PL63401B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 5.VIH.1971 63401 KI. 47 gi, 5/06 MKP F 16 k, 5/06 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Edmund Skulima, Andrzej Mrozek Wlasciciel patentu: Bielska Fabryka Armatur „Befa" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Bielsko-Biala (Polska) Zawór kulowy Przedmiotem wynalazku jest zawór kulowy, przeznaczony do odcinania przeplywu cieczy, ga¬ zów i innych czynników w rurociagach.W znanych zaworach kulowych szczelnosc zam- niecia uzyskiwana jest przez wstepny docisk pier¬ scieni uszczelniajacych stanowiacych gniazda, do kuli stanowiacej zawieradlo. Rezultatem tego sa duze opory tarcia, wystepujace przy otwieraniu i zamykaniu zaworu. Ponadto staly, bardzo duzy wzajemny docisk gniazd i zawieradla, niezalezny od aktualnie dzialajacych cisnien, przyczynia sie do szybkiego zuzycia powierzchni " uszczelniaja¬ cych.Powierzchnie robocze tego typu gniazd przyle¬ gaja do zawieradla na calej swojej szerokosci.Aby ten kontakt byl prawidlowy — z umiarko¬ wanym dociskiem wstepnym — wszystkie wspól¬ pracujace z soba detale (kadlub, zawieradlo i oba gniazda) musza byc wykonane bardzo precyzyjnie.Dobra szczelnosc jest wiec okupiona w tym przy¬ padku wysokim kosztem produkcji.Niektóre znane rozwiazania omijaja opisana przeszkode w ten sposób, ze jedno gniazdo umie¬ szczaja w gwintowanym pierscieniu, którym po¬ przez obrót mozna regulowac sile nacisku gniazda na zawieradlo. Regulacja taka mozliwa jest jednak tylko na zaworze wymontowanym z instalacji, co polaczone jest z jej postojem.Znane sa równiez konstrukcje zaworów kulo¬ wych, w których jako gniazda zastosowane zo- 10 15 20 25 so staly standartowe pierscienie uszczelniajace o przekroju okraglym, z reguly gumowe. Na sku¬ tek duzej elastycznosci tego materialu, zgniot pierscieni zapewniajacy szczelnosc zamkniecia nie musi byc zbyt duzy. Niestety wytrzymalosc ciepl¬ na pierscieni gumowych nie jest wysoka i zawo¬ ry z gniazdami takiej konstrukcji moga byc sto¬ sowane wylacznie do zimnych czynników, co bar¬ dzo ogranicza zakres ich stosowania.Zawory kulowe wyposazone w gniazda sklada¬ jace sie z metalowej oprawki i elastycznego pier¬ scienia uszczelniajacego, wykonanego na przyklad z policzterofluoroetylenu maja ta dodatkowa wade w stosunku do gniazd opisanych poprzednio, ze oprawka spelniajaca równiez role pierscienia uszczelniajacego — na skutek tego, ze jest nie¬ scisliwa — eliminuje z pracy znajdujacy sie w niej pierscien z tworzywa elastycznego.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad i niedogodnosci, a w szczególnosci uproszcze¬ nie konstrukcji przy jednoczesnej poprawie takich walorów eksploatacyjnych jak: dobra szczelnosc, duza niezawodnosc i zywotnosc oraz latwa obsluga.Cel ten zostal osiagniety dzieki zastosowaniu gniazd, w których powierzchnie robocze, umie¬ szczone na dwóch pierscieniach, skladaja sie z dwóch koncentrycznych, pierscieniowych stref uszczelniajacych. Strefy wewnetrzne w obu gnia¬ zdach obejmuja kule zawieradla z minimalnym luzem i stanowia dla niej pewien rodzaj ulozy- «34013 03401 4 skowania, a strefy zewnetrzne stanowia wlasciwe powierzchnie uszczelniajace zamkniecie zaworu kulowego. W zaworze otwartym oraz w zaworze zamknietym, nieobciazonym róznice cisnien, do ku¬ li zawieradla przylegaja oba gniazda tylko na swym zewnetrznym obwodzie. W tym przypadku profil zewnetrznej strefy uszczelniajacej tworzy z kula klinowa szczeline o przekroju rosnacym w kierunku strefy wewnetrznej.Na skutek tego, ze zewnetrzna strefa robocza gniazd jest elastyczna i odpowiednio uksztaltowa¬ na, obszar kontaktu zawieradla z gniazdem moze sie zmieniac. Bosnie on wraz ze wzrostem nacisku zawieradla na gniazdo. Wewnetrzna strefa robo¬ cza gniazda dochodzi do kontaktu z zawieradlem dopiero przy maksymalnym nacisku. Sila wzajem¬ nego docisku zawieradla i gniazda regulowana jest samoczynnie cisnieniem czynnika. Poza parciem na zawieradlo, cisnienie dziala równiez z odwrot¬ nej strony — napiera na elastyczny zewnetrzny brzeg gniazda i wspomaga jego sprezysty docisk do powierzchni zawieradla.Jak z powyzszego wynika kazda z dwu stref roboczych gniazda spelnia inne zadania i ma inne wlasnosci fizyczne, skutkiem czego gniazdo podzie¬ lone jest na dwa pierscienie, z których zewnetrz¬ ny musi byc wykonany z materialu elastycznego na przyklad z policzterofluoroetylenu, a wewnetrz¬ ny moze byc wykonany z materialu sztywnego, na przyklad z brazu lub stali kwasoodpornej. Dla niektórych warunków pracy cale gniazdo moze byc wykonane z jednego materialu, przy czym podzial na strefy w zakresie uksztaltowania powierzchni uszczelniajacych pozostaje bez zmian.Dzieki zastosowaniu gniazd, w których powie¬ rzchnia robocza zostala podzielona na dwie stre¬ fy uszczelniajace, uzyskano szczelne zamkniecie zaworu kulowego, rgulowane samoczynnie cisnie- nim czynnika. Naciski zawieradla na gniazdo, a w slad za tym wielkosc oporu tarcia przy zamykaniu i otwieraniu nie jest tu zalezna od trudnych do opanowania i skontrolowania nacisków wstepnych — jak to ma miejsce w znanych zaworach kulo¬ wych — lecz jest poroporcjonalna do aktualnie pa¬ nujacej w zaworze róznicy cisnien. Gdy cisnienia przed i za zaworem, na przyklad przy otwieraniu, zaczynaja sie wyrównywac, opory tarcia miedzy zawieradlem i gniazdem natychmiast spadaja. Jest to bardzo korzystne zjawisko, przedluzajace zy¬ wotnosc zaworu i ulatwiajace jego obsluge.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór kulowy w przekroju wzdluznym, a fig. 2 — przykladowa konstrukcje i zasade dzialania gniazda uszczelniajacego.Oba gniazda uszczelniajace w zaworze kulowym sa takiej samej konstrukcji. Gniazdo przedstawione na rysunkach (fig. 1 i 2) ma dwie strefy robocze, rózniace sie miedzy soba wlasnosciami fizycznymi i funkcjonalnymi. W konsekwencji gniazdo podzie¬ lone jest na dwa koncentryczne, polaczone z soba pierscienie uszczelniajace 1 i 2. Pierscien wewne¬ trzny 1 wykonany moze byc z metalu, na przy¬ klad ze stali kwasoodpornej, a pierscien zewnetrz¬ ny 2 z tworzywa elastycznego, na przyklad z po¬ liczterofluoroetylenu.Pierscienie wewnetrzne 1 obu gniazd obejmuja kulowe zawieradlo 3 od strony wlotu 4 i wylotu 5 z pewnym nieduzym luzem i stanowia dla niego rodzaj ulozyskowania. Elastyczne pierscienie ze¬ wnetrzne 2 obejmuja zawieradlo 3 ze sprezystym dociskiem. Sprezysty docisk tych pierscieni 2 do zawieradla 3 jest rezultatem ich ksztaltu i fizycz¬ nych wlasciwosci tworzywa. Brzeg 6 pierscieni zewnetrznych 2 w stanie swobodnym odchylony jest w glab, to znaczy ku srodkowi przestrzeni przeznaczonej dla kulowego zawieradla 3. Po wmontowaniu zawieradla 3 do kadluba 7 zaworu, brzegi 6 zostaja odchylone przez zawieradlo 3 na zewnatrz i dzieki temu szczelnie przylegaja do je¬ go kulistej powierzchni. Wynikiem takiej kon¬ strukcji gniazd uszczelniajacych jest samoczynne doszczelnienie zawieradla 3 w zaworze. W stanie zamknietym cisnienie czynnika dociska kulowe za¬ wieradlo 3 do gniazda po stronie wylotu 5 zawo¬ ru. Zawieradlo 3 przyjmuje polozenie skrajne 8.Jednoczesnie po stronie wlotu 4 zawieradlo 3 przechodzi w polozenie dosrodkowe 9.W przestrzeni 10 wewnatrz kadluba 7 panuje takie samo cisnienie jak w przestrzeni na wlocie 4 do zaworu. Wyrównanie tych cisnien nastepuje w trakcie zamykania zaworu. Róznica cisnien istniejaca miedzy przestrzenia wnetrza 10 a prze¬ strzenia wylotu 5 wzmacnia szczelnosc zamknie¬ cia poprzez docisk brzegu 6 pierscienia zewnetrz¬ nego 2 do zawieradla 3. W zaworze otwartym oraz w zaworze zamknietym, lecz nie obciazonym róz¬ nica cisnien, zawieradlo 3 zajmuje dokladnie srod¬ kowe polozenie miedzy gniazdami uszczelniajacy¬ mi, skladajacymi sie z pierscieni 1 i 2, przy czym brzegi 6 pierscieni zewnetrznych 2 stale przyle¬ gaja do zawieradla 3.W przedstawionym rozwiazaniu (fig. 2), gniazdo sklada sie z pierscienia 1 oraz 2, polaczonych trwale w jedna calosc. Gniazdo skladajace sie z dwóch pierscieni, wewnetrznego 1 i zewnetrznego 2 moze byc wykonane równiez w odmianie (fig. 1) rozbieralnej. Dalsza odmiana przewiduje wy¬ konanie obydwu pierscieni, to jest pierscienia 1 oraz 2 z tego samego tworzywa w postaci nieroz¬ bieralnej. We wszystkich trzech wykonaniach zo¬ staje zachowany podzial na dwie strefy uszczel¬ niajace, z wlasciwym uksztaltowaniem powierzchni roboczych.Kazda sposród opisanych trzech odmian wyko¬ nania gniazd uszczelniajacych zaworu, znajduje wlasciwe zastosowanie w zaleznosci od parametrów pracy (cisnienie, temperatura), rodzaju przeply¬ wajacego czynnika i jego stopnia agresywnosci chemicznej oraz szczególowego rozwiazania kon¬ strukcyjnego i materialowego zaworu, a zwlaszcza jego kadluba 7. W przypadku zaworów do czyn¬ ników o wysokiej agresywnosci chemicznej, ich kadluby 7 wykonywane sa na przyklad ze stali lub staliwa kwasoodpornego. Pierscienie wewne¬ trzne 1 wytoczyc mozna wówczas wprost w ka¬ dlubie 7. W tym przypadku gniazdo bedzie mialo postac rozbieralna. 10 15 20 25 80 85 40 45 50 55 605 63401 6 Zawory z gniazdami wedlug wynalazku dzieki znacznej przystosowalnosci do róznorodnych wa¬ runków pracy oraz duzej zywotnosci i latwej ob¬ sludze nadaja sie szczególnie dobrze do pracy w przemysle chemicznym, petrochemicznym, gazo¬ wniczym, spozywczym i innych. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Zawór kulowy, przeznaczony do odcinania przeplywu cieczy, gazów i innych czynników w rurociagach, wyposazony w jedna pare gniazd, z których kazde sklada sie z dwóch pierscieni ulo¬ zonych koncentrycznie, znamienny tym, ze oba pierscienie stanowia funkcjonalna calosc, przy czym pierscien zewnetrzny (2) swym zewnetrznym Fig.l brzegiem <6) przylega sprezyscie do kulistej po¬ wierzchni zawieradla (3) i osadzony jest na pier¬ scieniu wewnetrznym (1).

2. Zawór kulowy wedlug zastrz. 1, znamienny 5 tym, ze powierzchnia uszczelniajaca na pierscieniu zewnetrznym (2) — przy zawieradle nieobciazo- nym róznica cisnien — tworzy z kulista powierz¬ chnia zawieradla szczeline klinowa, powiekszajaca sie w kierunku pierscienia wewnetrznego (1) i 0 przechodzaca w szczelinne równolegla na tym pierscieniu.

3. Zawór kulowy wedlug zastrz. 1 i 2, znamien¬ ny tym, ze pierscienie (1 i 2) tworzace gniazdo sa wykonane z dwóch róznych, badz z jednego - i tego samego materialu.KI. 47 g1, 5/06 63401 MKP F 16 k, 5/06 Fig. 2 W.D.Kart. C/408/71 320, A4 PL PL