prawa w prowadnicę prawą 14. Obie prowadnice lewa 13 i prawa 14 są osadzone we wnękach na wcisk i wykonane są z tworzywa sztucznego o niskim współczynniku tarcia. W trakcie pracy zaworu, to znaczy w trakcie jego zamykania lub otwierania, prowadnica lewa 13 i prowadnica prawa 14 powodują ślizganie się wnęki lewej 13' i wnęki prawej 14' po występach lewym 13” i prawym 14” korpusu 1 zaworu. Zapewnia to płynną pracę zaworu a także, że względu na małe zużycie w trakcie pracy odpowiednio dużą trwałość zaworu. Również w trakcie przepływu czynnika przez zawór w ustalonej pozycji klina 4. Jak wspomniano od tego typu zaworów oczekuje się odpowiednio dużej trwałości, szacowanej na kilkadziesiąt lat pracy.

Wewnątrz klina 5 w odpowiednim wybraniu osadzona jest nakrętka 10 wykonana z mosiądzu. Ma to na celu zapewnienie niskiego tarcia przy pracy nakrętki 10 w trakcie otwierania lub zamykania zaworu. Nakrętka 10 ma tak zaprojektowany kształt, że w trakcie pracy po jej osadzeniu w klinie 5 nie może się ona obracać. W nakrętkę 10 wkręca się nagwintowany trzpień 6 obracany w pokrywie 7 za pomocą osadzonego na nim na zewnątrz zaworu kółka sterującego 9. Kółko sterujące 9 może być uruchamiane ręcznie albo poprzez siłownik mechaniczny zdalnie sterowany.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór zasuwowy klinowy zaopatrzony w korpus z króćcem dolotowym i króćcem wylotowym, gniazdo wykonane w korpusie z powierzchniami którego współpracuje klin, pokrywę zamykającą połączoną z korpusem, w której osadzony jest trzpień uszczelniony dławicą, przy czym z zewnętrznej strony trzpień jest sterowany obrotowo a po przeciwnej stronie połączony z klinem, znamienny tym, że gniazdo 4 korpusu i zaopatrzone jest w szczelinę przednią 11' i szczelinę tylną 12' a klin 5 zaopatrzony jest w żebro przednie 11 i żebro tylne 12 wykonane z materiału elastycznego, przy czym żebro przednie 11 współpracuje z szczeliną przednią 11' gniazda 4 korpusu 1 a żebro tylne 12 współpracuje z szczeliną tylną 12' gniazda 4 korpusu 1.
2. 2. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że klin 5, w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny wyznaczonej przez osie symetrii żebra przedniego 11 i żebra tylnego 12, zaopatrzony jest we wnękę lewą 13'i we wnękę prawą 14', w których osadzone są na wcisk prowadnica lewa 13 i prowadnica prawa 14, przy czym prowadnice 13 i 14 wykonane są z materiału o niskim współczynniku tarcia i współpracują z występem lewym 13” i występem prawym 14” korpusu 1 zaworu.
3. 3. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że żebro przednie 11 i żebro tylne 12 wykonane są z gumy.
4. 4. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że żebro przednie 11 i żebro tylne 12 wykonane są z tworzywa sztucznego.
5. 5. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadnica lewa 13 i prowadnica prawa 14 wykonane są z gumy.
6. 6. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadnica lewa 13 i prowadnica prawa 14 wykonane są z tworzywa sztucznego.

   PL 226 326 B1
7. 7. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że w klinie 5 osadzona jest nakrętka 10 współpracująca z gwintowanym trzpieniem 6.
8. 8. Zawór zasuwowy według zastrz. 5, znamienny tym, że nakrętka 10 wykonana jest z mosiądzu.
9. 9. Zawór zasuwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że klin 5 wykonany jest z żeliwa i oblany gumą.