CS311391A3 - Safety valve - Google Patents

Description

1

JUDr. Sfltoá VŠC-THOXA acvcká“ lig 04 PRAHA 1, £iína 25 pojistný ventil

Oblast techniky TJ i TJ 33 > ° CO O CD < c· X O! O- vy a . rc m < Γ" cc -< m N cc -<

I

E 1* í-

Vynález se týká pojistného ventilu, obzvláště pro jiš-tění proti přetlaku u zařízení, pracujících s plynnými a/ne-bo parními a/nebo kapalnými medii a/nebo jejich směsemi,opatřené přítokovým a odtokovým potrubím, ventilovým sedlema ventilovou součástí, zatíženou ve směru jeho uzavírání,oružinou.

Známý stav techniky

Pojistné ventily tohoto typu se používají například projištění proti přetlaku u nádrží a zařízení, u nichž plyny,páry, přehřáté a podchlazené tekutiny, například voda majíbýt při měnících se stavech přístrojů současně nebo za seboujištěny proti překročení tlaku. U velkých zařízení na výrobu páry může být takový ven-til použit jako předřazená ovládací součást pro samotným me-diem ovládané pojistné ventily nebo u menších zařízení přímojištění proti překročení tlaku.

Pro takové případy se používají pružinou zatížené pře-tlakové ventily, které jsou vybaveny posilovači zdvihu, ja-ko například brzdnými kotouči, zdvihovými kloboučky nebo ta-ké kovovými měchovými kompenzátory. Avšak vzhledem k tomu, žese při kritické expansi stlačitelných medií a stávajících mě-nitelných protítlacích mění statické tlaky při výtokovýchrychlostech na hranici blízké zvukové rychlosti na velmi níz-ké absolutní tlaky, jsou tyto známé ventily při vzniku proti-tlaků a změně pfoudových poměrů značně ohroženy vibracemi.Pokusy, kterými se měly tyto ventilové vibrace tlumit použi-tím mechanických nebo hydraulických přídavných tlumicíchzařízení neprokázaly dosud požadovaný výsledek.

Podgtata vynálezu

Vynálezu byla stanovena úloha dále zlepšit pojistnýventil již uvedeného typu tak, aby obzvláště při střídají-cích se protitlacích se také pokud možno co nejvíce zabráni-lo vibracím, v každém případě však aby se tyto vibrace zmen-šily.

Podle vynálezu se toho dosáhne takovým řešením, u něhožje ventilová součást tvořena sedlovým ventilem a s ním pevněspojeným šoupátkovým pístem, který při pohledu ve směruproudění media, protékajícího ventilem, leží účelně za sed-lovým ventilem. Z toho vyplývá rozdělení funkce těsnicího sedla a řídi-cí hrany. Ha těsnicím sedle vznikají výhodně jen statickétlaky, což má tu výhodu, že v oblasti těsnicího sedla a ven-tilového kužele nevznikají eroze, kavitace a nárazy kapeknebo jsou tyto jevy oproti známým ventilům zmenšeny. Ventilpodle vynálezu je tím také nezávislý na protitlaku a hmoto-vém průtoku. Vysoké protitlaky stupňují proporcionálně prů-točnou cestu, takže může být prováděno jak řízení velkýchventilů, tak také kontrola tlakových nádrží přímo za použi-tí ventilu podle vynálezu. Náběhový tlak ventilu je pouzezávislý na přetlaku jištěné nádrže a v každém případě v pod-statě nezávislý na hodnotách tlaku, stavech přístrojů ahustotě pracovních medií. S výhodou je průměr šoupátkového pístu větší než prů-měr ventilového sedla. Účelně je do skříně vestavěno pouzdro pro uložení šou-pátkového ventilu, které je opatřeno prstencovým kanálem,obcházejícím šoupátkový píst, který je příčnými otvoryv pouzdru spojen s odtokovým potrubím. - 3 -

Prstencový kanál tvoří společně se šoupátkovým pístemřídicí hranu.

Na straně šoupátkového pístu, protilehlé k sedlovémuventilu, je soupátkový píst účelně směrem k ovzduší tlakověodlehčen.

Tlakový prostředek může být v průřezu prstence šoupát-kového pístu odtlakován; podle dalšího účelného vytvoření jevšak v odtoku pojistného ventilu upravena odlehčovací tryska,například Lavalova, což má tu výhodu, že v průřezu prstencemezi šoupátkovým pístem a prstencovým kanálem budou existo-vat v podstatě statické poměry a nevznikne proto v této ob-lasti žádná kavitace. Přehled obrázků na výkrese

Na výkrese jsou znázorněna příkladná provedení vynálezu.Obr. 1 značí řez pojistným ventilem -podle vynálezu v uzavře-ném stavu, obr. 2 ventil podle obr. 1 v z části otevřenémstavu, obr. 3 pojistný ventil podle vynálezu ve zcela otev-řeném stavu, obr. 4 řez pojistným ventilem podle vynálezuz obr. 1 ve zcela otevřeném stavu, přičemž za ventilem je za-řazena odlehčovací tryska, obr. 5 řez ventilem podle vynále-zu v uzavřeném stavu ve spojení s ventilem, řízeným pojist-ným ventilem. Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn pojistný ventil 10 se skříní V2s přítokem 14 a odtokem 16 a ventilovým sedlem 18. S venti-lovým sedlem spolupůsobí ventilová součást, která je tvořenasedlovým ventilem s ventilovým kuželem 22, který ventilovésedlo 18 otevírá a zavírá, dále šoupátkovým pístem 24. kterýje pomocí dříku 26 pevně spojen s ventilovým kuželem 22. Naválcový soupátkový píst 24 je napojena ojnice 28. která je z ventilové skříně 12 vyvedena ven a zasahuje do vnitřkupružinové komory 44, jak je dále popsáno.

Ventilový kužel 22, dřík 26, šoupátkový píst 24 a ojnice28 jsou účelně zhotoveny z jednoho kusu.

Ve skříni 12 je vestavěno pouzdro 30, ve kterém je šou-pátkový píst axiálně uložen. V oblasti šoupátkového pístu 24 je pouzdro 30 opatřenoprstencovým kanálem 32, obklopujícím šoupátkový píst, kterýje pomocí alespoň jednoho, s výhodou více příčných otvorů 34.vytvořených v pouzdru, spojen s odtokem 16.

Skříň 12 je na straně odvrácené od přítoku 14 uzavřenaventilovým víkem 42, které je vhodně spojeno se skříní aslouží jak k upevnění pouzdra 30, tak také k ohraničení zdvi-hu ventilové součásti.

Ojnice 28 -prochází středovým otvorem ventilového víka42, přičemž mezi ojnicí a ventilovým víkem je účelně uprave-no vhodné těsnění, například o-kroužek, a ojnice 28 vyčnívádo pružinové komory 44» ’^terá je rovněž, například pomocíšroubů, upevněna na skříni- 42,. V pružinové komoře 44 je umístěna tlačná pružina 50, na-příklad šroubová tlačná pružina (nebo také více), která sou-středně obklopuje ojnici 28 a je upnuta mezi dva pružinovétalíře 46 a 48. Pružinový talíř 4ž je spojen libovolně vhod-ným způsobem s ojnicí 28, zatímco pružinový talíř 48, opat-řený závitovým nátrubkem, je zašroubován ve středovém závi-tovém otvoru ve víkové části pružinové komory 44 a pojištěnprotimatkou 54. Pružinový talíř 48 může být do pružinové ko-mory 44 zašroubován méně nebo více, takže pomocí závitovéhonát rubku 52 a protimatky 54 je možno nastavit předpětí pruži-ny a tím nabíhací tlak pojistného ventilu. - p -

Pojistný ventil podle vynálezu pracuje následujícímzpůsobem.

Jakmile se v přítoku 14 dosáhne nastavený nabíhací tlak,zmenší se těsnící působení na ventilovém sedle 18 natolik,že medium z přítoku 14 prostoupí do komory 36 mezi ventilovousoučástí a pouzdrem 30 a naplní komoru 36. Šoupátkový píst 24 má větší průměr než má ventilové sed-lo 18 a tato přídavná prstencová plocha pístu 24 je tedy rov-něž mediem tlačena do komory 36, takže ventilový kužel 22 sez ventilového sedla 18 nadzdvihne, jak je znázorněno na obr. 2. Řídicí hrana 38. tvořená prstencovým kanálem 32 se nalézáv poloze, znázorněné na obr. 2, ale není ještě uvolněna šou-pátkovým pístem 24.

Ventilová součást se však dále pohybuje směrem vzhůru ašoupátkový píst 24 uvolní řídicí hranu 58, jak je znázorněnona obr. 3 a otevře tím prstencový průřez 20, kterým proudímedium a přes prstencový kanál 32 a příčné otvory 34 k od-toku 16.

Medium se tím v oblasti prstencového průřezu 20, prsten-cového kanálu 32 a příčných otvorů 34 odtlakuje. Vytvořeníventilu podle vynálezu dovoluje tedy ustavení libovolnéhoprotitlaku v odtoku 16, 3 hodnotou o něco nižší než činínabíhací tlak. Klesne-li provozní tlak v přítoku na nebo podnabíhací tlak, pak se ventilová součást pohybuje pomocí ven-tilové pružiny 50 dolů směrem na ventilové sedlo 18, přičemžvšak nejdříve ventilový píst 24 přejede řídicí hranu 58 auzavře prstencový průřez 20. Tím se průtok ventilu přiblíží skoro k nule, načež sepři prakticky v klidovém proudění ventilová součást pohybujepomocí ventilové pružiny 50 dále směrem dolů a ventilové sed-lo 19 se ventilovým kuželem 22 uzavře.

Teprve potom se sníží zbývající tlak v komoře 30 podšoupátkovým pístem 24 a to vůlí pístu, to znamená vůlí mezišoupátkovým pístem 24 a pouzdrem 30« U příkladu provedení podle obr. 4 je v odtoku 16 úpravěna odlehčovací tryska 56. například Lavalova. U tohoto pří-kladu provedení se medium nejdříve odtlakuje v trysces tím důsledkem, že v prstencovém průřezu 20 a prakticky ta-ké v oblasti prstencového kanálu 32 a příčných otvorů 2Anastanou v podstatě statické poměry a nedochází k žádné ka-vitaci.

Na obr. 5 je naznačen případ použití pojistného ventilu 10. Pojistný ventil zde slouží jako předřazený řídicí ventilpro ventil 60. který je právě tak jako přítok 14 pojistnéhoventilu 10 napojen na zdroj tlaku, v tomto případě tlakovounádrž 66. Ventil 60 je opatřen ventilovým kuželem 62, kterýotevírá a zavírá ventilové sedlo a který je pevně spojens ovládacím pístem 64. zatíženým pružinou.

Jakmile tlak v tlakové nádrži dosáhne nebo překročí na-bíhací tlak pojistného ventilu 10. otevře se ventil, jak jeshora popsáno. Odtok 16 pojistného ventilu je nyní potrubím68 spojen s prostorem pod ovládacím pístem 64. čímž se tentopůsobením media, proudícího do tohoto prostoru z potrubí 68a proti síle své pružiny nadzdvihne a tím zvedne ventilovýkužel 64 z jeho ventilového sedla, čímž se toto sedlo otevře

Poklesne-li tlak a uzavře-li pojistný ventil 10. můžemedium pod ovládacím pístem 64 odtékat přes klapku 70 s tímdůsledkem, že ovládací píst 64 se pohybuje dolů a ventilovýpíst 62 opět uzavře své ventilové sedlo.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný pro strojírenskou výrobu pro komponenty zejména chemických a bezpečnostních zařízení.

Claims (7)

1. PAT 6 - •f

   £

   1. Pojistný ventil, obzvláště pro jištění proti přetlakuu zařízení, která pracují s plynnými a/nebo parnímia/nebo kapalnými medii a/nebo jejich směsemi, opatřenýskříní s přívodním a odtokovým potrubím, ventilovým sed-lem a ventilovou součástí, zatíženou ve směru jeho uzavře-ní pružinou, vyznačený tím, že ventilovásoučást je tvořena sedlovým ventilem (22) a s ním pevněspojeným šoupátkovým pístem (24).
2. 2. Pojistný ventil podle nároku 1 vyznačený tím,že šoupátkový píst (24) je zařazen při pohledu ve směruproudění, za sedlovým ventilem.
3. 3. Pojistný ventil podle nároku 1 nebo 2 vyznačenýtím, že průměr šoupátkového pístu (24) je větší nežprůměr ventilového sedla (18).
4. 4. Pojistný ventil podle jednoho z předchozích nároků vy-značený tím, že ve skříni (12) je vestavěnopouzdro (30) pro uložení šoupátkového pístu (24), kteréje opatřeno prstencovým kanálem (32), obklopujícím šou-pátkový píst (24) a který je příčnými otvory (34) v pouzdru(30) propojen s odtokem (16). 5· Pojistný ventil podle nároku 4 vyznačený tím,že prstencový kanál (32) je opatřen řídicí hranou (58)spolupůsobící se šoupátkovým pístem (24).
5. 6. Pojistný ventil podle jednoho z předchozích nároků vy-značený tím, že šoupátkový píst (24) je nasvé straně, protilehlé k sedlovému ventilu (22) odtlako-ván do ovzduší.
6. 7. Pojistný ventil podle jednoho z předchozích nároků vy-značený tím, že medium na prstencovém průře-zu mezi šoupátkovým pístem (24) a pouzdrem (30) je od-tlakovatelné.
7. 8. Pojistný ventil podle jednoho z nároků 1 až 6 vyzns·čený tím, že v odtoku (1ó) pojistného ventilu(10) je upravena odlehčovací tryska (56) (Laválová) proodtlskování media na výtoku (16) pojistného ventilu (10).