SK8477Y1 - Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom - Google Patents

Abstract

Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom pozostáva z puzdra (1) prijímacej časti obsahujúceho pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku (19) a pomocného čelného tesniaceho prvku (20) usadený prijímací guľový uzatvárací člen (6) vybavený valcovým prietokovým otvorom (7) a sférickým vybratím (8), a puzdra (2) zásuvnej časti obsahujúceho pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku (19) a prechodného čelného tesniaceho prvku (21) usadený zásuvný guľový uzatvárací člen (9) s prietokovým otvorom so sférickým rozšírením (10), pričom puzdro (1) prijímacej časti a puzdro (2) zásuvnej časti sú vybavené vzájomným rozoberateľným spojom (24) a pripojovacími armatúrami (3) a kontakt pomocného čelného tesniaceho prvku (20) a prechodného čelného tesniaceho prvku (21) je vybavený tesnením spoja (22).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka koncepcie rozoberateľného uzatvárateľného spojenia hadíc a potrubí obsahujúcich pracovné médium

Doterajší stav techniky

Potrubné a hadicové systémy, ktoré vedú (prepravujú) kvapalné alebo plynné médium, môže byť potrebné rozobrať, respektíve rozdeliť z rôznych dôvodov. Pri jednej skupine systémov je to v prípade výmeny niektorej z častí (filter, ventil) systému (napr. mazacie a chladiace okruhy strojov), v prípade kompresorových chladiacich alebo ohrevných systémov pracujúcich s organickou pracovnou látkou pod tlakom je to pri inštalácii, modifikácii alebo demontáži systému a v prípade transportu tekutín je to pri manipulácii s nimi medzi jednotlivými pracovnými bodmi. Charakter uvedených činností súvisí s potrebou jednorazového, občasného alebo častého rozdelenia potrubného/hadicového systému. Z pohľadu charakteru uvedených činností je žiaduce, ak môže tekuté médium zotrvať v systéme a nie je potrubné ho čiastočne alebo úplne vypustiť a teda nedôjde k zavzdušneniu časti potrubia/hadice alebo ich spojenia. Významné to môže byť v prípade plynov alebo ľahko prchavých kvapalín, zvlášť ak sa nachádzajú v stave, kedy sú pod tlakom Vpripade stlačeného vzduchu (pripadne distribúcie vody) sú rozoberateľné spoje riešené najčastejšie rýchlospojkami, technické stvárnenie ktorých je opísané napríklad v dokumentoch US3404705A a US8177760 s uzatváracím členom zachovávajúcim pretlak v jednej - tlakovej vetve, pripadne v oboch vetvách, ako je uvedené v dokumente US3336944A. Pri spájaní a rozpájaní takéhoto spojenia dochádza k čiastočnému úniku určitého objemu vzduchu zo systému do okolia (v závislosti od objemu priestoru, medzi jednotlivými uzatváracími členmi v spoji a pretlaku média proti okolitému prostrediu). V prípade vzduchu je tento objem z pohľadu úniku do prostredia, ako aj poklesu tlaku v sústave irelevantný. V prípade chladív, mazív, palív, plynov a podobných látok je takýto únik aj malého objemu do okolitého prostredia nežiaduci, rovnako ako zavzdušnenie okruhu pri spájaní jednotlivých úsekov potrubí/hadíc, kedy by sa objem vzduchu zpriestoru medzi uzatváracími členmi na koncoch oboch spájaných vetiev dostal do potrubného systému, čím by došlo kjeho zavzdušneniu, poklesu tlaku v sústave alebo zníženiu koncentrácie pracovnej látky (plynu).

Sú známe technické riešenia rozoberateľných uzatvárateľných spojení hadíc určených na koľajové vozidlá, ako je napríklad v dokumente US 631688 A opísaný systém z roku 1899 alebo riešenie zverejnené v dokumente US2493271A z roku 1955 využívajúce guľový uzatvárací člen. Z pohľadu konštrukcie samotných ventilov s guľovým uzatváracím členom existujú viaceré technické riešenia postavené na základnej platforme guľového ventilu, ktoré sú zverejnené napríklad v dokumentoch US 2890856 A a US3157190A. Technické riešenie zverejnené v dokumente US 4020864 A opisuje modifikovanú podobu guľového ventilu s prídavným tesnením Kombinácia guľového ventilu so spojovacím potrubným prvkom je zverejnená v dokumente US8814137B2, pričom guľový ventil uzatvára jednu potrubnú vetvu. V dokumente US9140410B2 je opísané technické riešenie guľového ventilu s dvojicou guľových uzatváracích členov. V dokumente US5332001A je opísané technické riešenie ventilového spoja využívajúce bajonetové spojenie oboch vetiev potrubia, pričom každá z nich je vybavená jedným guľovým ventilom, pričom guľové uzatváracie členy sa neprekrývajú.

V dokumente W02010092395A1 je opísaný ventilový spoj so sférickými uzatváracími členmi na využitie v oblasti vypúšťania a regulácie prietoku práškov, kvapalín a kalov. Každá ventilová časť obsahuje vlastné puzdro, sedlo ventilu a uzatvárací člen ventilu, ktorý je pohyblivý medzi dvoma polohami. Uvedené technické riešenia nezabezpečujú to, aby sa potrubím/hadicou prepracovaná tekutina nedostala medzi jednotlivé tesniace plochy v stave, kedy sú ventily v otvorenej polohe. Koncepcie s vetvením prietokových kanálov v guľovom uzatváracom člene nie sú hydraulicky hladké a nie sú vhodné na trvalú prevádzku tam, kde sa vyžaduje minimálna čerpacia práca, respektíve minimálny hydraulický odpor.

Podstata technického riešenia

Niektoré uvedené nedostatky odstraňuje a nové možnosti použitia prináša navrhnutý komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom, ktorý pozostáva z dvoch častí - prijímacej a zásuvnej, zapadajúcich do seba v jednej určenej polohe prostredníctvom dvojice vybratí a výstupkov. Každá časť obsahuje rozoberateľné puzdro, ktoré je z jednej strany uspôsobené na pripojenie k hadici alebo potrubiu. Puzdrá sú rozoberateľné z dôvodu osadenia konštrukčných prvkov pri kompletizácii komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom, respektíve v prípade potreby servisného zásahu do jeho konštrukcie.

V oboch puzdrách sa nachádzajú guľové uzatváracie členy s rovnakým priemerom, z ktorých guľový uzatvárací člen nachádzajúci sa v prijímacej časti obsahuje prietokový otvor valcového tvaru, ktorého pozdĺžna os je kolmá na os otáčania guľového uzatváracieho člena a jedno sférické vybratie, ktorého os súmernosti je

S K 8477 ΥΙ kolmá na pozdĺžnu os prietokového otvoru aj os otáčania guľového uzatváracieho člena. Sférické vybratie zodpovedá svojimi rozmermi veľkosti guľového uzatváracieho člena v zásuvnej časti puzdra a hĺbky jeho prieniku do guľového uzatváracieho člena prijímacej časti. Osi otáčania oboch guľových uzatváracích členov komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom v zostavenom (spojenom) stave sú v menšej vzdialenosti, ako je priemer guľového uzatváracieho člena. Guľový uzatvárací člen v zásuvnej časti puzdra obsahuje prietokový otvor valcového tvaru, na jednej strane vybavený sférickým rozšírením rovnakých rozmerov, ako v prípade sférického vybratia uzatváracieho člena v prijímacej časti puzdra. Pozdĺžna os prietokového otvoru je kolmá na os otáčania guľového uzatváracieho člena. Sférické vybratie a sférické rozšírenie, ktorými sú vybavené guľové uzatváracie členy, ak sú v polohe, kedy je ich os súmernosti zhodná s pozdĺžnou osou celého komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom, umožňujú otáčanie komplementárneho guľového uzatváracieho člena. Guľové uzatváracie členy sú v puzdrách usadené pomocou sedlových tesniacich prvkov vyhotovených zteflonu. Zadné sedlové tesniace prvky sú v oboch častiach komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom rovnaké. Čelné sedlové tesniace prvky sú pre obe časti rôzne (asymetrický spoj). Jeden - prechodný čelný sedlový tesniaci prvok prilieha na dosadacie plochy oboch guľových uzatváracích členov. Druhý - pomocný čelný sedlový tesniaci prvok prilieha len k jednému guľovému uzatváraciemu členu. Vo vrchnej časti guľového uzatváracieho člena sa nachádza otvor, ktorého spodná časť je štvorcového prierezu a vrchná, rozšírená časť kruhového prierezu. V otvore je zasunuté ovládacie vreteno, obsahujúce šesťhranný otvor (otvor v tvare šesťbokého hranola), na zasunutie kľúča s vonkajším šesťhranom, resp. ovládacej páky. Ovládacie vreteno je ku guľovému uzatváraciemu členu priskrutkované zapustenou skrutkou s metrickým závitom Ovládacie vreteno prechádza otvorom v puzdre, pričom je utesnené pomocou vonkajšieho a vnútorného tesniaceho krúžku. Ovládacie vreteno môže obsahovať výstupok, ktorý zapadá do štvrťkruhového vybratia, prostredníctvom čoho je vymedzený rozsah pohybu pri otáčaní vretenom a teda aj rozsah pohybu guľového uzatváracieho člena. Kontaktná plocha čelného sedlového tesniaceho prvku a pomocného sedlového tesniaceho prvku musí byť vybavená tesnením spoja (jeho úlohou je zabrániť úniku tekutiny cez kontaktnú plochu počas prechodu guľových uzatváracích členov z krajných prevádzkových polôh, ktoré predstavujú stavy - úplne otvorený a úplne uzavretý guľový uzatvárací člen), ktorým môže byť v drážke uložený elastický tesniaci krúžok, alebo sú ním sférické tvarovania samotných kontaktných plôch. Mechanické spojenie oboch častí komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom môže byť zabezpečené závitovým spojom s prievlečnou maticou, štandardným závitovým spojom, bajonetovým spojom s fixačnými prvkami v samotných puzdrách alebo bajonetovým spojom s prievlečným prstencom Puzdrá oboch častí komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom môžu byť vybavené rovnobežným vybratím alebo šesťhranom na nasadenie vidlicového kľúča pri skladaní a rozoberaní samotných puzdier (pri výrobe, resp. servisnom zásahu) alebo v prípade závitového spoja oboch častí komplementárneho ventilového spoja s prechodnýmtesniacimprvkom na realizáciu samotného spoja. V prípade veľkých nominálnych svetlostí potrubí, a tým aj rozmerov komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom môžu byť všetky spojenia riešené prírubovým spojom so skrutkami a maticami, v tom prípade puzdrá rovnobežnými vybratiami ani šesťhranmi vybavené nie sú.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom umožňuje rozoberať a opäť spájať okruhy naplnené pracovnou látkou (tekutinou) bez potreby jej vypúšťania, respektíve beztoho, aby došlok zavzdušneniu systému, poklesu tlaku v ňom alebo úniku pracovnej látky do okolia.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom obsahuje spoločný tesniaci prvok, ktorý zabezpečuje plnohodnotné utesnenie prietokového kanála tvoreného jednotlivými časťami komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom v otvorenej prevádzkovej polohe, analogické s funkciou a tesniacim účinkom sediel guľových ventilov.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom vytvára v otvorenej prevádzkovej polohe hydraulicky hladný prietokový kanál.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom má jednoduchú kompaktnú konštrukciu a je priestorovo úsporný.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom je možné /11 o to viť v rôznych veľkostiach analogicky s rozsahom použitia guľových ventilov.

Je výhodné, že komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom má ovládacie vretená zapustené do puzdier.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priložených výkresoch je na obr. 1 znázornený v čiastočnom reze izometrický pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a otvorenej polohe.

Na obr. 2 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine osí otáčania guľových uzatváracích členov pohľad

S K 8477 Υί na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a otvorenej polohe.

Na obr. 3 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine osí otáčania guľových uzatváracích členov pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a uzavretej polohe.

Na obr. 4 je znázornený v čiastočnom reze izometrický pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v rozpojenom stave a uzavretej polohe.

Na obr. 5 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine kolmej na osi otáčania guľových uzatváracích členov pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a otvorenej polohe.

Na obr. 6 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine kolmej na osi otáčania guľových uzatváracích členov pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a uzavretej polohe.

Na obr. 7 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine kolmej na osi otáčania guľových uzatváracích členov pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v rozloženom tvare.

Na obr. 8 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine kolmej na os valcového prietokového otvoru izometrický pohľad na guľový uzatvárací člen prijímacej časti komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom.

Na obr. 9 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine osi prietokového otvoru so sférickým rozšírením pohľad na guľový uzatvárací člen zásuvnej časti komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom.

Na obr. 10 je znázornený v pozdĺžnom reze v rovine kolmej na osi otáčania guľových uzatváracích členov pohľad na komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom v spojenom stave a otvorenej polohe.

Príkladý uskutočnenia

Príklad 1

Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom znázornený na obrázkoch 1 až 9 pozostáva z prijímacej časti a zásuvnej časti. Prijímacia časť aj zásuvná časť sa skladajú z rozoberateľných puzdier - puzdra 1 prijímacej časti a puzdra 2 zásuvnej časti, vyhotovených z mosadze alebo liatiny, vybavených na jednom konci pripojovacou armatúrou 3 (na montáž k hadici alebo potrubiu) a na druhom konci vybavených do seba zapadajúcimi výstupkami 4 a vybratiami 5. Puzdro 1 prijímacej časti obsahuje prijímací guľový uzatvárací člen 6 vybavený valcovým prietokovým otvorom 7 a sférickým vybratím 8. Puzdro 2 zásuvnej časti obsahuje zásuvný guľový uzatvárací člen 9 s prietokovým otvorom so sférickým rozšírením 10. Prijímací guľový uzatvárací člen 6 aj zásuvný guľový uzatvárací člen 9 sú vo svojej hornej časti vybavené stupňovitým vybratím 11, ktorého spodná časť má štvorhranný a vrchná kruhový prierez. V stupňovitom vybratí 11 je pomocou zapustenej skrutky 12 uchytené ovládacie vreteno 13 obsahujúce šesťhranný otvor 14 na zasunutie kľúča. Ovládacie vreteno 13 je v telese prijímacieho guľového uzatváracieho člena 6 a zásuvného guľového uzatváracieho člena 9 utesnené pomocou vnútorného tesniaceho krúžku 15. Ovládacie vreteno 13 prechádza puzdrom 1 prijímacej časti či puzdrom 2 zásuvnej časti, v ktorom je utesnené pomocou vonkajšieho tesniaceho krúžku 16. Ovládacie vreteno 13 je na vrchnej strane vybavené výstupkom 17, ktorý zapadá do štvrťkruhového vybratia 18 v puzdre 1 prijímacej časti či puzdre 2 zásuvnej časti. Prijímací guľový uzatvárací člen 6 je v puzdre 1 prijímacej časti usadený pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku 19 a pomocného čelného tesniaceho prvku 20, vyhotovených z teflonu. Zásuvný guľový uzatvárací člen 9 je v puzdre 2 zásuvnej časti usadený pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku 19 a prechodného čelného tesniaceho prvku 21 (vyhotovených z teflonu), ktorý v zostavenej (zloženej) polohe komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom zároveň prilieha k prijímaciemu guľovému uzatváraciemu členu 6. Na mieste kontaktu pomocného čelného tesniaceho prvku 20 a prechodného čelného tesniaceho prvku 21 sa nachádza tesnenie spoja 22, ktoré je vybavené elastickým tesniacim krúžkom 23 vyhotoveným z materiálu, ako je napríklad elastomér na báze kopolyméru akrylonitrilu a butadiénu. Puzdro 1 prijímacej časti a puzdro 2 zásuvnej časti sú na svojom širšom konci vybavené prvkami rozoberateľného spoja 24, ktorými sú prievlečná matica s vnútorným závitom (na puzdre prijímacej časti s osadením) zapadajúcim do vonkajšieho závitu (na puzdre zásuvnej časti).

Príklad 2

Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom znázornený na obrázku 10 je variantom komplementárneho ventilového spoja s prechodným tesniacim prvkom opísaného v príklade 1. Tesnenie spoja na mieste kontaktu pomocného čelného tesniaceho prvku 20 a prechodného čelného tesniaceho prvku 21 je vybavené sférickými kontaktnými plochami 25.

S K 8477 Υί

Priemyselná využiteľnosť

Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom je využiteľný vo všetkých technických aplikáciách, kde je potrebné, alebo môže byť výhodné, rozoberať a opäť spájať okruhy naplnené pracovnou 5 látkou (tekutinou) bez potreby jej vypúšťania, respektíve bez toho, aby došlo k zavzdušneniu systému, poklesu tlaku v ňom alebo úniku pracovnej látky do okolia. Ide predovšetkým o okruhy pracovnej látky chladiacich a klimatizačných sústav, tepelných čerpadiel, okruhov mazania strojov a zariadení na transport kvapalín a plynov.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z puzdra (1) prijímacej časti obsahujúceho pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku (19) a pomocného čelného tesniaceho prvku (20) usadený prijímací guľový uzatvárací člen (6) vybavený valcovým prietokovým otvorom (7) a sférickým vybratím (8), a puzdra (2) zásuvnej časti obsahujúceho pomocou zadného sedlového tesniaceho prvku (19) a prechodného čelného tesniaceho prvku (21) usadený zásuvný guľový uzatvárací člen (9) s prietokovým otvorom so sférickým rozšírením (10), pričom puzdro (1) prijímacej časti a puzdro (2) zásuvnej časti sú vybavené vzájomným rozoberateľným spojom (24) a pripojovacími armatúrami (3) a kontakt pomocného čelného tesniaceho prvku (20) a prechodného čelného tesniaceho prvku (21) je vybavený tesnenímspoja (22).
2. 2. Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tesnenie spoja (22) na mieste kontaktu pomocného čelného tesniaceho prvku (20) a prechodného čelného tesniaceho prvku (21) je vybavené elastickým tesniacim krúžkom (23) alebo sférickými kontaktnými plochami (25).
3. 3. Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prijímací guľový uzatvárací člen (6) a zásuvný guľový uzatvárací člen (9) sú vo svojej hornej časti vybavené stupňovitým vybratím (11), v ktorom je pomocou zapustenej skrutky (12) uchytené ovládacie vreteno (13) obsahujúce šesťhranný otvor(14).
4. 4. Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom podľa nároku 1, vy z n a č u júci sa tým, že puzdro (1) prijímacej časti a puzdro (2) zásuvnej časti sú vzájomne spojené rozoberateľným spojom (24), ktoiým môže byť závitový spoj, závitový spoj s prievlečnou maticou, bajonetový spoj alebo bajonetový spoj s prievlečným prstencom.
5. 5. Komplementárny ventilový spoj s prechodným tesniacim prvkom podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ovládacie vreteno (13) je utesnené pomocou vonkajšieho tesniaceho krúžku (16) a vnútorného tesniaceho krúžku (15).