Opublikowano dnia 20 pazdziernika 1959 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 42415 Glóiuny Instytut Górnictiua *) Katowice, Polska Zawór wysokocisnieniowy Patent trwa od dnia 9 marca 1959 r.KI. 47 u, 40/00 ¦ W znanych zaworach przeznaczonych na wy¬ sokie cisnienia, stosuje sie do uszczelnienia zamkniecia ze stykajacymi sie ze soba po¬ wierzchniami metalu. Im wyzsze cisnienia, tym twardsze metale sa do tego celu stosowane, np. zawory przeznaczone do gazu o cisnieniu po¬ wyzej 150 at., posiadaja z reguly siedzisko i grzybek lub iglice ze stali wysokiej jakosci o powierzchni doskonale oszlifowanej. Dotych¬ czas nie stosowano do zaworów wysokocisnie¬ niowych uszczelnienia z miekkiej gumy, gdyz wydawalo sie, ze uszczelka gumowa ulegnie calkowitemu zgnieceniu i zniszczeniu, przy za¬ mykaniu pod wplywem wielkich sil osiowych wystepujacych w zaworze, a przy otwarciu zostanie wyrwana przez dzialanie przeplywu.Wynalazek polega na wprowadzeniu do zawo¬ rów wysokocisnieniowych miekkiej gumy, która wspólpracujac z powierzchnia metalu sluzy do *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa: prof. inz. Marcin Bo¬ recki i doc. inz. Tadeusz Radowicki. uszczelnienia zamkniecia. Wielka odpornosc gu¬ my na erozje zapewnia doskonala szczelnosc zamkniecia, nawet przy zastosowaniu zaworu do cieczy lub gazów niosacych ciala stale.Ponadto sklonnosc gumy do doskonalego przy¬ wierania do metalu, pod dzialaniem cisnienia cieczy lub gazu, szczelnosc te zapewnia nawet w przypadku, gdyby druga strona tzn. po¬ wierzchnia metalu ulegla erozji.Wynalazek umozliwia zastosowanie miekkiej gumy w warunkach, w których dotychczas wy¬ dawalo sie to niemozliwe, a mianowicie w za¬ worach wysokocisnieniowych, przy zachowaniu dwóch podstawowych srodków ostroznosci.Pierwszym z nich jest zabezpieczenie gumy przed zniszczeniem na skutek dzialania sily osiowej. Zawór wedlug wynalazku posiada tak uksztaltowane czesci metalowe, aby po zgnie¬ ceniu uszczelki gumowej w stopniu z góry przewidzianym i nie przekraczajacym naprezen elastycznych w tym tworzywie, nastepowalo zwarcie organów metalowych. W zwiazku z tym cala sila osiowa minus sila stosunkowo nie-wielka, potrzebna do zgniecenia we wlasciwym stopniu uszczelki gumowej, przenosi sie na me¬ tal. Okazalo sie, ze dzieki takiemu odciazeniu uszczelki gumowej, moze ona pracowac nie- ograniczenie dlugo. Drugim srodkiem ostroz¬ nosci jest zabezpieczenie gumy przed wyrwa¬ niem jej z zaworu. W tym celu zawór posiada uszczelke gumowa osadzona we wglebieniu grzybka lub wglebieniu siedziska w kierunku zgodnym z najprawdopodobniejsza wypadkowa sil hydrodynamicznych, dzialajacych na nia pod¬ czas przeplywu, aby przeplyw wciskal uszczelke do tego wglebienia. Zastosowanie tego drugiego srodka ostroznosci jest potrzebne tylko wtedy, gdy zawór ma byc otwierany przy pelnej róz¬ nicy cisnien. Niektóre zawory otwiera sie dopie¬ ro po wyrównaniu cisnien z obu stron zaworu.W takich zaworach wystarcza zastosowanie tyl¬ ko wyzej opisanego pierwszego srodka ostroz¬ nosci, polegajacego na odciazeniu uszczelki gu¬ mowej.Zawór wedlug wynalazku moze byc wykona¬ ny w róznych odmianach, w zaleznosci od za¬ stosowania. Na rysunkach uwidoczniono sche¬ matycznie przyklady takich rozwiazan.Fig. 1 przedstawia przekrój istotnej czesci zaworu przelotowego wysokocisnieniowego wed¬ lug wynalazku, którego obudowe stanowi blok stalowy 1. Zadaniem zaworu jest odcinanie prze¬ strzeni wysokocisnieniowej laczacej sie z wlo¬ tem 2 od przestrzeni niskocisnieniowej 3. Or¬ ganem zamykajacym, ruchomym wzgledem obu¬ dowy, jest grzybek zaworowy 4, przesuwany za pomoca wrzeciona 5, które jest uszczelnione w obudowie w dowolny znany sposób, przy czym uklad uszczelniajacy symbolizuje na ry¬ sunku rozszerzona czesc 6 wrzeciona. Uszczel¬ nienie zamkniecia nastepuje przez styk uszczel¬ ki gumowej 7, osadzonej we wglebieniu grzyb¬ ka 4, z powierzchnia siedziska • 8, uksztaltowa¬ nego w obudowie 1. Przy docisku grzybka do siedziska, miekka uszczelka gumowa zostaje zgnieciona az do zrównania sie z powierzchnia 9 grzybka, która zetknawszy sie z powierzchnia 8 siedziska uniemozliwia dalsze zgniatanie gu¬ my. Styk dwóch powierzchni metalowych przej¬ muje sile osiowa niezbedna do przeciwdziala¬ nia naciskowi wywieranemu na grzybek przez ciecz lub gaz pod cisnieniem. Sily te przy wyso¬ kich cisnieniach przewyzszaja rzedem wielkos¬ ci sile potrzebna do zgniecenia uszczelki gu¬ mowej w granicach jej elastycznego odksztal¬ cenia. Gdyby odciazenie w postaci styku po¬ wierzchni metalowych 8 — 9 nie istnialo, guma uleglaby zmiazdzeniu i wycisnieciu ze swego miejsca. Uszczelka gumowa 7 jest osadzona we wglebieniu grzybka w kierunku zgodnym z prze¬ plywem, aby przeplyw przy zaworze czesciowo otwartym nie wyrywal jej z osadzenia lecz osa¬ dzal ja mocniej.Fig. 2 przedstawia przekrój istotnej czesci zawora zwrotnego wysokocisnieniowego wedlug wynalazku. Obudowe 1 stanowi blok stalowy, który jest pokazany w czesci zawartej miedzy plaszczyznami P i Q. Zawór ma na celu odcie¬ cie przestrzeni 3 od przestrzeni 2, jesli cisnie¬ nie w 3 jest wieksze niz w 2, a natomiast otwarcie sie, jesli cisnienie w przestrzeni 2 stanie sie wyzsze niz w przestrzeni 3, Organem zamykajacym ruchomym, wzgledem obudowy jest grzybek 4, przesuwajacy sie'wraz z wrze¬ cionem 5. Pod dzialaniem nadmiernie wyso¬ kiego cisnienia, które osrodek zawarty w prze¬ strzeni 2 wywiera na grzybek poprzez szereg kanalów 12 umieszczonych na okregu, grzybek posuwa sie w prawo, a pod dzialaniem spre¬ zyny 13 napinanej nakretka 14, w lewo. Uszczel¬ nienie zamkniecia nastepuje przez styk uszczel¬ ki gumowej 7, osadzonej we wglebieniu grzyb¬ ka 4 z powierzchnia siedziska 8, uksztaltowa¬ nego w obudowie 1. Przy docisku miekka uszczelka gumowa zostaje zgnieciona, jednakze nie nadmiernie, poniewaz przesuw grzybka w lewo moze nastepowac jedynie do zwarcia sie powierzchni 9 grzybka, z powierzchnia 11 glebszego wytoczenia w siedzisku.Styk tych powierzchni metalowych przejmuje sile osiowa, która wywiera sprezyna zamyka¬ jaca zawór. W razie otwarcia zawora przy nadmiernym cisnieniu w przestrzeni 2, czesc osrodka uchodzaca z przestrzeni 2 do przestrze¬ ni 3 nie wyrywa uszczelki gumowej z miejsca osadzenia, lecz wgniata ja silniej do wglebie¬ nia, w którym jest osadzona, gdyz sila dzia¬ lajaca wówczas na uszczelke na skutek prze¬ plywu, stanowi wypadkowa z sily osiowej w prawo i sily dosrodkowej.Fig. 3 przedstawia przekrój zaworu wedlug wynalazku w odmianie przeznaczonej do ruro¬ ciagów wody transportujacej ciala stale np. do podsadzki górniczej lub transportu hydrau¬ licznego rud, wegla itp. Cisnienie nie przekra¬ czajace w danych przypadkach 100 at, pozwala na zastosowanie stalowej obudowy 1. Zawór odcina przestrzen 2 od przestrzeni 3 o nizszym cisnieniu. Grzybek 4 jest osadzony na wrzecio¬ nie 5. Wrzeciono jest uszczelnione w dowolny znany sposób, np. w miejscu 6. Gumowa uszczelka 7 przy zamknieciu zaworu zostaje docisnieta do siedziska zaworu. Zabezpieczenie — 2 —przed zgnieceniem polega na oparciu sie grzyb¬ ka 4 o powierzchnie oporowa 11 przewidziana w tym celu w obudowie.Poniewaz grzybek jest w tym typie zaworu latwo dostepny, wykonano go w postaci roz¬ bieralnej, zo pozwala na zakleszczenie uszczel¬ ki 7 zaopatrzonej w pogrubienie pierscieniowe miedzy wlasciwa masa grzybka 4 a dodatko¬ wym krazkiem 15, zamocowanym na wrzecio¬ nie za pomoca nakretki 16. W zwiazku z tym zakleszczeniem uszczelki, zasada aby uszczelka byla osadzona w kierunku zgodnym z wypad¬ kowa sil hydrodynamicznych, dzialajacych na nia w czasie przeplywu, moze tu byc prze¬ strzegana mniej rygorystycznie.Fig. 4 przedstawia przekrój odmiany zaworu wedlug wynalazku w postaci zaworu spustowe¬ go, umocowanego w dnie zbiornika 17. Zawór ten nie posiada typowej obudowy jak w po¬ przednich przykladach wykonania. Przestrzen cisnieniowa 2, która zawór odcina od przestrze¬ ni 3 jest wnetrzem zbiornika. Organem zamyka¬ jacym jest grzybek 4, uksztaltowany jak na fig. 3, który zawiera uszczelke gumowa 7 do¬ ciskana do siedziska S. Zabezpieczenie tej uszczelki przed zgnieceniem polega na oparciu sie grzybka o zapore 11 jak w poprzednich przykladach. Równiez pozycje 5 i 6 maja to samo znaczenie, co na poprzednich figurach. PL