CS185391A3 - Fluid-actuated valve - Google Patents

Description

1 •X/·

&

St b

Hydraulický ventil

Oblast techniky

Vynález se týká hydraulického ventilu s ventilovou skříníobsahující nejméně jeden přívod a nejméně jeden vývod pro tla-kovou tekutina, těsnicí místo mezi přívodem a vývodem tekutinya axiálně posuvný píst, nesoucí pohyblivou část těsnicího místaa zatěžovaný v uzavíracím směru těsnicího místa akumulátorem sí-ly·

Dosavadní stav techniky

Jsou známy hydraulické ventily, které mohou uvolňovat nebopřerušovat průtok tekutiny a které jsou velmi Často ovládányelektromagnety. Tyto ventily jsou z bezpečnostních důvodů opa-třeny akumulátory síly, které mají zajistit při výpadku dodávkyelektrické energie spolehlivé uzavření ventilu. Hydraulické ven-tily tohoto typu obsahají těsnicí místa, která jsou vytvořenapodle konkrétních konstrukčních požadavků určitého druhu venti-lu. Axiálně pohyblivý píst v takových případech nese pohyblivouČást těsnicího místa, zatímco pevná část těsnicího místa je za-puštěna do skříně ventilu. Tekutina, jejíž průtok má být uvol-něn nebo přerušen, je udržována pod tlakem, ale její tlakováenergie není zpravidla využívána pro ovládání ventilu, takže jenutno použít dalšího přídavného zdroje energie.

Podstata vynálezu

Nedostatky těchto dosud známých ventilů jsou do značné mí-fc ry odstraněny hydraulickým ventilem podle vynálezu, jehož pod- stata spočívá v tom, že píst je ovladatelný a přestavitelný dootevřené polohy pouze součtem tlaků v nejméně jednom přívodu av nejméně jednom vývodu tekutiny a akumulátorem síly vyvozenásíla je vždy větší než síla působící v opačném smyslu a vyvozenápouze tlakem v přívodu tekutiny a působící na píst.

Tento píst je s výhodou jednodílný, ale může být podle ji-ného konkrétního provedení vynálezu rozdělen na nejméně jedenspodní díl a na nejméně jeden horní díl, které mají společnépůsobení. Také ventilová skříň může být ve výhodném vytvoření vynálezu rozdělena na nejméně jeden horní díl a nejméně jedenspodní díl. Akumulátorem síly je u výhodného provedení hydrau-lického ventilu podle vynálezu nejméně jeden svazek talířovýchpružin. .

Hydraulický ventil podle vynálezu především řeší problémvytvoření takového ventilu, který nepotřebuje přídavný zdrojenergie. Proto je možno základní výhodu ventilu podle vynálezuspatřovat v tom, ža tento hydraulický ventil nemusí být opatřenžádným sanostatným přídavným potrubím nebo kanálem pro přívodpřídavné energie k ovládání ventilu. Přehled obrázků na výkresu

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladného provedeníhydraulického ventilu podle vynálezu, zobrazeného na výkresu,znázorňujícím podélný řez hydraulickým ventilem. Příklad provedení vynálezu

Na výkresu je schematicky zobrazen hydraulický ventil 2podle vynálezu, který je uložen v dvoudílné ventilové skříni 2sestávající z horního dílu 3 a ze spodního dílu 4. Dvoudílnáventilová skříň 2 je držena pohromadě pomocí neznázorněných spo-jovacích šroubů a je utěsněna v dělicí rovině těsněním 5, aby zjejího vnitřního prostoru nemohla tlaková tekutina unikat. Protento účel je mezi horním dílem a spodním dílem 4 dvoudílnéventilové skříně 2 upevněn kovový kroužek 6, který je vytvořenjako pevná část těsnicího uložení a těsnicího sedla. Přísluš-nou pohyblivou částí tohoto těsnicího sedla je horní prstenco-vá plocha 7 spodní části 8 dvoudílného pístu. Spodní část 8dvoudílného pístu je válcová a je uložena posuvně ve spodní vál-cové díře 9 vytvořené v ose spodního dílu 4 dvoudílné ventilovéskříně 2. V této spodní válcové díře 9 je spodní část 8 dvoudíl-ného pístu uložena a vedena těsně. Spodní část 8 dvoudílnéhopístu je na svém obvodu v oblasti spodní válcové díry 9 opatře-na v odstupu od sebe uspořádanými hydraulickými středícími dráž-kami 10, ze kterých jsou na výkresu zobrazeny jen některé. Spod-ní část 8 dvoudílného pístu se směrem dolů mírně zužuje a nasvém spodním konci je opatřena obrobenou spodní prstencovou plo- -.3 - chou 11 , která je vytvořena jako pohyblivý díl spodního těsni-cího sedla. Protilehlý pevný díl spodního těsnicího sedla jev tomto příkladu vytvořen jako část spodního dílu 4 dvoudílnéventilové skříně 2. Je však také možné pro vytvoření spodníhopevného dílu těsnicího sedla zapustit do spodního dílu 4 dvou-dílné ventilové skříně 2 speciální kroužek. Toto těsnicí sedloodděluje v těsnicí poloze přívod 12 tekutiny od ventilové komo-ry 1_3 spodního dílu 4 dvoudílné ventilové skříně £. Z ventilo-vé komory 13 je tekutina odváděna vývodem 14« Jak přívod 12, taki vývod 14 jsou vytvořeny tak, že do nich mohou být našroubová-na potřebná přívodní a výtoková potrubí. Těmito potrubími potomproudí ve směru šipky 15 tekutina do ventilové komory 13 a z ven-tilové komory 13 odtéká tekutina vývodem 14 a výtokovým potrubímve směru šipky 1 6, jestliže je spodní prstencová plocha 11 naspodní části 8 dvoudílného pístu oddálena od pevného dílu těs-nicího sedla.

Horní díl 3 dvoudílné ventilové skříně 2 je opatřen horníválcovou dírou 20, jejíž podélná osa probíhá rovnoběžně s podél-nou osou spodní válcové díry 9. Horní válcová díra 20 je opatře-na osazením 21, za kterým horní válcová díra 20 pokračuje slepoudírou 22 s menším průměrem než má horní válcová díra, avšak sestejnou podélnou osou, přičemž slepá díra 22 je vytvořena rovněžv horním dílu 3 dvoudílné ventilové skříně 2. Ve slepé díře jeveden válcový horní díl 23 dvoudílného pístu, který je opatřenve své části, nacházející se v horní válcové díře 20, nákružkem24, který je veden vnitřní stěnou horní válcové díry 20, takžehorní díl 23 dvoudílného válcového pístu se nemůže v horní vál-cové díře 20 a ve slepé díře 22 zpříčit. Spodní konec 25 tohotohorního dílu 23 dvoudílného pístu, přivrácený ke spodní části 8dvoudílného pístu, je vytvořen ve formě kulové plochy nebo jetvarován do jiného vypouklého tvaru a dosedá na rovinnou plochu26 spodní části 8 dvoudílného pístu. Tento spodní konec 25 válco-vého horního dílu 23 dvoudílného pístu je tlačen proti spodníčásti 8 dvoudílného pístu svazkem talířových pružin 27, který jena jedné straně opřen o osazení 21 a na druhé straně dosedá nanákružek 24 válcového horního dílu 23 dvoudílného pístu. SpodníČást 8 dvoudílného pístu přenáší sílu vyvozovanou svazkem talí- řových pružin 27 spodní prstencovou plochou 11 na spodní těsnicísedlo, které uzavírá přívod 12 tekutiny. Válcový horní díl 25 dvoudílného pístu je opatřen osovoupodélnou dírou 28, která propojuje zbylý prostor slepé díry 22nad horním koncem válcového horního dílu 25 dvoudílného pístu sprostorem 29 pod nákružkem 24. Nákružek 24 je opatřen spojovacímotvorem 50, který propojuje vnitřní prostor horní válcové díry20, ve kterém je uložen svazek talířových pružin 27, s prosto-rem 29 pod nákružkem 24. Prostor 29 sahá směrem dolů až k rovin-né ploše 26 spodní části 8 dvoudílného pístu. Tento prostor 29je spojen výstupním otvorem 51 > do kterého je možno zašroubovatspojovací potrubí napojené na neznázorněné vypouštěcí ústrojí,takže plyny a zbytky kapalin mohou být odváděny z prostoru 29ve směru šipky 52.

Pro objasnění funkce hydraulického ventilu podle vynálezuje použito příkladu provedení z jediného připojeného obrázku.Zobrazený hydraulický ventil 2 může být například součástí bez-pečnostního a regulačního systému pro přívod páry k parní tur-bině. Použitou tekutinou je v tomto případě například hydraulic-ký olej. Nejprve je hydraulický ventil 1_ uzavřen a hydraulickýolej, který je v přívodu 12 tekutiny pod tlakem, nemůže hydrau-lickým ventilem Γ protékat. Hydraulický bezpečnostní a regulač-ní systém je však zásobován hydraulickým olejem přes neznázor-něné obtokové potrubí. Ve vývodu 14, který vede do bezpečnost-ního a regulačního systému, tak s přibývajícím stupněm plněnístoupá tlak. Jakmile tlak ve ventilové komoře 15 dosáhne hodnotypoloviny jmenovitého provozního tlaku, vzniká tímto tlakem veventilové komoře síla, působící na spodní část 8 dvoudílnéhopístu, která je společně se silou vyvozenou tlakem oleje v pří-vodu 12 dostatečně velká k tomu, aby vytlačovala spodní část 8dvoudílnéhp pístu směrem nahoru proti síle svazku talířovýchpružin 27. Hydraulický ventil se tak otevírá a hydraulickýolej protéká ve směru šipek 15» 16 tímto hydraulickým ventilem2 pod tlakem a napájí bezpečnostní a regulační systém. V průběhu zvyšování tlaku ve ventilové komoře 15 se nachá-zí spodní Část 8 i horní díl 25 dvoudílného pístu ve znázorně- ných polohách. Spárou mezi spodní Částí 8 dvoudílného pístu avnitřní stěnou spodní válcové díry 9 může být olej vytlačovánvzhůru do prostoru 29, odkud je potom odváděn ve směru šipky32 do vypouštěcího ústrojí. Tato spára musí být proto jen velmiúzká, protože jinak by unikající olej znemožňoval zvyšování tla-ku ve ventilové komoře 13« V otevřené poloze hydraulického ventilu 1_ dosedne horní prs-tencová plocha 7 spodní části 8 dvoudílného pístu na kroužek 6horního těsnicího sedla a tak se zamezí průtoku oleje do pros-toru 29. Hydraulický ventil 1_ se musí otevírat rychle, proto seslepá díra 22 odvzdušňuje podélnou dírou 28 a horní válcová dí-ra 20 se odvzdušňuje spojovacím otvorem 30 do prostoru 29, od-kud se vzduch odvádí výstupním otvorem 31 do vypouštěcího ústrojpři uzavírání hydraulického ventilu se vzduch vrací stejnýmicestami do horní válcové díry 20 a do slepé díry 22, aby se opětdosáhlo rychlého uzavření hydraulického ventilu 1_. Obvodová po-vrchová plocha spodní části 8 dvoudílného pístu je opatřena hy-draulickými středícími drážkami 10, které zajišťují trvalou oso-vou polohu spodní části 8 dvoudílného pístu ve spodní válcovédíře 9 a zamezují tak zpříčení této spodní části 8 dvoudílnéhopístu ve spodní válcové díře 9·

Montáž hydraulického ventilu 2 podle vynálezu je usnadněnatím, že může být sestavena ze dvou konstrukčních skupin. Jed-na z konstrukčních skupin sestává z horního dílu 3 dvoudílnéventilové skříně s uloženým válcovým horním dílem 23 dvoudíl-ného pístu, se svazkem talířových pružin 27 a s kroužkem 6 těs-nicího sedla. Druhá konstrukční skupina zahrnuje spodní díl 4dvoudílné ventilové skříně 2 s vloženou spodní částí 8 dvoudíl-ného pístu. Vzájemné sestavení a spojení obou těchto konstruk-čních skupin je poměrně snadno možné, protože hydraulický ven-til 2 neobsahuje průchozí píst, který by vyžadoval náročné vy-rovnávání horního dílu 3 a spodního dílu 4 do společné podélnéosy ventilové skříně 2. Vypouklý konec 25 válcového horního dí-lu 23 a rovinná plocha 26 spodní části 8 dvoudílného pístu spo-lupůsobí dokonale, i když jsou podélné osy horního dílu 3 a spodního dílu 4 dvoudílné ventilové skříně 2 vůči sobě přesazeny ne- bo i když tyto osy spolu svírají úhel, popřípadě také při výsky-tu obou těchto nepřesností. Uváznutí hydraulického ventilu 2 vněkteré poloze je v každém případě vyloučeno. Válcový horní díl25 dvoudílného pístu je veden ve dvou místech, jednak ve slepédíře 22 a jednak vnější obvodovou plochou nákružku 24, vedenéhov horní válcové díře 20, takže ani tento horní válcový díl 25se nemůže ve svém vedení zpříčit.

Je-li hydraulický ventil 1_ otevřen, což je normální stav připrovozu, proudí olej ventilovou komorou 15 do vývodu 14« latočást hydraulického ventilu je vytvořena tak, že proudění ole-je nic nebrání, protože jsou odstraněna všechna zúžení průtoč-ného průřezu. Dojde-li v bezpečnostním a regulačním systému kpoklesu tlaku, například v důsledku výskytu netěsnosti v systé-mu, způsobené prasknutím potrubí, poklesne okamžitě také tlak veventilové komoře 13 na hodnotu pod polovinou jmenovité provozníhodnoty tlaku. To má za následek, že síla vyvozená svazkem ta-lířových pružin 27 bude větší než síla vyvozená součtem tlakůoleje ve ventilové komoře 13 a hydraulický ventil 1_ se okamžitěuzavře. Přívod oleje přívodem 12 se tak okamžitě přeruší, takžez porušeného místa v systému nemůže být vytlačován olej pod tla-kem. Zvláště výhodné je řešení podle vynálezu z toho hlediska,že k ovládání hydraulického ventilu 1_ není třeba přívodu dalšíenergie, takže hydraulický ventil 1_ podle vynálezu pracuje spo-lehlivě i při výpadku všech ostatních zdrojů energie.

Claims (10)

1. /i 7

   -< tc oo PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Hydraulický ventil s ventilovou skříní obsahující nej-méně jeden přívod a nejméně jeden vývod tlakové tekutiny, těs-nicí místo mezi přívodem a vývodem tekutiny, axiálně pohyblivýpíst, opatřený pohyblivou části těsnicího místa, a akumulátorenergie, působící na píst v uzavíracím směru těsnicího místa,vyznačující se tím, že píst je ovladatelnýv otevíracím směru součtem tlaků, působících v nejméně jednompřívodu a v nejméně jednom vývodu /14/ tekutiny a akumu- látor energie je dimenzován tak, že jím vyvozená síla je vždyvětší než opačně působící síla, vyvozená pouze tlakem v přívodu/12/ tekutiny.
2. 2. Hydraulický ventil podle nároku 1, vyznačují-cí se tím, že píst je jednodílný.
3. 3. Hydraulický ventil podle nároku 1, vyznačují-cí se tím, že píst je rozdělen do nejméně jedné spodníčásti /8/ a nejméně jednoho horního dílu /23/» které jsou sdru-ženy do společně působící jednotky.
4. 4. Hydraulický ventil podle nároku 1, vyznačují-cí se tím, že ventilová skříň /2/ je rozdělena do nej-méně jednoho horního dílu a nejméně jednoho spodního dílu /4/·
5. 5. Hydraulický ventil podle nároku 3» vyznačují-cí se tím, že horní díl /23/ dvoudílného pístu má spod-ní konec /25/» spolupracující se spodní částí /8/ dvoudílnéhopístu, vypouklý, přičemž tento vypouklý spodní konec !25( dose-dá na rovinnou plochu /26/ spodní části /8/ dvoudílného pístu.
6. 6. Hydraulický ventil podle nároku 3, vyznačují-cí se tím, že v uzavřené poloze hydraulického ventilu/1/ je pronikání tekutiny podél spodní části /8/ dvoudílnéhopístu zpomaleno a v otevřené poloze hydraulického ventilu /1/je pronikání tekutiny zamezeno sedlovým ventilem.
7. 7. Hydraulický ventil podle nároku 6, vyznačují-cí se tím, že sedlový ventil obsahuje horní prstenco-vou plochu /7/ spodní části /8/ dvoudílného pístu, dosedajícína kroužek /6/.
8. 8. Hydraulický ventil podle nároku 3, vyznačují-cí se tím, že spodní část /8/ dvoudílného pístu jeopatřena na své obvodové ploše středícími drážkami /10/.
9. 9. Hydraulický ventil podle nároku 3» vyznačují-cí se tím, že horní díl /23/ dvoudílného pístu obsa-huje podélnou díru /28/ a spojovací otvor /30/ pro odvzdušňová-ní nebo zavzdušňování dutin ventilové skříně /2/.
10. 10. Hydraulický ventil podle nároku 1, vyznačují-cí se tím, že akumulátorem energie je nejméně jedensvazek talířových pružin /27/.