PL114943B1 - Throttle - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przepustnica do pracy w ukladach wysokiego cisnienia.

Znane sa przepustnice zawierajace klape zamo¬ cowana obrotowo w kanale korpusu przepustni- cy. W celu uszczelnienia klapy znajdujacej sie w pozycji 'zamknie:ej stosuje sie w znanych roz¬ wiazaniach sprezyste pierscienie uszczelniajace o przekroju okraglym umieszczone badz w rowku obwodowym wykonanym na obrzezu klapy, badz tez w, rowku znajdujacym sie w kanale korpusu przepustnicy. Pierscienie uszczelniajace znanego typu znajduja zastosowanie w ukladach niskiego cisnienia, natomiast w ukladach wysokiego ci¬ snienia sprawiaja klopoty przy sterowaniu prze¬ plywem.

Przy otwieraniu lub zamykaniu przepustnicy, duze róznice cisnien- wystepujace po obu stro¬ nach klapy powoduja wyrywanie pierscienia z rowka i zakleszczanie go miedzy klapa i scianka¬ mi kanalu. Próby rozwiazania powyzszego pro¬ blemu nie przyniosly rezultatu poniewaz nie uda¬ lo sie wyeliminowac calkowicie wyrywania pier¬ scienia z rowka, badz tez rozwiazania taikie byly zbyt kosztowne.

Znany jest z opisu patentowego RFN nr 2027775 pierscien uszczelniajacy, zawierajacy dwa odcinki obwodowe, rozdzielone cdcinlkaimi pierscieniowy¬ mi , zapewniajacymi uszczelnienie sworzni uszczel¬ nionego elementu. Odcinki obwodowe piescienia uszczelniajacego sa osadzone w obwodowym row¬ ku uszczelnianego elementu.

Celem wynalazku jest skonstruowanie prze¬ pustnicy, w której pierscien uszczelniajacy jest 5 uLrzymywarny w rowfcu w czasie 'Otwierania lub zamyfkania przepustnicy.

Cel ten zostal osiagniefty w rozwiazaniu prze¬ pustnicy, w której klapa zawiera urzadzenie pod¬ trzymujace, udeszitalfoowane jako zebra wspólpra- 10 cujace z odcinkami znanego pierscienia uszczel¬ niajacego dla przytrzymania pierscienia w rowku w czasie przeplywu cieczy przez przepustnice przy otwieraniu klapy oraz przy zamyikaniu klapy.

Zgodnie z korzystna cecha wynalaiztou szereg poosiowych zeber usytuowanych po jednej stronie klapy, jest rozmieszczonych obwcdowo na obrzezu odcinków klapy, zas szereg poosiowych zeiber jest usytuowanych po przeciwnej stronie klapy, przy czym kazde z zeber zawiera zewnetrzna po¬ wierzchnie wspólpracujaca z cdcinikami pierscie¬ nia uszczelniajacego w czasie zamykania lub otwierania pirzepustnicy. Korzystnie zebra sa rozmieszczone w równych odleglosciach wzgledem siebie. Kazde zebro ma dlugosc poosiowa wprost proporcjonalna do odleglosci zebra od osi obrotu klapy.

Zgodnie z korzystnym przyikladem wykonania wynalazflcu klapa ma ksztalt rowlkowanej czaszy kulistej, o czesci srodkowej, której uszczelniajaca powierzchnia przylgowa ma ksztalt toulisity. 15 20 114 943114 943 3 W rozwiazaniu przepustnicy wedlug wynalazku w korpusie przepustnicy znajduja sie otwory na sworznie, klapa posiada piasty, usytuowane po przeciwnych stronach, wewnetrzny roweik w ka¬ nale sklada sie z odcinków pierscieniowych ota¬ czajacych otwory oraz odcinków obwodowych laczacych odcinki pierscieniowe, zas znany pier¬ scien uszczelniajacy umieszczony w rowku ma jednolita budowe i "zawiera szereg odcinków pier¬ scieniowych polaczonych odcinkami obwodowymi pierscienia i tak rozmieszczonych wzgledem od¬ cinka rowka, ze uszczelniaja czolo piast we polozeniach przy obrocie klapy. ficMfctgif fcCloii piast maja kszltalt kulisty, a pierscieniowego rowka ma kulisty i jJst usytuowane koncentrycznie < liajacego sa scisniete pomiedzy piast a rniem odcinka pierscieniowego rowka.

Praedimioifc wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przepusitnice w przekroju, fig. 2 — przepusitnica w widoku z góry, fig. 3 — przepusitnica w przekroju poprzecznym, fig. 4 — pierscien uszczelniajacy, fig. 5 — inny przyklad wykonania klapy przepustmicy, fig. 6 — inny przyklad wykonania klapy przepustnicy w widoku z góry.

Pirzieipustnica 10 pokazana na fig. 1—4 zawiera korpus 12 z cylindrycznym kanalem 14, który okresla wydatek przeplywu przez korpus 12. Kor¬ pus 12 moze byc zakonczony kolnierzami umozli- wiajacymi polaczenie z/przewodami rurowymi.

Klapa 16 zamocowana obrotowo w kanale 14 zamyka przeplyw plynu. Klapa zawiera piasty 18, 20, usytuowane po przeciwnych stronach, wspólosiowo z otworami 22, 24 w korpusie 12.

Piasta 18 ma cylindryczne 'wyciecie 26, w które wchodzi jeden koniec sworznia 28. Drugi koniec sworznia jest zamocowany do korpusu 12 w otwo¬ rze 22 przy pomocy kolka 30. Piasta 20 ma wy¬ ciecia 32, w które wchodzi jeden koniec sworznia 34. Drugi koniec sworznia jest zamocowany do korpusu w otworze 24 a jego koniec 36 wystaje promieniowo poza korpus 12. Ghcciaz miozna sto¬ sowac inne rozwiazania, wyciecie 32 oraz sworzen 34 maja dopelniajace sie przekroje poprzeczne (przykladowo przekrój kwadratowy), a sworzen 34 jest uloizyskowany w korpusie 12 pr2y pomocy tulei lozyskowej 3$, która jest scisle dopasowana do sworznia 34 i obrotowo zamocowana w otwo¬ rze 24. Tuleje lozyskowa 38 wykonuje sie z ma¬ terialu o niskimi wspólczynniku tarcia., takim jak teflon lub nylon zbrojony wlóknami szklanymi.

Raczka 40 (fig. 1): przymocowana do konca 36 sworznia 34 sluzy do ogacania klany 16 wzgle¬ dem poprzecznej osi obrotu wyznaczonej przez sworznie 28, 34, z pozycji zaimknietej, w której plaszczyzna klapy jest ustawiona pod katem pro¬ stym do kierunku przeplywu (fig. 1—3), do pozy¬ cji otwartej, w której plaszczyzna klapy jest usta¬ wiona w osi przeplywu (obrót o 90° wzgledem pozycji zanifeniejtej). Wystepy 42 ograniczaja obrót klapy 16 do 90°, przez, ograniczenie obrotu raczki 40.

W kanale 14 korpusu znajduje sie rowek we¬ wnetrzny, skladajacy sie z odcinków pierscie- 5 niowych 46, 48 otaczajacych otwory 22, 24 oraz odcinków obwodowych 50, 52 laczacych odcinki pierscieniowe 46, 48. Zgodnie z Tig. 1 i 2 dno 54 kazdego odcinka pierscieniowego- 46, 48 rowka ma ksztalt kulisty. Odcinki 50, 52 rowka maja na 10 ogól prostokatny przekrój poprzeczny (fig. 3).

W rowku znajduje sie sprezysty pierscien uszczelniajacy 60 typu cWing zawierajacy odcin¬ ki 62, 64 dopasowane do odcinków 50, 52 rowka oraz odcinki pierscieniowe 66, 68 usytuowane po- 15 miedzy odcinkami 62, 64 dopasowane do odcin¬ ków pierscieniowych 46, 48 rowka. Pierscien uszczelniajacy jest wykonany z materialu dopaso¬ wanego do warunków pracy przepustnicy, takiego jak guma, elastomery, fluoroelastomery itd. Pier- 20 scien uszczelniajacy 60 ma przekrój kolowy i tak dobrane rozmiary, ze wystaje z rowka, wspólpra¬ cujac z obwodowa powierzchnia klapy 16.

Klapa 16 zawiera obwodowa powierzchnie przy- Igowa zawierajaca odcinki 70, 72 usytuowane po 25 przeciwnych stronach wzgledem osi, pomiedzy piastami 18, 20, które twoTza wraz z odcinkami 62, 64 pierscienia uszczelniajacego 60 polaczenie szczelne, gdy klapa 16 znajduje sie w pozycji zamknietej (fig. 3). Ponadto powierzchnia przyl- 30 gowa zawiera czola piasty 18, 20. Czola 74, 76 sa rozmieszczone koncentrycznie wzgledem dna 54 odcinka pierscieniowego 46, 48 rowka, przy kaz¬ dym ustawieniu klapy 16. Tak wiec odcinki pier¬ scieniowe 66, 68 pierscienia uszczelniajacego 60 35 sa wcisniete pomiedzy czolami 74, 76 oraz od¬ cinkami pierscieniowymi 46, 48 rowka, zapewnia¬ jac uszczelnienie sworzni 28, 34 przy wszystkich pozycjach klapy 16.

W poblizu obrzeza klapy 16 znajduje sie szereg 40 zeber 78, 80, z których kazde zawiera zewnetrzna powierzchnie 82, wspólpracujaca z odcinkami 62, 64 pierscienia uszczelniajacego 60, na pewnej czes¬ ci drogi w czasie obrotu klapy przy otwieraniu lub przy zamykaniu. Zgodnie z fig. 2, 3 zebra 45 78, 80 sa korzystnie usytuowane obwodowo przy obrzezu na odcinkach 70, 72 klapy 16 pomiedzy piastami 18, 20, po przeciwleglych stronach kla¬ py. Jezeli przeplyw przez prziepustinice ma kie¬ runek strzalka 83 (fig. 3) zebra 78 znajduja sie 50 po prawej stronie klapy 16, a zebra 80 po stronie lewej.

Zgodnie z rozwiazaniem * uwidocznionym na fig. 1—4 odleglosci miedzy sasiednimi zebrami sa takie same, chociaz w innych rozwiazaniach moga 55 one byc rózne. Przykladowo odleglosci pomiedzy sasiednimi zebrami moga wynosic 20° podczas gdy zebra usytuowane w sasiedztwie piast moga sie znajdowac w odleglosci 30° od osi obrotu kla¬ py 16. so Korzystnie zebra maja te sama dlugosc pro¬ mieniowa przy podstawie, oraz progresywnie ma¬ lejaca wysokosc (dlugosc poosiowa), patrzac od srodkowego punktu na obwodzie pomiedzy pia¬ stami, w kierunku piast. Wysokosc kazdego zebra e5 powinna byc proporcjonalna do odleglosci od-osi114 5 obrotu, taik aby wszystkie zebra znajdowaly sie w stycznosci z odpowiednimi odcinkami pierscie¬ nia uszczelniajacego, w tym samyni okresie cza¬ su, w trakcie obrotu klapy. Przykladowo zebra maja takie rozmiary, ze stykaja sie z pierscie- 5 niem uszczelniajacym na 10° — 20° drogi obrotu klapy 16 w trakcie otwierania i zamykania prze¬ pustnicy. Zgodnie z fig. 3, zawnejtrzme powierzch¬ nie 82 zeber 78, 80 stanowia zakrzywione wyste¬ py o ksztalcie czesciowo kulistym kiaipy 16. Tak 10 wiec powierzchnia klapy wraz z obrzezem i ze¬ wnetrznymi powierzchniami zeber ma ksztalt wy¬ cinka czaszy kulistej, Qdy przepustnica znajduje sie w pozycji zam¬ knietej (fig. 1—3) obrzeze klapy 16 jest lekko 15 docisniete do pierscienia uszczelniajacego 60 tak, ze plyn pod cisnieniem znajdiujacy sie po jednej stronie klapy 16 nie przeciska na druga strone.

Przy obrocie klapy 16- z pozycji zamknietej w kierunku pozycji otwartej (kierunek strzalki 86 20 fig. 3), nastepuje zerwanie polaczenia uszczelnia¬ jacego na odcinkach 70, 72 obrzeza i odcinka 62, 64 pierscienia uszczelniajacego. Duza róznica cisnien wystepujaca po obu stronach klapy 16 po¬ wodowalaby wyrywanie pierscienia uszczelniaja- ^ cego 60 z rowka. Jednakze, na pewnym odcinku drogi w czasie obrotu klapy, pierscien uszczelnia¬ jacy styka sie z zewnetrznymi powierzchniami 82 zeber 78, 80, jak to pokazano linia kreskowa na fig. 3. Do czasu przerwania tego styku strumien 30 przeplywu plynu prowadzi przez kanaly 84 znaj¬ dujace sie pomiedzy zebrami, a cisnienia po obu stronach klapy 16 zaczynaja sie wyrównywac. Tak wiec w czasie poczatkowego okresu obrotu klapy 16 zebra stykajace sie z pierscieniem 'uszczelnia- ^ jacym przytrzymuja go w jego polozeniu w row¬ ku, az do zanikniecia sil dazacych do wyrwania pierscienia z rowka. Zebra sluza wiec do mecha¬ nicznego1 przytrzymywania pierscienia uszczelnia¬ jacego, podczas gdy w znanych rozwiazaniach 40 rowki i wyciecia w klapie mialy na celu osia¬ gniecie szybszego wyrównania cisnien.

Gdy klapa 16 obraca sie od pozycji otwartej do pozycji zamknietej, zewnetrzne powierzchnie 82 zeber 78, 80 wspólpracuja z odpowiednimi od- 45 cinkami pierscienia uszczelniajacego, gdy róznice cisnien po obu stronach klapy wywoluja przeplyw plynu wyrywajacy pierscien uszczelniajacy z row¬ ka. Tak wiec zebra 78, 80 przytrzymuja mecha¬ nicznie pierscien uszczelniajacy, az do zamkniecia 50 klapy, gdy krawedz uszczelniajaca klapy zetknie sie z pierscieniem.

Korzystnie zebra sa wykonane jako integralna czesc klapy. Poniewaz powierzchnia uszczelniaja¬ ca klapy i zewnetrzna powierzchnia zeber stano- 55 wia powierzchnie wycinka czaszy kulistej, po¬ wierzchnie te mozna obrabiac w znany sposób na drodze obróbki skrawaniem.

Figury 5rG przedstawiaja alternatywnerozwiaza¬ nia kiaipy. Klapa 100 ma ksztalt rowkowanej cza- 60 czy kulistej i zawiera czesc srodkowa 101 o ku¬ listej powierzchni uszczelniajacej w .przypadku klapy 16 z fig. 1—4. Czesc srodkowa 102 zawiera piasty 104, 106 z wycieciami, w które wchodza odpowiednie sworznie. Podobnie jak w przypadku ^ 6 piast 18, 20 wedlug rozwiazania z fig. 1—4, ze¬ wnetrzne -powierzchnie czolowe 108 piast 104, 106 maja ksztalt kulisty i tak samo dociskaja odcin¬ ki pierscieniowe 66, 68 pierscienia uszczelniajace¬ go 60 do scianek rowka w kanale korpusu 14 przy wszystkich pozycjach Mapy 16. Odcinki 110, 112 obrzeza: czesci 102 usytuowane pomiedzy piastami 104, 106, podobnie jak odcinki 70, 72 klapy 16, o ksztalcie czaszy kulistej, wspólpracuja z odpo¬ wiednimi odcinkami pierscienia uszczelniajacego, tworzac polaczenie szczelne gdy klapa 100 znaj¬ duje sie w pozycji zamknietej.

Zewnetrzne powierzchnie zeber 114 wspólpracu¬ ja z odpowiednimi odcinkami pierscienia uszczel¬ niajacego gdy klapa znajduje sie w pozycji cze¬ sciowo otwartej. Gdy klapa 100 znajduje sie w pozycji otwartej ciecz przeplywa pomiedzy zebra¬ mi 114 przez szczeliny 116. Tak wiec w rozwia¬ zaniu tym pierscien uszczelniajacy jest mechanicz¬ nie dociskany i przytrzymywany w rowku przez klape 100 przy wszystkich pozycjach klapy 100 w czasie 'otwierania i zamykania przepustnicy. - a ^asitrz.eiz,etni5a patentowe 1. Przepustnica zawierajaca korpus z kanalem cylindrycznym, klape zamykajaca przepustnice majaca powierzchnie przylgowa,. której odcinki maja ksztalt wycinków czaszy kulistej, elementy mocujace klape w kanale przepustnicy i umozli¬ wiajace jej obrót miedzy pozycja otwarta a po¬ zycja zamknieta, wewnetrzny rowek w kanale skladajacy sie z odcinków pierscieniowych oraz odcinków obwodowych, sprezysty pierscien uszczelniajacy umieszczony w rowku zawierajacy odcinki wspólpracujace z powierzchnia przylgowa klapy uszczelniajac zamkniecie kanalu przepustni¬ cy, znamienna tym, ze klapa (16, 100) zawiera urzadzenie podtrzymujace uksztaltowane jako ze¬ bra (78, 80, 114, 116) wspólpracujace z odcinkami (62, 64) znanego pierscienia uszczelniajacego- (60), dla przytrzymania pierscienia w rowku (50, 52) w czasie przeplywu cieczy przez przepustnice przy otwieraniu klapy (16, 100) oraz przy zamy¬ kaniu klapy (16, 100). 2. Przepustnica wedlug zastrz 1, znamienna tym, ze szereg poosiowych zeber (78, 114) usytuowa¬ nych po jednej stronie klapy (16, 100) jest roz¬ mieszczonych oibwodowo na obrzezu odcinków (70, 72) klapy, izas szereg poosiowych zeber (80, 116) jest usytuowanych po przeciwnej stronie klapy, przy czyim kazde z zeber zawiera zewnetrzna po¬ wierzchnie (82) wspólpracujaca z odcinkami (62, 64) pierscienia uszczelniajacego (60) w czasie za¬ mykania lub otwierania klapy przepustnicy. 3. Przepustnica wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze zebra (78, 80, 114, 116) sa rozmieszczone w równych odleglosciach wzgledem siebie. 4. Przejpustnica wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze kazde zebro (78, 80, 114, 116) ma dlugosc poosiowa wprost proporcjonalna do odleglosci zebra od osi obrotu klapy (16, 100). 5. Przepustnica wedlug zastrz. 1 albo 4, zna¬ mienna tym, ze klapa (100) ma ksztalt rowkowa-7 114 943 8 nej czaszy kulistej o czesci srodkowej. (102), któ¬ rej uszczelniajaca powierzchnia pr2ylgowa ma ksztalt kulisty. 6. Przepustnica wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w korpusie (12) przepustnicy znajduja sie o-twory (22, 24) na sworznie (28, 34) a klapa (18, 100) posiada piasty (18, 20), usylbucwane po prze¬ ciwnych stronach, wewnetrzny rowelk w kanale (14) skladajacy sie z odcinków pierscieniowych (46, 48) otaczajacyeh otwory (22, 24), oraz odcin¬ ków obwodowych (50, 52) laczacych odcinki pier¬ scieniowe, zas znany pierscien uszczelniajacy (60) umieszczony w rowku ma jednolita budowe i za¬ wiera szereg odcinków pierscienicwyeh (66, 68), 10 polaczonych odcinkami (62, 64) obwodowymi- pier¬ scienia, i tak rozmieszczonych wzgledem odcinka (50, 52) rowika, ze uszczelniaja czola (74, 76) piast (18, 20) we wszystkich pouczeniach przy obrocie klapy (16). 7. Przepustnica wedlug zastrz. 6, znamienna tym, ze czola (74, 76) piast (18, 20) maja ksztalt kulisty, a dno (54) kazdego odcinka pierscienio¬ wego (46, 48) rewika ma ksztalt kulisty i jest usytuowane koncentrycznie wzgledem czola (74, 76) piasty, zas odcinki pierscieniowe (66, 68) pierscie¬ nia uszczelniajacego (60) sa scisniete pomiedzy czolami (74, 76) piast (18, 20), a dnem (54) odcin¬ ka pierscieniowego (46, 48) rowika.

PZGraf. Koszalin D-519 iiO kgz; A-4 Cena/45 zl