CZ20011677A3 - Odblokovatelný zpětný ventil s přívodem - Google Patents

Description

Vynález se týká zpětného ventilu, zejména pro hydraulickou výztuž při důlní těžbě černého uhlí, s tělesem vykazujícím několik přívodů, ve kterém je posuvně umístěný regulační píst a k němu osově uspořádaný ventilový píst, přičemž regulační píst je vytvořený tak, že při odpovídajícím zatížení regulačním tlakem vysouvá ventilový píst proti síle ventilové pružiny z těsnicího sedla.

Dosavadní stav techniky

Takzvané odblokovatelné zpětné ventily mají v průmyslu rozšířené použití, přičemž jejich hlavní úlohou je zastavit zpětný tok hydraulické kapaliny z patřičně naplněného prostoru. Přitom se s pomocí regulačního pístu vysune odpovídající ventilový píst ze své těsnící polohy, když se má například hydraulická kapalina nahromaděná v hydraulické stojce ze stojky vypustit nebo vypumpovat. Proto se regulační píst zatěžuje hydraulickou kapalinou, takže může vytlačovat ventilový píst proti síle ventilové pružiny z těsnícího sedla. Pro zlepšení utěsnění je známé přiřadit ventilovému pístu plastový nástavec, který přiléhá k těsnícímu sedlu ventilu, popřípadě k vrtání tělesa. Takovéto plastové nástavce se zpravidla s ventilovým pístem sestávajícím z mosazi nebo podobného kovu sešroubují a potom se opatři těsněním O-kroužkem, aby se vyloučilo vnikáni nebo

82025 (82025a) pronikáni hydraulické kapaliny do oblasti za těsnícím sedlem. Na základě často nastávajících změn zatížení dochází často u těchto odblokovatelných zpětných ventilů k netěsnostem, protože se uvolní plastový nástavec a potom už není zajištěná potřebná těsnost. Odpovídající plastická hmota vede sice k výhodnému těsnícímu efektu v oblasti těsnícího sedla a přispívá také k určitému tlumení, nemůže však rovněž zabránit popisovaným nevýhodám. Ventil se musí víceméně často vyměnit, což představuje zejména v důlním hornictví značné zatížení a nakonec i nebezpečí.

Základ vynálezu tvoři tedy úkol vytvořit odblokovatelný a současně tlumivě působící zpětný ventil s vysokou životností.

Podstata vynálezu

Úkol se podle vynálezu řeší tím, že ventilový píst je posuvně polohovaný proti síle ventilové pružiny v pouzdru uspořádaném ve vrtání tělesa, přičemž pouzdro vykazuje vodní náplň a je vytvořené pouze jedno regulované přípustné spojeni vnitřního prostoru s vrtáním tělesa

Podle vynálezu je pouzdro uspořádané ve vrtání tělesa naplněné vodou, takže při rychlém zatížení regulačního pístu nemusí být ovlivňována jen ventilová pružina, ale také se musí vytlačovat voda nacházející se v pouzdru přes netěsnosti do vrtání tělesa. Přitom se netěsnosti ukazují jako určitý druh škrtící klapky, takže se dosáhne odpovídajícího cíleného tlumení. U tohoto provedení je zajištěno, že i při vysokých dobách životnosti je nicméně vytvořený hydraulicky tlumený zpětný ventil, který se může jako obvykle uvolnit hydraulickou kapalinou. Zpětná stavěči pružina potom slouží k tomu, aby se v pouzdru opět doplnila

82025 (82025a)

- 9 - · · · · —' ······ · · vodní náplň, protože se do vznikajícího dutého prostoru nasává potřebná voda z vrtáni tělesa.

Podle jednoho dalšího výhodného provedení vynálezu je navrženo, aby byl vnitřní prostor pouzdra oproti vnější stěně pístu vytvořený utěsněný, ale proti vrtání tělesa byl vytvořený s ponechanou vodní průtočnou mezerou a ve dně vykazoval regulační spojovací vrtání. Zde přebírá spojovací vrtání funkci škrtící klapky, zatímco zbývající vodní průtočná mezera k tomu působí jako doplněk. Spojovací vrtání reguluje na základě svých rozměrů průtok vody při vyzvedávání ventilového pístu z těsnícího sedla, takže je zajištěno cílené tlumení, jak již bylo zmíněno.

Další možnost tlumení se pak docílí, když vnitřní prostor pouzdra vykazuje uzavřené dno, ale mezi vnější stěnou pístu a vnitřní stěnou pouzdra je ponechaná vodní průtočná mezera. U tohoto provedení se natlačí voda nacházející se v dutině mezi pouzdrem a ventilovým pístem vodní průtočnou mezerou do vrtání tělesa, takže zvedání ventilového pístu z těsnícího sedla může nastat zcela pozvolna a pomalu. Opačně se pak zase přes tuto vodní průtočnou mezeru nasává voda i do dutiny, když ventilová pružina tlačí ventilový píst zpět do těsnícího sedla. Jakékoli kmitání ventilu je vyloučené.

Myslitelné je navíc také to, že se navrhne vodní průtočná mezera mezi vnější stěnou pístu a vnitřní stěnou pouzdra a/nebo jiná vodní průtočná mezera a spojovací vrtání. To znamená, že mohou najít uplatnění i všechny tři „škrtící klapky, jestliže se to ukáže z odpovídajících důvodů jako účelné.

Předložený vynález je optimalizován tak, že těleso a také pouzdro jsou vyrobené z mosazi nebo oceli a že

82025 (82025a) «

- 4 ventilový píst sestává z korespondujícího materiálu. Tím se má, zejména v oblasti těsnícího sedla, postarat o rychlé a účinné utěsnění, přičemž je myslitelné také to, aby ventilový píst disponoval pouze odpovídajícím povlakem, který koresponduje s materiálem tělesa případně pouzdra.

Jako zvláště účelné se ukázalo, že ventilový píst je vytvořený jako plastový píst, zejména z tvrdé plastické hmoty. Tato kombinace mosaz/ocel případně tvrdá plastická hmota zaručuje optimální utěsnění v oblasti těsnícího sedla, aniž by existovalo nebezpečí, že se konstrukční díl ventilového pístu vykazující těsnící plochu od něho sám uvolní. Odpovídající nebezpečí vzniká, jestliže je píst potažený pouze plastickou hmotou. Proto by měl sestávat z plastické hmoty celý. Myslitelné jsou také jiné povlaky, avšak již ne z plastické hmoty.

Podle jednoho dalšího výhodného provedení vynálezu se navrhuje, aby byl ventilový píst vybavený slepou dírou částečně zachycující ventilovou pružinu. Tato slepá díra zachytí nejprve jednou spolehlivě ventilovou pružinu a postará se o to, aby se nemohla nevhodně zdeformovat nadměrným přetížením. Navíc pak tvoří zbylé dno ventilového pístu určitý druh blokovacího jištění pro pružinu, protože zamezuje dalšímu zasunutí ventilového pístu do pouzdra.

Další účelné zdokonalení je to, u kterého je těsnící plocha ventilového pístu přiléhající k těsnícímu sedlu vytvořená jako sbíhající se do špičky a je vedená v kuželovitém vrtání zdvihátka spojujícího ventilový píst s regulačním pístem. Tím je ventilový píst vedený zdánlivě dvojitě, jednou pouzdrem a podruhé v oblasti špičky zdvihátkem, takže nemůže docházet k nestejnoměrným pohybům ventilového pístu při zapůsobení na ventil nebo při otevření zpětného ventilu.

82025 (82025a) ť» · ·

Aby se zajistilo přesné dosednutí špičky ventilového pístu ve zdvihátku, navrhuje se, aby se kuželovité vrtání ve zdvihátku vytvořilo jako přecházející do krátké slepé díry, takže je vždy dáno dostatečné tření mezi zdvihátkem a špičkou ventilového pístu a tím se zamezuje nepatřičnému vyklouznutí nebo pohybu ven. Krátká slepá díra slouží obvykle také ještě k tomu, aby zamezila plavání ventilového pístu při zasouvání ventilového pístu do kuželovitého vrtání, protože se nemůže v oblasti dotyku popřípadě v plošné oblasti tvořit žádný film, protože se voda, která je eventuálně k dispozici, automaticky vytlačí do krátké slepé díry.

Postačující stabilita zdvihátka i ve spojovací oblasti mezi ventilovým pístem a zdvihátkem je daná, protože zdvihátko je v oblasti kuželovitého vrtání vytvořené jako trumpetovitě se rozšiřující. Odpovídající vrtání tak nijak zdvihátko nezeslabuje. Spíše je daný cílený přechod mezi zdvihátkem a špičkou ventilového pístu.

Dále bylo vpředu třeba zdůraznit, že je vnitřní prostor pouzdra oproti ventilovému pístu utěsněný. Toho se podle vynálezu dosáhne tím, že je ve vnější stěně pístu a/nebo ve vnitřní stěně pouzdra vytvořená prstencová drážka zachycující O-kroužek. Tato prstencová drážka a O-kroužek zajišťují tedy odpovídající těsnost, a to i tehdy, když se ventilový píst zasouvá podle provozních podmínek do pouzdra. O-kroužkem je vždy zajištěno účinné těsnění.

Aby se zajistilo trvalé těsnění, to znamená i tehdy, když je ventilový píst vysunutý z pouzdra relativně daleko, navrhuje vynález, aby byla prstencová drážka uspořádaná orientovaná směrem ke dnu pístu se slepou dírou ventilového pístu. Zejména odstup ode dna ventilového pístu je omezený

82025 (82025a)

01-/GH

na 1 až 3 mm. Obvyklé jsou takovéto odstupy okolo nebo přes 5 mm, přičemž menší odstup s sebou přináší popisované výhody s potřebnou jistotou.

Požadované hydraulické tlumení se dosahuje tím, že vnitřní prostor pouzdra je naplněný vodou, která se může vytlačovat pouze spojovacím vrtáním ve dně pouzdra nebo se naopak může opět nasávat dovnitř. Pro usnadnění montáže je přitom navrženo, aby vrtání tělesa vykazovalo na straně pouzdra vnitřní závit pro připojení manometru nebo zátky. Tato zátka nebo přívod pro manometr zajišťuje utěsnění v této oblasti, takže je zajištěna účinnost hydraulického tlumení, to znamená, že jsou spolehlivě eliminovány netěsnosti ventilu.

Je zajištěná stále ještě potřebná výměna vodní náplně vnitřního prostoru pouzdra do vrtání tělesa, popřípadě odpovídajících přívodů, protože spojovací vrtání v pouzdru vykazuje průměr od 0,6 do 1,5 mm, s výhodou 1,2 mm. Přitom dno pouzdra předpokládá navíc spojovací kanál, který umožňuje odtok nebo přítok vody ve směru vnitřního prostoru pístu ventilu, případně ho umožňuje optimalizovat. Zde ukázaly pokusy, že popisovaný průměr spojovacího vrtání 1,2 mm je optimální, aby zajistil tlumící účinek, avšak současně vyloučil překážky. Odpovídající spojovací vrtání, spojovací kanál a vodní průtočná mezera, která zůstává okolo pouzdra, zajišťují požadovanou výměnu vodní náplně.

Aby se zajistila dostatečná, nebo lépe řečeno i dostatečná vodní průtočná mezera, navrhuje vynález, aby byly vnější stěna pouzdra a vnitřní stěna vrtání tělesa ponechané s výhodou neopracované, a tak ve vzájemné korespondenci ponechaly vodní průtočnou mezeru. Překvapivě při tom vzniká okolo pouzdra mezera asi 22 mm, takže je zajištěná potřebná výměna vody.

82025(82025a)

Vynález se vyznačuje zejména tím, že byl navržen zpětný ventil, u kterého jsou zajištěné vysoké doby životnosti, protože ventilový píst je vytvořený a provedený tak, že v oblasti těsnicího sedla nastavuje vždy úplný uzávěr, aniž by mohlo dojit k poškození ventilového pístu. Ventilový píst samotný je uspořádaný pro tlumeni tak, že nejen ventilová pružina, ale i odpovídající vodní náplň se starají o rovnoměrné klouzání, to znamená otvírání a zavírání ventilového pístu. Ventilový píst samotný je uspořádaný tak, že je vedený jednak v pouzdru a jednak ve zdvihátku a tím v regulačním pístu, takže lze dosáhnout velmi stejnoměrného pohybu ventilového pístu, což přispívá k vysoké životnosti takovéhoto ventilu. Výhodné je dále to, že se může navrhnout „netěsnost, případně cílená „netěsnost „škrtící klapkou, jak mezi ventilovým pístem a pouzdrem, tak i mezi pouzdrem a vrtáním tělesa nebo také v obou oblastech.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti a výhody předmětu vynálezu vyplývají z následujícího popisu příslušných výkresů, na kterých je znázorněný jeden výhodný příklad provedení spolu s nezbytnými podrobnostmi a jednotlivostmi. Na těch ukazuje:

obr.	1	zpětný ventil ve zjednodušeném znázornění v řezu,
obr.	2	pohled na pouzdro ode dna,
obr.	3	pouzdro v podélném řezu a
obr.	4	ventilový píst v podélném řezu.

82025 (82025a)

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 ukazuje ve zjednodušené reprodukci zpětný ventil _1' jehož těleso 2. je pouze naznačeno. Toto těleso 2_ disponuje několika přívody 3, 4 a také regulačním tlakovým přívodem 5, kterým se přivádí potřebná hydraulická kapalina nebo podobná iniciační kapalina na regulační píst _6.

Tento regulační píst _6 je spojený s ventilovým pístem 10 přes zdvihátko Ί_, takže jsou oba shodně axiálně posuvné ve vrtáni 8. tělesa 2. Přitom se přes regulační píst _6 a zdvihátko 7 vytlačuje ventilový píst 10 se svojí těsnící plochou 11 z těsnícího sedla 9, takže potom se může hydraulická kapalina dostat do oblasti přívodu 13. Při tomto pohybu, který je reprodukovaný ve spodní polovině znázorněni podle obrázku 1, se ventilová pružina 12 zatěžuje tak, že potom na základě své zpětné stavěči sily tlačí po uvolnění popřípadě po uzavření regulačního tlakového přívodu 5 ventilový píst 10 a přes zdvihátko Ί_ také regulační píst 6 nazpátek do polohy znázorněné v horní polovině obrázku 1.

Z obrázku 1 je zřejmé, že regulační tlakový přívod označený .5 disponuje závitem 14, takže lze odpovídající součást snadno vestavět. Podobný přívod s vnitřním závitem 15 je navržený také na protilehlém konci vrtání _8 tělesa. Zde je na obrázku 1 znázorněná zátka 16, kterou je vrtání 8_ tělesa na této straně uzavřené. Při povolení zátky 16 se může pouzdro označené 18 a také ventilový píst 10 demontovat nebo naopak také namontovat.

Pouzdro 18 přijímající ventilový píst 10 disponuje dostatečně hlubokým vnitřním prostorem 19, ve kterém je ventilový píst 10 uspořádaný posuvně. Ve vnější stěně 20 pistu je uspořádaná prstencová drážka 21, ve které je

82025 (82025a) umístěný O-kroužek 22. Tento O-kroužek 22 klouže po vnitřní stěně 23 pouzdra a zajišťuje tak, že je vnitřní prostor £9 pouzdra 18 z této strany utěsněný oproti vrtání 8. tělesa.

Ve dnu 24 pouzdra 18 je vytvořené spojovací vrtání 25, které slouží k tomu, aby byl vnitřní prostor 19 pouzdra £8 zásobovaný vodou přes spojovací kanál 37 a vodní průtočnou mezeru 35 mezi vnitřní stěnou 29 vrtání 8_ tělesa a stěnou 28 pouzdra.

Ventilová pružina 12 je ve vnitřním prostoru 19 pouzdra 18 uspořádaná tak, že se může spolehlivě opřít o dno a na opačné straně o ventilový píst 10. Proto ventilový píst 10 disponuje slepou dírou 26, která je ovšem vytvořená tak, že se může spolehlivě umístit prstencová drážka 21 s O-kroužkem 22. Tato prstencová drážka 21 je uspořádaná v malém odstupu ode dna 27 pístu, aby se spolehlivě zamezilo vysunutí přes okraj 30 pouzdra.

Píst, jak je popsáno, je posuvně uspořádaný v pouzdru 18 sestávajícím z mosazi nebo podobného materiálu, přičemž u protilehlé špičky 31 pístu spočívá v kuželovitém vrtání 32 zdvihátka Ί_ a je tak vedený. Nutné spolehlivé dosednutí těsnící plochy 11 na těsnícím sedle 9 vrtání 8. tělesa je podpořeno tím, že v oblasti vnější špičky 31, která je, jak ukazuje obrázek 4, zploštělá, je vytvořené krátké slepé vrtáni 33.

Pro pojmutí špičky 31 pístu disponuje zdvihátko Ί_ rozšířením 34, které je trumpetovitě vytvarované, aby se zajistila nezbytná tloušťka stěny.

Obrázek 1 objasňuje, že zvláštní a popisované vytvoření tohoto zpětného ventilu slouží pro optimální dobu životnosti.

82025 (82025a)

Obrázek 2 ukazuje pouzdro 1_ ode dna 24, přičemž je zřetelné spojovací vrtáni 25. Toto spojovací vrtání 25 končí ve spojovacím kanálu 37, což je ještě jednou objasněno za pomoci obrázku 3. Tento spojovací kanál 37 prochází napříč dnem 25 pouzdra 18, takže tím je zajištěno, že se voda dostane spojovacím vrtáním 25 do oblasti vodní průtočné mezery 35. Zkosení 38 zjednodušuje nejen vsazení pouzdra 18, ale podporuje průtok vody. 36 je označená vnitřní stěna pouzdra 18, 19 celý vnitřní prostor.

Obrázek 4 ukazuje ještě jednou řez ventilovým pístem 10, přičemž je nejprve ještě jednou zřejmé, že je špička 31 pístu zploštělá, zatímco těsnící plochy 11 vznikající zvláštním tvarem špičky 31 pístu se starají o spolehlivé přilehnutí k těsnícímu sedlu 9 vrtání _8 tělesa.

Malý odstup prstencové drážky 21 ode dna 27 pístu vychází rovněž výrazně najevo z obrázku 4.

Dále vpředu bylo vysvětleno, že se dosáhne cílené netěsnosti mezi vnitřním prostorem 19 pouzdra 18 a vrtáním 8_ tělesa přes vodní průtočnou mezeru 35, přičemž ve dně 24 pouzdra 18 je navržené regulační spojovací vrtání 25. Na obrázku 1 byla dále druhá vodní průtočná mezera opatřená vztahovou značkou 41, protože se také zde a potom při vynechání O-kroužku 22 může navrhnout vodní průtočná mezera 41 mezi vnitřní stěnou 23 pouzdra a vnější stěnou 20 pístu.

Na všechny jmenované znaky, i ty, které lze samotné seznat z výkresů, a to samotné i v kombinaci, se pohlíží jako na znaky pro vynález podstatné.

Claims (15)

1. Zpětný ventil, zejména pro hydraulickou výztuž při důlní těžbě černého uhlí, s tělesem (2) vykazujícím několik přívodů (3, 4, 5), ve kterém je posuvně uložený regulační píst (6) a s ním axiálně uspořádaný ventilový píst (10), přičemž regulační píst (6) je při odpovídajícím zatěžování řídícím tlakem ventilového pístu (10) vytvořený jako výsuvný píst (10) z těsnícího sedla (9) proti síle ventilové pružiny (12), vyznačující se tím, že ventilový píst (10) je posuvně polohovatelný proti síle ventilové pružiny (12) v pouzdře (18) uspořádaném ve vrtání (8) tělesa, přičemž pouzdro (18) vykazuje vodní náplň a je vytvořené jen jedno regulované spojení vnitřního prostoru (19) s vrtáním (8) tělesa.

2. Zpětný ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (19) pouzdra (18) je vytvořený vůči vnější stěně (20) pístu utěsněný, proti vrtání (8) tělesa je mezi vnější stranou (28) pouzdra a vnitřní stěnou (29) vrtání (8) tělesa ponechaná vodní průtočná mezera (35) a ve dně (24) vykazuje regulační spojovací vrtání (25).

3. Zpětný ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní prostor (19) pouzdra (18) vykazuje uzavřené dno (24), za to ale mezi vnější stěnou (20) pístu a vnitřní stěnou (23) pouzdra je vytvořená ponechaná vodní průtočná mezera (41).

4. Zpětný ventil podle nároku 3, vyznačující se tím, že je navržená vodní průtočná mezera (41) mezi vnější stěnou (20) pístu a vnitřní stěnou (23) pouzdra a/nebo vodní průtočná mezera (35) a spojovací vrtání (25).

16 82025 (82025a)

5.

nároků,

Zpětný ventil podle vyznačující se (18) jsou vyrobené sestává z pouzdro ventilový píst (10) některého tím, že z mosazi z předcházejících nebo oceli a že korespondujícího materiálu.

6. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ventilový píst (10) je vytvořený jako plastový píst.

7. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ventilový píst (10) je vybavený slepou dírou (26) částečně pojímající ventilovou pružinu (12) .

8. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že těsnící plocha (11) ventilového pístu (10) přiléhající k těsnícímu sedlu (9) je vytvořená jako sbíhající se do špičky a vedená v kuželovité tvarovaném vrtání (32) zdvihátka (7) spojujícího ventilový píst (10) a regulačního pístu (6).

9. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrtání (32) ve tvaru hrotu kužele ve zdvihátku (7) krátkého slepého vrtání (33).

10. Zpětný ventil podle nároků, vyznačující se v oblasti vrtání (32) ve formě trumpetovitě se rozšiřující.

je vytvořené s přechodem do některého z předcházejících tím, že zdvihátko (7) je hrotu kužele vytvořené jako

16 82025 (82025a)

11. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ve vnější stěně (20) pístu a/nebo vnitřní stěně (23) pouzdra je vytvořená • · ······ · · • · · · · · . · · • · · · · · · ·· prstencová drážka (21) pojímající O-kroužek (22).

12. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že prstencová drážka (21) je uspořádaná orientovaná ode dna (27) pístu se slepou dírou (26) ventilového pístu (10).

13. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrtání (8) tělesa vykazuje na straně pouzdra vnitřní závit (15) pro připojení manometru nebo zátky (16).

14. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující, se tím, že spojovací vrtání (8) v pouzdru (18) vykazuje průměr od 0,6 do 1,5 mm, s výhodou 1,2 mm.

15. Zpětný ventil podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnější stěna (28) pouzdra a vnitřní stěna (29) vrtání (8) tělesa jsou vytvořené tak, že vzájemně korespondují při ponechané vodní průtočné mezeře (35) tím, že jsou s výhodou ponechané neopracované.