PL96527B1 - Urzadzenie do uszczelniania walka w zaworach typu motylkowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do usz¬ czelniania walka w zaworach typu motylkowego, które posiadaja wymienna, prawie zupelnie sztyw¬ na wykladzine z tworzywa sztucznego podparta sprezyscie od strony koirpuisiu zaworu oraz tarcze motylkowa.Znane sa zawory motylkowe, w których glówna trudnosc stanowilo uszczelnienie walka napedza¬ jacego motylek i samego motylka. Wiekszosc za¬ worów motylkowych dziala na zasadzie stosowa¬ nia znacznego wcisku wystepujacego pomiedzy mo¬ tylkiem a wykladzina zaworu, co powoduje od¬ ksztalcenia wykladziny, gdy zawór zostaje zamk¬ niety. W rezultacie, kazda zmiana temperatury, cisnienia lufo polozenia motylka moze spowodowac 15 pikniecie uszczelki walka, co stwarza koniecznosc wykonywania uszczelnien, w tego typu zaworach z pierscieni elastycznych, samoustawnych dlawic i innych srodków mechanicznych.Celem wynalazku jest konstrukcja urzadzenia uszczelniajacego w zaworze motylkowym,, w której do wytworzenia dzialania uszczelniajacego dookola wialka tarczy motylkowej zaworu wykorzystuje sie cisnienie osrodka przeplywajacego przez zawór za¬ pewniajac ulepszone uszczelnienie walka za po¬ moca zastosowania kryzowej uszczelki umieszczo¬ nej w tulei posiadajacej kolnierze. Tuleja jest nie¬ zaleznym elementem luzno zamocowanym pomie¬ dzy walkiem a wykladzina zaworu, co uniemozli¬ wia pekniecie uszczelki przy promieniowej defor- macji wykladziny, gdy tarcza motylkowa znajdu¬ je sie w polozeniu zamknietym. W dodatku usz¬ czelka jest utrzymywana pomiedzy kolnierzem tu¬ lei a zewnetrzna powierzchnia wykladziny przez kierowany w dól w kierunku kolnierza nacisk, po¬ chodzacy od sprezystych elementów wspornych znajdujacych sie pod wykladzina i sile wywiera¬ na w kierunku przeciwnym, pochodzaca od wcis¬ kowego pasowania wykladziny i tarczy motylko¬ wej.Wedlug wynalazku urzadzenie uszczelniajace za¬ wiera zespól uszczelniajacy znajdujacy sie na mo¬ tylku zaworu, wystajacy przez otwór w wykladzi¬ nie. Zespól ten jest usytuowany wokól zewnetrz¬ nej srednicy walka i wystaje w kierunku promie¬ niowym, na zewnatrz motylka. Ponadto urzadzenie zawiera pierscien uszczelniajacy wspóldzialajacy z zespolem. Pierscien ma czesc pierscieniowa, któ¬ rej powierzchnia wewnetrzna wspólpracuje z zes¬ polem uszczeilniajacym, przy czym czesc pierscie¬ niowa pierscienia uszczelniajacego przechodzi przez otwór w wykladzinie. Pierscien posiada tez zew¬ netrzny kolnierz czolowy, polozony na zewnatrz, w kierunku promieniowym, nad ta czescia wykla¬ dziny, która otacza znajdujacy sie w wykladzinie otwór.Celem takiej konstrukcji urzadzenia uszczelnia¬ jacego jest umozliwienie liniowego ruchu wykla¬ dziny pod kolnierzem, gdy wykladzina jest od¬ ksztalcana przez motylek ustawiany w polozenie 9652796527 zamkniete przy równoczesnym utrzymaniu szczel¬ nosci dookola walka biegnacego przez tarcze mo¬ tylkowa. Stopien scisniecia sprezystego tworzywa sztucznego jest regulowany przez sztywne pier¬ scienie wsporcze zaprojektowane w ten sposób, ze wyliczony uprzednio nacisk wywierany przez sprezystosc tworzywa sztucznego i odksztalcenie wykladziny spowodowane wciskowym pasowaniem wykladziny z tarcza motylkowa nie wywoluje na¬ prezen znajdujacych sie powyzej granicy sprezy¬ stosci materialu w celu niedopuszczenia do ply- i0ecia materialu, co jest glówna przyczyna uszko¬ dzen uszczelnienia pomiedzy wykladzina a tarcza motylkowa. Uszczelnienie wedlug wynalazku jest zdolne do dzialania w szerokim zakresie zmian 15 cisnienia i tejuj^wii jJJTfc-y. ^ze^tm^ot wfyn&lazMu jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania nk rysunku, na fig. 1 przed¬ stawia zawórr m#ty^™wy zawierajacy urzadzenie usiczelnifila1^w^lugWynalazku w widoku z cze- 20 scMwym,Jraakwfelmwyiasniajacym istote wyna- lazKtC^iig. 2 — dolna polowe zaworu przedsta¬ wionego na fig. 1 przy zamknietym motylku, fig. 3 — zespól .uszczelniajacy walka pokazany jako powiekszony szczegól przekroju przedstawionego na fig. 1, fig. 4 — pierscien uszczelniajacy przed¬ stawiony na fig. 1 i fig. 3, w widoku aksono- metrycznym, w przekroju, fig. 5 — zespól uszczel¬ niajacy walka przedstawiony na fig. 1 i fig. 3 rozlozony na czesci, w przekroju.Na fig. 1 przedstawiono zawór motylkowy 10 zawierajacy rozwiazanie wedlug wynalazku. Czesc zaworu jest pokazana w przekroju w celu uzys¬ kania wiekszej przejrzystosci rysunku. Zawór mo¬ tylkowy 10 zawiera korpus 11 posiadajacy cylin¬ dryczny kanal przelotowy, w którym znajduja sie naprzeciwlegle otwory do zamocowania walka ob¬ rotowego. Konstrukcja korpusu zaworu jest kon¬ wencjonalna i moze skladac sie z jednej czesci, jak to przedstawiono na fig. 1, lub tez moze skla¬ dac sie z dwóch czesci dzielonych poziomo na sred¬ nicy korpusu. W cylindrycznym otworze korpusu 11 jest umieszczona wykladzina 13 z zywicy syn¬ tetycznej. W korzystnej postaci wynalazku wykla¬ dzina 13 jest wykonana z prawie zupelnie sztyw¬ nej zywicy fluoiropochodnej weglowodorów ze wzgledu na jej wysoka odpornosc na dzialanie korozyjnych plynów. Wykladzina 13 posiada czesc cylindryczna 13a przystosowana do zamontowa¬ nia w cylindrycznym otworze korpusu 11 zaworu oraz kolnierze 13b wystajace na zewnatrz od czes¬ ci cylindrycznej 13a. Wykladzina 13 zaworu przed¬ stawiona na fig. 1 i fig. 2 jest wciskana w korpus zaworu i dlatego zewnetrzna srednica kolnierzy koncowych 13b jest taka sama jak wewnetrzna 55 srednica korpusu 11.Sztywne, pierscieniowe elementy wsporcze ko¬ rzystnie skladaja sie z podzielonych pierscienio¬ wych segmentów 15 umieszczonych w cylindrycz¬ nym otworze pomiedzy korpusem zaworu a cylin¬ dryczna czescia wykladziny. Cylindryczna czesc 13a wykladziny i sztywne pierscienie wsporcze 15 po¬ siadaja naprzeciwlegle otwory ustawione w jednej linii z otworami na walek obrotowy, znajdujacymi sie w korpusie zaworu. Kazdy z pierscieni wspor- 45 50 60 czych 15 posiada wystepy dystansowe 15a two<- rzace kanal lub rowek do umieszczenia w nim sprezystych elementów wsporczych 17* Wystepy 15a uniemozliwiaja osiowe przesunie¬ cia sprezystych elementów wsporczych 17 wzgle¬ dem cylindrycznej czesci 13a wykladziny 13. W kazdym ze sprezystych elementów wsporczych 17 znajduje sie otwór, który jest ustawiany- wspól¬ osiowo z odpowiednimi otworami w wykladzinie 13 i sztywnych pierscieniach wsporczych 15, przez które przechodza czopy walka obrotowego. Spre¬ zyste elementy wsporcze sa korzystnie wykonane z elastycznego tworzywa sztucznego takiego jak na przyklad kauczuk silikonowy o twardosci od 50 do 60 stopni na skali twardosciomierza.Na fig. 1. i fig. 2 przedstawiono motylek 20, pokryty prawie sztywna zywica syntetyczna umie¬ szczony wewnatrz wykladziny 13 z zywicy synte¬ tycznej, pomiedzy umieszczonymi w jednej osi ot¬ worami w wykladzinie. Pokryty zywica motylek zawiera metalowy rdzen lub tarcze 21, która moze byc wykonana z kazdego metalu posiadaja¬ cego odpowiednia do wymagan wytrzymalosc.Okladzina 22 z zywicy syntetycznej jest nakla¬ dana na metalowa tarcze 21 w celu uzyskania od¬ powiedniej grubosci i korzystnych wymiarów. Mo¬ tylek 20 z nalozona okladzina jest pasowany wcis- kowo z pierscieniowa czescia 13a wykladziny 13.W jednej z postaci wynalazku zostalo to osiagniete przez nadanie rruotylkowi 20 srednicy o okolo 0,0016 milimetira wiekszej od wewnetrznej srednicy pier¬ scieniowej czesci 13a wykladziny 13.Jak to przedstawiono na fig. 1 obrót motylka 20 jest dokonywany za pomoca walka 24, który bieg¬ nie przez pokryta zywica tarcze motylkowa 21 i posiada kwadratowy przekrój. Walek 24 zakon¬ czony jest z jednej strony cylindrycznym czopem obrotowym 24a. Górna czesc kwadratowego walka 24 przechodzi przez dwie oddalone od siebie tuleje 26 o kwadratowym otworze wewnetrznym. Cy¬ lindryczne zewnetrzne powierzchnie tulei 26 sa umieszczone w tulejach 23 wykonanych z mate¬ rialu o malym wspólczynniku tarcia. Dolny czop obrotowy 24a jest umieszczony w lozysku 28 o ma¬ lym wspólczynniku tarcia.Jak to przedstawiono na fig. 1 pokryta zywica tarcza motylklowfa 21 posiada naprzeciwlegle, le¬ zace na jej srednicy w okolicy czopów walka, czopowe zakonczenia 20a o identycznej konstruk¬ cji, ustawione wspólosiowo z otworami w wykla¬ dzinie 13. Konstrukcja czopowych zakonczen 20a motylka 20 jest zupelnie jasno pokazania na fig. 3.Jak to mozna zobaczyc na fig. 3 i fig. 5 kazde czopowe zakionczenie 20a motylka 20 jest utworzo¬ ne z okladziny 22 z zywicy, która w korzystnej postaci wynalazku jest fluor©pochodna weglowo¬ dorów tak jak zywica, z której jest wykonana wykladzina 13. Czopowe zakonczenie 20a posiada uszczelnienie w ksztalcie dwóch umieszczonych osiowo kryz 20b biegnacych na obwodzie czopo¬ wego zakonczenia 20a. Zewnetrzna kryza 20b jest wyraznie przedstawiona na fig. 2. W korzystnej postaci wynalazku dolne powierzchnie kryz 20b sa poziome i równolegle do plaskich powierzchni 20d otaczajacych czopowe zakonczenie 20a, co przed-96527 6 stawiono na fig. 5. Górna powierzchnia kryz £0b jest usytuowana pod katem okolo 26 stopni w stosunku do poziomu.Wynika stad, ze kryzy 20b tworza uszczelki kli¬ nowe biegnace po obwodzie, dookola zakionczenia czopowego 20a motylka 20.Na fig. 1 i fig. 3 mozna zobaczyc, ze na kaz¬ dym zakonczeniu motylka 20 znajduja sie dwa pierscienie uszczednajace 25, wspólpracujace z kry¬ zami 20b, polozone dookola czopowego zakoncze¬ nia 20a motylka 20. Ksztalt pierscieni uszczelnia¬ jacych 25 jest najlepiej widoczny na fig. 4. Jak to przedstawiono na fig. 3tf pierscien uszczelnia¬ jacy 25 posiada czesc pierscieniowa 25a przecho¬ dzaca przez otwór w czesci pierscieniowej 13a wykladziny 13. Zewnetrzna czesc powierzchni wy¬ kladziny 13 w miejscu, w którym wykladzina ota¬ cza przeciwlegle otwory czopów jest plaska i oz¬ naczona jako powierzchnia 13c, wspólpracuje ona z dolna powierzchnia czolowego kolnierza 25b pierscienia uszczelniajacego 25. Wewnetrzny lub dolny koniec pierscienia uszczelniajacego 25 po¬ siada wzglednie krótki czolowy kolnierz 25c, który wspólpracuje z plaskim zakonczeniem 20d motyl¬ ka 20.Kryza 20b wspólpracuje z wewnetrzna powierz¬ chnia pierscieniowej czesci 25a pierscienia uszczel¬ niajacego 25 i tworzy dwuwarstwowe uszczelnie¬ nie pracujace wewnatrz kolnierzowej tulei czyli pierscienia uszczelniajacego 25. Plyn znajdujacy sie wewnatrz zaworu 10 dziala na kryzy uszczelniajace 20b powodujac dociskanie ich do powierzchni wo¬ kól walka, na którym jest zamocowany motylek 20, zapewniajac ulepszone uszczelnienie walka. Nale¬ zy zauwazyc, ze pierscien uszczelniajacy 25 jest niezaleznym elementem, luzno zamocowanym po¬ miedzy walkiem a wykladzina 13, co uniemozliwia pekniecie uszczelki przy promieniowej deformacji wykladziny 13, gdy motylek 20 znajduje sie w po¬ lozeniu zamknietym.Jiak to wynika z fig. 3 sprezysty element wspor- czy 17 zazebia sie z górna powierzchnia kolnierza 25b pierscienia uszczelniajacego 25. Szczelnosc po¬ miedzy kolnierzem 25b pierscienia uszczelniajace¬ go 25 i zewnetrzna powierzchnia 13c wykladziny 13 jest utrzymywana przez nacisk w dól, wywie¬ rany na kolnierz 25b przez sprezysty element wsporczy 17 i sile wywierana w kierunku prze¬ ciwnym, pochodzaca od wciskowego pasowania wy¬ kladziny 13 i motylka 20. Dalsza regulacja docisku w dól jest zapewniona przez wkladke dociskowa 27 pokazana na fig. 3, która jest umieszczona pomiedzy sztywnym pierscieniem wsporczym 15 i sprezystym elementem wsporczym 17. Wkladka do¬ ciskowa 27 jest korzystnie wykonana z zywicy flu- oropochodnej weglowodorów i posiada w srodku otwór na czop lub walek 24. Podobna wkladka dociskowa 27 jest umieszczona w dolnym koncu walka i przechodzi przez nia dolny czop obrotowy 24a, oo pokazano na fig. 1.Scisniecie sprezystego elementu wsporczego 17 jest regulowane za pomoca sztywnych pierscieni wsporczych 15, które sa zaprojektowane z takimi wymiarami, aby obliczony uprzednio nacisk po¬ chodzacy od sprezystego elementu wsporczego 17 i dzialania wywolanego wciskowym pasowaniem wykladziny 13 z motylkiem 20 nie Wywolywal na¬ prezen znajdujacych sie powyzej granicy sprezy¬ stosci materialu, w celu niedopuszczenia do ply¬ niecia materialu, co jest glówina przyczyna uszko¬ dzen uszczelnienia pomiedzy wykladzina a tarcza motylkowa. Z powyzszego wynika, ze przy opisa¬ nej konstrukcji uszczelnienia walka, wykladzina 13 moze przesuwac sie liniowo pod kolnierzem 25b pierscienia uszczelniajacego 25, gdy jest odksztal¬ cana przez motylek 20 ustawiony w polozenie zam¬ kniete przedstawione na fig. 2, a pomimo tego uszczelnienie utrzymuje szczelnosc przy walku mo¬ tylka 20. Uszczelnienie walka zbudowane wedlug wynalazku jest zdolne do pracy w szerokim za¬ kresie temperatur i cisnien oraz jest odporne na ich zmiany.Wynalazek zostal opisany w nawiazaniu do jego korzystnej postaci, w której wykladzina zaworu jest wykonana z zywicy bedacej fluoropochbdna weglowodorów tiaka jak ha przyklad teflon i po¬ siada znaczna grubosc. Jest jednak zrozumiale, ze nie stanowi to ograniczenia w konstrukcji i ma¬ terialach wykladzin zawbrów. Wynalazek odnosi sie równiez do wzglednie cienkich wykladzin z tworzyw sztucznych z podlozem z materialu spre¬ zystego lub podobnego albo tez sama wykladzina moze byc wykonana z materialu sprezystego, zwla¬ szcza w przypadkach w których plyn .przeplywaja¬ cy przez zawór nie jest korozyjny. Ulepszone usz¬ czelnienie walka wedlug wynalazku nie jest ogra¬ niczone wylacznie do stosowania w zaworach mo¬ tylkowych lecz moze byc stosowane tez w zawo¬ rach kulowych i podobnych, które posiadaja obro¬ towy grzybek zamykajacy umieszczony wewnatrz, korpusu zaworu, przedstawiony pomiedzy poloze¬ niem zamknietym i otwartym.Jest tez zrozumiale, ze tarcza motylkowa moze byc pokryta innym materialem niz zywica z ga¬ tunku fluoropochodna weglowodorów. Na przyklad moze to byc elastomer lub inne odpowiednie two¬ rzywo sztuczne.Uiszczelnienie w postaci kryz 20b utworzonych na motylku 20, jak to zostalo przedstawione* w innym przykladzie wykonania urzadzenia wedlug wyna¬ lazku moze byc uformowane na wewnetrznej po¬ wierzchni pierscienia uszczelnliajacego 25 i moze wtedy wspólpracowac z pierscieniowym wystepem 20a utworzonym na motylku 20. PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do uszczelniania walka w zaworach typu motylkowego posiadajacych korpus ze spre¬ zysta wykladzina, w której znajduje sie co naj¬ mniej jeden otwór, przez który przechodzi walek motylka usytuowanego wewnatrz wykladziny obro¬ towo pomiedzy polozeniem otwartym i zamknie¬ tym, znamienne tym, ze zawiera zespól uszczel¬ niajacy (20a) (20b) umieszczany na motylku (20) wystajacy przez otwór w wykladzinie (13), przy czym zespól (20a) (20b) usytuowany jest wokól ze¬ wnetrznej powierzchni walka (24) i wystaje w kierunku promieniowym, na zewnatrz motylka (20), 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60S6527 s oraz pierscien uszczelniajacy (25) wspóldzialajacy z zespolem (20a), (20b), posiadajacy czesc pierscie¬ niowa (25a), której powierzchnia wewnetrzna wspólpracuje z zespolem (20a), (20b), przy czym czesc pierscieniowa (25a) pierscienia uszczelniaja- 5 cego (25) przechodzi przez otwór w wykladzinie (13), a pierscien uszczelniajacy posiada zewnetrz¬ ny kolnierz czolowy (25b) wystajacy na zewnatirz, w kierunku promieniowym, nad czescia wykladzi¬ ny (13), która znajduje sie w bezposredniej blisko- io sci otworu w wykladzinie (13).
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zespól uszczelniajacy (2Qa), (20b) stanowi inte¬ gralna czesc razem z wykonana z tworzywa sztu¬ cznego okladzina (22) tarczy motylkowej (21), przy 15 czym tarcza motylkowa (21) i okladzina (22) sta¬ nowia motylek (20) zaworu.
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamien¬ ne tym, ze elementy zespolu uszczelniajacego (20a), 20 (20b) i pierscien uszczelniajacy (25) sa wykonane z zywicy bedacej fluoropochiodna weglowodorów.
4. 4. Urzadzenie wedlug zstrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze kolnierz (25b) pierscienia uszczelniajacego (25) posiada plaska powierzcjinie wspólpracujaca 25 z plaska powierzchnie wspólpracujaca z plaska powierzchnia wykladziny (13) otaczajaca otwór w wykladzinie (13).
5. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2,, znamienne tym, ze pierscieniowa czesc (25a) pierscienia usz- 30 czelniajacego (25) jest zakonczona czolowym kol¬ nierzem (25c) posiadajacym plaska powierzchnie, która wspólpracuje z plaska powierzchnia (20d) motylka (20).
6. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze wykladzina (13) posiada plaska powierzchnie otaczajaca otwór, która jest równolegla do plas¬ kiej powierzchni czolowego kolnierza (25c).
7. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 6, znamienne tym, ze ma sprezysty element wspprczy (17) umie¬ szczony pomiedzy korpusem (11) zaworu a zewne¬ trznym pierscieniem (25b), w celu umozliwienia przesuniecia pierscienia uszczelniajacego (25) w kie¬ runku osiowym w stosunku do walka/ (24).
8. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze pomiedzy sprezystym elementem wsporczym (17) a koirpusem (11) zaworu usytuowana jest wkladka dociskowa (27) otaczajaca walek (24).
9. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze umieszczone w kierunku osiowym., a wysta¬ jace promieniowo kryzy (20b) utworzone na usz¬ czelniajacym zakonczeniu czopowym (20a) stykaja sie z wewnetrzna cylindryczna powiierzchnia pier¬ scienia uszczelniajacego (25). ¦
10. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze umieszczone w kierunku osiowym^ a. wystepu¬ jace promieniowo kryzy utworzone na wewnetrz¬ nej, cylindrycznej powierzchni piersciemda uszczel¬ niajacego (25) stykaja sie z zewnetrzna powierz¬ chnia uszczelniajacego zakonczenia cziopowego (20a). i
11. 11. ll. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze umieszczone jest na przeciwleglych sobie kra¬ wedziach motylka (20), przy czym walek (24) prze¬ chodzi przez oba urzadzenia uszczelniajace.96527 rig. 1 PL