Pneumatyczne lub hydrauliczne urzadzenie do zamykania i otwierania przewodów rurowych Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczne lub hydrauliczne urzadzenie do zamykania i otwiera¬ nia przewodów rurowych.W technice zamykania i otwierania przewodów rurowych i innych znane sa i stosowane zawory przeponowe obciazone sprezynowo. Sila zamykaja¬ ca pochodzi przy tym od sprezyny lub przepony.W przypadku duzych przekrojów przeplywowych rur i duzych cisnien przeplywajacego czynnika urzadzenie ma jednak zbyt duze rozmiary i duze zapotrzebowanie energii do jego sterowania.Jednak w technice sterowania wymiary takich organów zamykajacych i otwierajacych stanowia najwazniejszy warunek ich stosowalnosci.Pneumatyczne urzadzenie wedlug wynalazku sta¬ nowi rozwiazanie korzystne w stosunku do wszy¬ stkich znanych rozwiazan.Celem wynalazku jest stworzenie pneumatyczne¬ go lub hydraulicznego urzadzenia do izamykania i otwierania przewodów rurowych, posiadajacego duze zalety w stosunku do wszystkich znanych rozwiazan. Zalety te sprowadzaja sie glównie do zmniejszenia poboru energii i wymiarów urzadze¬ nia.Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie pneu¬ matycznego lub hydraulicznego urzadzenia do za¬ mykania i otwierania przewodów rurowych, w którym potrzebna sila podnoszenia organu zamy¬ kajacego uzyskiwana jest za pomoca zaworu, ko¬ rzystnie zaworu z magnesem itorwalym, przy czym 10 15 20 25 30 2 zawór ten zaopatrzony jest w pneumatyczne urza¬ dzenie, nastawialne na dzialanie róznicy cisnien i sily sprezyny lub tylko róznicy cisnien, a sila zamykania wytwarzana jest przez magnes trwaly.Zadanie to zostalo rozwiazane wedlug wynalazku przez skonstruowanie pneumatycznego lub hydrau¬ licznego urzadzenia do zamykania i otwierania przewodów rurowych, które zawiera obudowe, gniazdo zaworu i grzybek zamykajacy, przy czym przestrzen ograniczona dolna obudowa i górna pokrywa, za pomoca wytwarzajacej sile przegrody, na przyklad za pomoca przepony, tloka lub kulki, podzielona jest na dwie czesci, z których jedna lub dwie sa przestrzeniami zamknietymi, zaopat¬ rzonymi w jeden lub wiecej otworów wlotowych, a grzybek zamykajacy i element przegradzajacy sa polaczone z trzpieniem zaworu, zawiera urzadzenie magnetyczne, zlozone z jarzma i korpusu magne¬ tycznego, na przyklad magnesu trwalego, przy czym jedna czesc tego urzadzenia na przyklad jarzmo, przylaczone jest do elementu przegradzajacego, a druga czesc, na przyklad magnes trwaly, przy¬ mocowana jest do dolnej obudowy lub do pokry¬ wy.Zalety rozwiazania wedlug wynalazku sa naste¬ pujace.Dla przebiegu zamykania zaworu charaktery¬ styczne jest, ze przy zblizaniu grzyfbka do gniazda, wraz ze zmniejszaniem sie odleglosci, sila potrzeb¬ na do zamykania zmienia sie nieliniowo. Pomimo3 tego, ze sila zamykania dostarczana jest przez mag¬ nes, a charakterystyka magnesu nic jest liniowa, magnes moze latwo .wytwarzac potrzebna sile za¬ mykania, jednak tym bardziej trudne jest wyko¬ nanie podniesienia. Gdy sila zamykania wywierana jest przez sprezyne, wówczas w sprezynie sluzacej do zamykania nagromadzona jest ilosc energii znacznie wieksza od ilosci uzasadnionej skokiem pomiedzy grzybkiem zamykajacym a gniazdem, przy czym energia ta *przy zblizaniu grzybka do gniazda w czasie zamykania zaworu maleje linio¬ wo. Przy otwieraniu energia sprezyny wzrasta za¬ czynajac od poziomu odpowiadajacego zamknieciu zaworu. Przy otwieraniu, w przypadku zastosowa- nia magnesu, trzeba natomiast wytworzyc maksy¬ malna sile zamykania przewodu.Zadanie osiagniecia potrzebnej sily otwierania rozwiazano wedlug wynalazku przez zastosowanie zaworu przeponowego pneumatycznego, obciazone¬ go sprezyna.Zamykanie organu zamykajacego rozwiazano wedlug wynalazku przez zastosowanie zaworu za¬ opatrzonego w magnes trwaly z urzadzeniem pneu¬ matycznym nastawianym przez róznice cisnien i sile sprezyny, przy czyim sila zamykania wytwa¬ rzana jest przez magnes trwaly.Zaleta wynikajaca z tego, ze podnoszenie na¬ stepuje pneumatycznie, a zamykanie zawsze tylko na drodze magnetycznej, jest jeszcze zwiekszona, gdy sila zamykajaca magnes jest za pomoca malej energii sterujacej zniesiona luib wytworzona na nowo. Konieczne jest do tego zastosowanie jedno¬ stronnie oddzialywujacego obwodu magnetycznego.W takim przypadku, przy otwieraniu, zamiast kom¬ pensowania sily zamykajacej sila otwierajaca, czyli zamiast wytwarzania energii otwierania rów¬ nej energii zamykania, potrzeba wytworzyc jedynie energie sterowania. Powoduje to dalsze zmniejsze¬ nie poboru energii czyli dalsze zmniejszenie wy¬ miarów urzadzenia.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przy¬ kladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie wedlug wynalazku, a fig. 2a — 2c — wykresy dzialania znanych urzadzen i urzadzenia wedlug wynalazku.Do wbudowanego w korpus zaworu 1 gniazda 2 przylega grzybek 3 zamykajac przez to gniazdo 2.Grzylbek 3 osadzony jest na trzpieniu 4 zaworu.Trzpien 4 przechodzi przez osadzona w korpusie 1 dlawnice 5 i przez dlawnice 7 osadzona w obu¬ dowie 8. Trzpien 4 przymocowany jest do rucho¬ mej przepony 10, przy czym do przepony 10 przy¬ mocowane jest ponadto jarzmo 14, zamykajace strumien magnetyczny magnesu 13. Jarzmo 14 ob¬ ciazone jest za pomoca sprezyny 12, umieszczonej w pokrywie 1L Obudowa 8 magnesu i polaczona z nia pokrywa 11, jak równiez osadzone w nich elementy, sa polaczone w jeden konstrukcyjny ze¬ spól z korpusem 1 przez lacznik 6. W obudowie 8 cisnienie pod przepona 10 zwiekszone jest za po¬ moca krócca wlotowego 9. Przepona 10 pod wply¬ wem dzialania cisnienia wywiera sile na jarzmo 14 i sprezyne 12. Gdy sila ta osiagnie zadana wartosc, wówczas wraz z przepona 10 przesuwa 539 4 sie trzpien 4 jak równiez przymocowany do niego grzybek 3, który otwiera gniazdo 2. Przy obnize¬ niu sie cisnienia ponizej okreslonej wartosci zawór zamyka sie. Sprezyna 12 powoduje wówczas ruch 5 jarzma 14, na który magnes 13 oddzialywuje sila •zmieniajaca sie wedlug funkcji kwadratowej, w kierunku zamykania i jarzmo 14 porusza sie tak dlugo w kierunku zamykania, zabierajac ze soba elementy 10, 4 i 3, az grzybek 3 zamknie gniazdo io zaworu.W konstrukcji wedlug wynalazku zamiast mag¬ nesu mozna równiez zastosowac elektromagnes.Zastosowanie sprezyny równiez nie jest bezwa¬ runkowo konieczne. Równie dobrze mozna zasto- 15 sowac magnes trwaly lub elektromagnes, jednak przy zastosowaniu elektromagnesu nie mozna liczyc na to, ze urzadzenie bedzie calkowicie zabezpieczo¬ ne przed ekspilozja.Nalezy ponadto zwrócic uwage na to, ze kon- 20 strukcja wedlug wynalazku moze byc utworzona przez odmienne od opisanego zestawienia zastoso¬ wanych elementów, a mianowicie takie, ze dzia¬ lanie wzrostu cisnienia sterujacego odwrotne niz w podanym przykladzie, nie otwiera lecz zamyka 25 zawór. Ponadto konstrukcja moze byc tak utwo¬ rzona, ze zarówno zamykanie jak i otwieranie uru¬ chamiane jest przez wzrost cisnienia sterujacego.W takim przypadku równiez przewidziana jest obudowa z elementem sterujacym odpowiadajacym on elementowi 9.Na wykresach p oznacza kierunek cisnienia, x— przesuniecia, t — sile, Z — potrzebna sile zamy¬ kania, X — potrzebne przesuniecie otwierania a Flf F2, F8, A, B, C, M — powierzchnie lezace pod krzywa.Wykres z fig. 2a przedstawia zaleznosc pracy sprezyny i przepony znanego, pneumatycznego, ob¬ ciazonego sprezyna zaworu przeponowego. Pobór energii wzglednie potrzebna powierzchnia przepo¬ ny okreslona jest przez sume powierzchni Fx+ -hA+B.Wykres z fig. 2b przedstawia zaleznosc pracy sprezyny i przepony w zaworze pneumatyczno- ^ -magnetycznym. Pobór energii wzglednie powie¬ rzchnia przepony sa okreslone przez powierzchnie F2+M+B.Wykres z fig. 2c przedstawia zaleznosc pracy magnesu, sprezyny i przepony, przy czym w tym 50 przypadku energia magnetyczna spelnia funkcje sterowania. Niezbedna energia lub potrzebna po¬ wierzchnia przepony okreslone sa przez powierz¬ chnie F8+B+C.Z wykresów wynika, ze istnieja nastepujace za- 55 leznosci Fj+A+B F2+M + B F8+C+B czyli, ze organ wykonawczy o tej samej wydajnosci, w przy¬ padku zastosowania rozwiazania bedacego przed¬ miotem niniejszego wynalazku, mozna wytworzyc jako znacznie mniejszy niz dotychczas znane. 60 PL