PL228184B1 - Wielostopniowy siłownik róznicowy - Google Patents

Abstract

Wielostopniowy siłownik różnicowy, którego tłok składa się z zestawu współosiowych pierścieni (1) o stopniowanych powierzchniach bocznych, zewnętrznych o średnicach (d1n i d2n) i wewnętrznych o średnicach (D1n i D2n), przy czym średnice zewnętrzne (d1n) pierścienia (1) pokrywają się ze średnicami wewnętrznymi (D1n+1) sąsiedniego pierścienia, tworząc pasowanie luźne.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowy tłok siłownika różnicowego do szczelnego zamknięcia otworów wyrobów napełnianych płynem pod ciśnieniem.

Badanie bezpieczeństwa takich wyrobów jest objęte międzynarodowymi wymaganiami sprawdzania zarówno w trakcie opracowywania, jak i prób odbiorczych wszystkich wytworzonych wyrobów przed dopuszczeniem do dystrybucji i stosowania. Omawiane wyroby są zazwyczaj produkowane w całych typoszeregach wielkości otworów przelotowych. Ich przesłonięcie i zamknięcie wymaga dobrania do wartości ciśnienia dopuszczalnego całego zestawu tarcz. Szczelne zamknięcie komór napełnionych płynem pod ciśnieniem jest niezbędne ze względu chociażby na utrzymanie wewnątrz nich tego ciśnienia, jak i tworzenie różnego rodzaju wyrobów, np. takich jak siłowniki, regulatory, armatura przemysłowa, płynowe elementy nastawcze automatyki itp. Tradycyjnie stosowane do szczelnego zamknięcia otworów wyrobów napełnianych płynem pod ciśnieniem siłowniki różnicowe składają się z tłoka w postaci tarczy z otworem umieszczonego w korpusie, do którego podawany jest płyn pod ciśnieniem. Na tłoku - tarczy ustawia się możliwie współosiowo badany wyrób z uszczelnieniami kołnierzowymi. Całość umieszcza się pomiędzy dwiema płytami oporowymi o regulowanej odległości, co pozwala na wstępne ściśnięcie detalu i uszczelnień. W wyniku podania sprężonego płynu poprzez korpus i tłok tarczę do badanego wyrobu następuje napełnianie jego komór. Ciśnienie wewnątrz siłownika jest równe ciśnieniu wewnątrz wyrobu, jednakże od jego strony oddziałuje ono na mniejszą powierzchnię (wynikającą z przekroju jego komory), w związku, z czym na tłok działa niezerowa siła wypadkowa skierowana w stronę sprawdzanego przedmiotu, która powoduje jego ściskanie i uszczelnianie kołnierzy niezbędne do przeprowadzenia próby. Wartość tej siły zależna jest od wartości podanego ciśnienia oraz od różnicy powierzchni po obydwu stronach tłoka. Taka budowa siłownika sprawia, że wytwarzana siła ściskająca jest optymalna właściwie tylko dla wyrobów o jednej konkretnej średnicy. Jeśli chciałoby się przy jego użyciu badać armaturę o mniejszej średnicy, to różnica powierzchni, na które oddziałuje ciśnienie po obydwu stronach tłoka stałaby się większa, zatem siła ściskająca wyrób w celu jego uszczelnienia, zamiast mniejsza, byłaby większa, co mogłoby spowodować jego uszkodzenie. Ponieważ wyroby pracujące pod ciśnieniem mają powszechne zastosowanie i występują w szerokiej gamie wielkości, ilość przesłon tylko np. do badań jednego typu wyrobu w takim przypadku może wynosić nawet kilkadziesiąt. Poza siłownikami różnicowymi, obecnie stosowanych jest wiele innych rozwiązań elementów przesłaniających zamykane otwory komór w różnorodnych konfiguracjach. Z polskiego opisu patentowego nr PL 217055 znane jest urządzenie do zamykania zaworów wyposażone w elektryczny asynchroniczny silnik prądu zmiennego, połączony z przekładnią redukcyjną, charakteryzujące się tym, że jest zaopatrzone w zasilający asynchroniczny silnik prądu, falownik połączony z układem sterowania, przy czym oś wyjściowa przekładni, sprzężonej, przy czym oś wyjściowa przekładni, sprzężonej z silnikiem jest połączona z osią zamykanego zaworu za pośrednictwem sprężystego sprzęgła. Podobne rozwiązania są wykorzystywane w innych zastosowaniach. Z opisu WO/2012/023868 znany jest teleskopowy siłownik hydrauliczny stosowany w samowyładowczych przyczepach ciężarowych. W opisie WO/2015//020849 przedstawiono siłownik o podobnym działaniu. Rozwiązania te nie zapewniają regulacji siły docisku w zależności od średnicy zaciskanego zaworu.

Celem wynalazku jest wielostopniowy siłownik różnicowy o regulowanej sile zacisku w zależności od średnicy badanego wyrobu.

Wielostopniowy siłownik różnicowy ma tłok składający się z zestawu współosiowych pierścieni o stopniowanych powierzchniach bocznych, zewnętrznych o średnicach i wewnętrznych o średnicach, przy czym średnice zewnętrzne pierścienia pokrywają się ze średnicami wewnętrznymi sąsiedniego pierścienia, tworząc pasowanie luźne.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia siłownik według wynalazku, w przekroju wzdłużnym, a fig. 2 - siłownik według wynalazku zabudowany w stanowisku badawczym, w przekroju wzdłużnym.

Wielostopniowy siłownik różnicowy jest wyposażony w grupę pierścieni 1 z uszczelnieniami 2. Każdy z pierścieni 1 jest stopniowany wewnątrz i ma średnice Din i D2n i na zewnątrz średnice din i d2n. Średnice zewnętrzne din danego pierścienia pokrywają się ze średnicami wewnętrznymi Din+i pierścienia następnego, tworząc pasowanie suwliwe. Pozwala to na wsunięcie pierścienia mniejszego w większy w sposób pokazany na fig. 1 aż do momentu oparcia się o siebie powierzchni powstałych w wyniku różnicy średnic din - d2n oraz Din+i - D2n+i. Najmniejszy z pierścieni 3 może posiada otwór D_w niestopniowany. Wszystkie pierścienie 1 są zamknięte wewnątrz korpusu składającego się z pokrywy 4 oraz

PL228 184B1 pierścienia zewnętrznego 5. Pierścień zewnętrzny 5, podobnie jak pozostałe, jest wewnątrz stopniowany tak, aby po złożeniu całości nie można było wysunąć pierścieni wewnętrznych 1. Po umieszczeniu badanego wyrobu 6 na pierścieniach 1 zamknięciu go między płytami oporowymi 7 i podaniu sprężonego powietrza lub innego medium następuje ściskanie wyrobu 6. Siłownik według wynalazku umożliwia badanie wyrobów o różnych średnicach przy optymalnej sile ściskającej. Możliwe to jest dzięki temu, liczba pierścieni biorących udział w ściskaniu danego wyrobu jest zależna od jego średnicy. Pierścienie, których wewnętrzna średnica D_2n jest większa od średnicy kołnierza badanego wyrobu 6 po podaniu powietrza nie opierają się o ten kołnierz, a o powierzchnię oporową zewnętrznego pierścienia 5.

Claims (1)

1. Wielostopniowy siłownik różnicowy, znamienny tym, że tłok składa się z zestawu współosiowych pierścieni (1) o stopniowanych powierzchniach bocznych, zewnętrznych o średnicach (di_n i chn) i wewnętrznych o średnicach (Di_n i D_2n), przy czym średnice zewnętrzne (di_n) pierścienia (1) pokrywają się ze średnicami wewnętrznymi (Di_n+i) sąsiedniego pierścienia, tworząc pasowanie luźne.