CZ61996A3

CZ61996A3 - Closing valve with valve box

Info

Publication number: CZ61996A3
Application number: CZ96619A
Authority: CZ
Inventors: Lutz Jurgen
Original assignee: Gestra Ag
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1996-10-16
Also published as: EP0740093A1; SK10796A3; PL313557A1; CA2170704A1; DE19511756A1; JPH08285105A; US5810327A; ZA962519B

Description

s ventilovou skříní

ZAVÍRACÍ KLAPKA S VENTILOVOU SKŘÍNÍ ;

i

Oblast techniky

Vynález se týká zavírací klapky která má průtokový kanál a ventilové sedlo, s ovládacím hřídelem, který prochází stěnou ventilové skříně a který zasahují ovládací prostředky umístěné vně ventilové skříně, výkyvné pohyblivý uzávěr, který je uvnitř ventilové skříně spojen s ovládacím hřídelem, a s pružinou působící na ovládací hřídel ve smyslu výkyvu.

Takové zavírací klapky slouží v řadě případů k uzavírání plnicích a/nebo vypouštěcích otvorů nádrží. Může se jednat o stacionární nádrže, avšak také o dopravní nádrže, například železniční kotlové vagony, silniční tankové vozy nrbo tankové kontejnery, což je jen několik příkladů.

Jedna taková zavírací klapka popsaná v patentovém spisu DE-PS 834 168 má dutý ovládací hřídel, ve kterém je jako torzní člen působící pružina. Síla vyvíjená na ovládací páce se přes tuto pružinu přenáší na ovládací hřídel a s ním pevně spojený závěrný díl. Pružina určuje maximální ovládací sílu působící na závěrný díl. Vyšší síla, která může být nutná, aby případně překonala přídavný odpor při otevírání nebo zavírání , nemůže být u této známé zavírací klapky vyvinuta. Aby byla zavírací klapka udržena zavřená, je na ovládací páce nutný uzavírací mechanismus. Kdyby u dutého ovládacího hřídele nastal únik, průtočné prostředí by se dostalo z ventilové skříně k pružině, aniž by to bylo možné zvenku poznat. Agresivní průtokové prostředí může způsobit poškození pružiny. Poškození či defekt pružiny není zvenku patrný, což zejména s ohledem na bezpečnost funkce představuje závažnou nevýhodu.

U jiné známé zavírací klapky popsané v patentovém spise EP-OS 420 664 jsou ovládací páka a ovládací hřídel navzájem přímo spojeny, takže na závěrný díl může být vyvíjena velká ovládací síla. Pružina vytvořená jako torzní člen je uložena ve zvláštní uzavřené komoře ventilové skříně, do které

-2zasahuje ovládací hřídel. Při závadě těsnění hřídele pronikne průtokové prostředí do oddělené komory a tedy k pružině. Stav pružiny není při tomto uspořádání rovněž zvenku viditelný. Příslušná nevýhoda týkající se provozní bezpečnosti je tedy i u tohoto zařízení. Kromě toho komora nutná pro pružinu způsobuje značné zvětšení ventilové skříně.

Úkolem vynálezu tudíž je vytvořit zavírací klapku typu definovaného výše, která by měla velmi vysokou funkční bezpečnost.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří zavírací klapku s ventilovou skříní, která má průtokový kanál a ventilové sedlo, s ovládacím hřídelem, který prochází stěnou ventilové skříně a který zasahují ovládací prostředky umístěné vně ventilové skříně, výkyvné pohyblivý uzávěr, který je uvnitř ventilové skříně spojen s ovládacím hřídelem, a s pružinou působící na ovládací hřídel ve smyslu výkyvu, jejíž podstata spočívá v tom, že pružina je vytvořena lineárně pohyblivá a je vně ventilové skříně uspořádána tak, že její směr pohybu je kolmý k podélné ose ovládacího hřídele, vně ventilové skříně je na ovládacím hřídeli kolmo k podélné ose ovládacího hřídele uspořádáno výkyvné rameno, které má na konci vzdáleném od ovládacího hřídele unášeč pro jeden konec pružiny, na vnější straně je na ventilové skříni uspořádáno ložisko pro druhý konec pružiny, unášeč a ložisko jsou uspořádány tak, že v zavřené poloze zavíracího dílu probíhá myšlená spojovací čára mezi ložiskem a unášečem s bočním přesazením k podélné ose ovládacího hřídele ve směru uzavíracího pohybu. Pružina drží zavírací díl samočinně v zavřené poloze. Pružina je úplně mimo oblast vlivu protékajícího prostředí. Při volbě materiálu pružiny se tudíž nemusí brát v úvahu agresivita protékajícího prostředí, takže s nenákladnými materiály je zajištěna velmi vysoká životnost pružiny. Stav pružiny je v každé době viditelný. Z toho vyplývá zvláště vysoká funkční bezpeč-3nost. Vně uspořádaná, jako zdvihací člen vytvořená pružina nevyžaduje žádný zvláštní tvar skříně. Objem materiálu ventilové skříně a tím i hmotnost zavírací klapky mohou být velmi malé, což pro některé případy použití může být velká výhoda, například pro tankové kontejnery.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu unášeč a ložisko jsou uspořádány tak, že v otevřené poloze zavíracího dílu probíhá myšlená spojovací čára mezi ložiskem a unášečem s bočním přesazením k podélné ose ovládacího hřídele ve směru otevíracího pohybu. Tímto opatřením podle předloženého vynálezu se dosahuje toho, že zavírací díl je pružinou držen nejen v zavřené poloze, nýbrž i v otevřené poloze. Když se zavírací díl blíží ke své otevřené poloze, obrací se směr působení síly vyvíjené pružinou na ovládací hřídel a tedy i na zavírací díl. Z počáteční zavírací síly se stane otevírací síla. Zavírací díl potom zaskočí do otevřené polohy a je tam držen. K zavření musí být zavírací díl nejdříve pohybován proti síle pružiny působící proti směru otevření, až se při přibližování zavíracího dílu k zavřené poloze síla pružiny opět změní na zavírací sílu. Zavírací díl se potom rychle pohybuje do zavírací polohy a je v ní těsně přitlačován k ventilovému sedlu.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu je pružina vytvořena jako tažná pružina a výkyvné rameno směřuje svým koncem vzdáleným od ovládacího hřídele ve směru od ložiska .

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu je pružina vytvořena jako tlačná pružina a výkyvné rameno směřuje svým koncem vzdáleným od ovládacího hřídele ve směru k ložisku.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu pro spojení ovládacího hřídele a výkyvného ramena jsou opatřeny dvě kuželovité části ve formě kuželovitého čepu a doplňkového kuželovitého vývrtu, přičemž jedna kuželovitá část je uspořádána na vnějším konci ovládacího hřídele a druhá kůže-4lovitá část je uspořádána na výkyvném ramenu a jsou opatřeny napínací prostředky, které kuželovité části stlačují k sobě. Kuželové spojení má schopnost přenášet potřebné ovládací síly. Současně umožňuje plynulé vzájemné nastavení ovládacího hřídele a výkyvného ramena a tím i optimální umístění unášeče vzhledem k podélné ose ovládacího hřídele a k ložisku. Všechny výrobní odchylky, ktteré mají vliv na úhlové nastavení zavíracího dílu k dílům sloužícím ovládáni mohou být snadno kompenzovány.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu ovládací prostředky jsou vytvořeny jako ovládací páka uspořádaná na výkyvném ramenu.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu ovládací hřídel má vně ventilové skříně záchytné plochy pro výkyvné prostředky. Toto opatření podle předloženého vynálezu umožňuje držet ovládací hřídel při montáži zavírací klapky, když je výkyvné rameno uváděno do své žádané polohy, nějakým otáčecím nástrojem, například matkovým klíčem, v zavírací poloze. Tím je zajištěna optimální vzájemná poloha obou dílů. Kromě toho umožňují záchytné plochy nouzové ovládání zavírací klapky, například při poškození ovládací páky.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu výkyvné rameno je na ovládacím hřídeli uspořádáno s odstupem od ventilové skříně a záchytné plochy jsou uspořádány mezi ventilovou skříní a výkyvným ramenem. Následkem tohoto opatření podle předloženého vynálezu ovládací hřídel nevyčnívá ven přes výkyvné rameno, takže je od tohoto možný neomezený pohyb pružiny. Místo přechodně působícího klíče může být nasazena stacionární páka na mnohohran. Přídavně k uvedeným již funkcím umožňuje v případě potřeby dálkové ovládání zavírací klapky, například v případě nouze uzavření přes šňůru spojenou s pákou.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu ventilová skříň má přírubu pro připojení k nádrži, ovládací hřídel a ložisko jsou uspořádány v blízkosti příruby a pruží-5ny jsou v pohledu z přední strany na přírubu uspořádány vedle příruby. Toto opatření podle předloženého vynálezu umožňuje vytvořit ventilovou skříň s velmi malým objemem materiálu a tedy i malou hmotností. Uspořádání všech funkčních dílů zavírací klapky je soustředěno na část skříně hraničící s nádrží. Pouze v této oblasti musí být ventilová skříň uzpůsobena pro umístění popřípadě držení funkčních prvků. Úkol zbývající části ventilové skříně je omezen na vytvoření průtokového kanálu. Tento může mít velmi tenké stěny, takže se dosahuje velmi lehké konstrukce ventilové skříně. Mohou být docíleny různé stavební délky skříně aniž by byly nutné změny ovládacího mechanismu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde je v obr.l znázorněno první provedení zavírací klapky v zavřené poloze v podélném řezu, obr.2 znázorňuje první provedení zavírací klapky v zavřené ploze v řezu podle čáry 2-2 v obr.l, obr. 3 znázorňuje detail prvního provedení zavírací klapky v řezu podle čáry 3-3, obr.4 znázorňuje bokorys prvního provedení zavírací klapky v zavřené poloze, obr.5 znázorňuje bokorys prvního provedení zavírací klapky v otevřené poloze a obr.6 znázorňuje bokorys druhého provedení zavírací klapky v zavřené poloze.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr.l má zavírací klapka podle předloženého vynálezu ventilovou skříň 1., která je opatřena průtokovým kanálem 2 a na jeho obou koncích přírubami 3 a 4. Jedna příruba 3 slouží k připojení neznázorněného plnicího nebo vypouštěcího potrubí, zatímco je zavírací klapka druhou přírubou 4 připojena k částečně znázorněné nádrži 5, přičemž upevňovací prostředek není znázorněn. Pro tento účel má nádrž 5 dole připojovací přírubu 6 s plnicím a vypouštěcím otvorem 7. Na konci průtokového kanálu 2 přilehlém k nádrži 5. je ve ventilové

-6skřírti 1 uspořádáno ventilové sedlo 8. přivrácené k nádrži 5. a spolupůsobící se zavíracím dílem 9., který se při otevření zavírací klapky vychýlí do nádrže 5. Zavírací díl 9 je na své straně odvrácené od ventilové skříně 1. opatřen výkyvnou pákou 10. která je uvniř ventilové skříně 1. neotočně spojena s ovládacím hřídelem 11. Ovládací hřídel 11 je uložen ve ventilové skříni i a prochází její stěnou 12 ven.

Konec ovládacího hřídele 11 nacházející se vně ventilové skříně i má na svém obvodu mnohohran 12. viz obr.3. Dále je konec ovládacího hřídele 11 opatřen podélně kuželovitým vývrtem 13. Na mnohohranu 12 ovládacího hřídele 11 je nasazena svým koncem zavírací páka 14. K tomu má zavírací páka 14 vnitřní mnohohran komplementární k mnohohranu 12 ovládacího hřídele H, zatímco na druhém konci má oko 15. V kuželovitém vývrtu 13 ovládacího hřídele 11 je uložen doplňkový kuželový čep 16 výkyvné páky 18 uspořádané vně ventilové skříně i. Šroubem 19 jsou kuželovitý vývrt 13 a kuželový čep 16 spolu pevně spojeny.

Výkyvné rameno 18 je uloženo kolmo k podélné ose 17 ovládacího hřídele 11 ve směru odvráceném od ložiska 20 vytvořeného na vnější straně ventilové skříně 1.. Na konci vzdáleném od ovládacího hřídele 11 nese výkyvná páka 18 ovládací páku 21 pro ruční otevření a zavření zavírací klapky. Dále má výkyvná páka 18 na onom konci na straně odvrácené od ventilové skříně i a od ovládacího hřídele 11 unášeč 22. na který působí svým jedním koncem tažná pružina 23 umístěná vně ventilové skříně i, zatímco je na svém druhém konci držena na ložisku 20. Ložisko 20 a unášeč 22 jsou uspořádány tak, že tažná pružina 23., viděno z přední strany příruby 4, viz obr.2, se nachází bočně vedle příruby 4, podélný směr a tedy i směr lineárního pohybu tažné pružiny 23 probíhá kolmo k podélné ose 17 ovládacího hřídele 11 a myšlená spojovací čára 24 mezi ložiskem 20 a unášečem 22 probíhá s bočním přesazením 25.,26. k podélné ose 17 ovládacího hřídele 11. viz obr. 4 a 5. Ve směru této spojovací čáry 24 vyvíjí tažná pružina 23 svou

-7sílu.

V zavřené poloze zavíracího dílu £ probíhá přesazení 25. od podélné osy 17 do toho směru, do kterého se pohybuje unášeč 22 při zavíracím působení na zavírací klapku, viz obr.4. V otevřené poloze zavíracího dílu 9 probíhá přesazení 26 od podélné osy 17 ovládacího hřídele 11 do toho směru, do kterého se pohybuje unášeč 22 při otevíracím působení na zavírací klapku, viz obr.5.

Když při sestavování zavírací klapky zavírací díl £ a ovládací hřídel 11 jsou vestavěny do ventilové skříně i, zasune se výkyvné rameno 18 s čepem 16 volně do kuželovitého vývrtu 13 a volně se zašroubuje šroub 19.. Ovládací páka 21 se potom vychýlí ve smyslu otevírání tak daleko, aby tažná pružina 23 mohla být bez obtíží zavěšena do ložiska 20 a do unášeče 22. Zavírací díl £ se přitlačí proti ventilovému sedlu 8.. To se může provést bezprostředně ručním stlačením zavíracího dílu £ nebo zprostředkovaně zásahem na ovládací hřídel 11 neotočně spojený se zavírací pákou 14 ve volném prostoru mezi těmito dílci a ventilovou skříní 1. Ovládací páka 21 se potom pohybuje ve směru zavírání, až se dosáhne potřebného přesazení 25 spojovací čáry 24 proti podélné ose 17 ovládacího hřídele 11 odpovídajícího zavřené poloze. V této poloze se dotáhne šroub 19 . takže ovládací hřídel 11 a výkyvné rameno 18 jsou v této vzájemné poloze navzájem neotočně spojeny. Kuželové spojení umožňuje plynulé nastavení vzájemné polohy a také napínáni a vypínání tažné pružiny 23 je zvláště jednoduché .

V zavřené poloze, viz obr.4, vyvíjí tažná pružina 23 vlivem přesazení 25 na ovládací hřídel 11 kroutivý moment ve směru zavírání a tím i zavírací sílu na zavírací díl £. Zavírací díl £ leží těsně na ventilovém sedle 8. Plnicí a vypouštěcí otvor 7 nádrže 5 je spolehlivě uzavřen. Není nutný žádný uzávorovací mechanismus pro držení tohoto zavíracího dílu £ v této poloze.

Pro otevření zavírací klapky se ovládací páka 21 vychýlí

-8ve směru otevírání. Síla tažné pružiny 23 při tom roste. Současně se však zmenšuje plynule přesazení 25 a tím také kroutící moment působící ve směru zavírání na ovládací hřídel

11. Bude-li přesazení 25 nulové, bude i kroutící moment nulový. Zavírací díl 9 je v poloze dílčího otevření. Vychýlí-li se ovládací páka 21 dále ve směru otevření, potom vznikne přesazení 26 v opačném směru a vznikne kroutící moment ve směru otevření na ovládacím hřídeli 11. Tím dojde ke zmenšení síly tažné pružiny 23.. To má za následek, že zavírací díl 9. urychleně přejde z okamžité polohy dílčího otevření do otevřené polohy a v ní setrvá, viz obr.5. Může se provést naplnění nebo vypuštění nádrže 5. K tomu také není třeba žádného uzávorovacího mechanismu.

Pro zavření je třeba pohybovat ovládací pákou 21 proti rostoucí síle tažné pružiny 23 ve směru zavírání až přesazení 26 opět zmizí a vytvoří se přesazení 25 opačného směru. Při tom vzniklé zmenšení síly tažné pružiny 23 a stoupající zavírací moment ovládacího hřídele 11 mají za následek rázovité zavírání zavírací klapky. Místo zavírání z bezprostřední blízkosti přes ovládací páku 21 je také možné zavírání ze vzdáleného místa přes neznázorněnou trhací šňůru připojenou k oku 15 zavírací páky 14. Při odpovídajícím tahu za šňůru se zavírací páka 14 vychýlí z otevřené polohy do zavřené polohy. Oko 15 se přitom pohybuje z polohy blízké k nádrži 5, viz obr. 5, do polohy vzdálené od nádrže 5..

Zavírací klapka podle obr. 6 má místo tažné pružiny 23 tlačnou pružinu 27, která je uložena mezi ložiskem 20 na straně ventilové skříně i a unášečem 22 na výkyvném ramenu 18. Výkyvné rameno 18 směřuje svým koncem vzdáleným od ovládacího hřídele 11. na kterém je uspořádán unášeč 22, do směru přilehlého ložisku .20. I u tohoto provedení zavírací klapky vytváří spojovací čára 24 myšlená mezi ložiskem 20 a unášečem 22 přesazení 25.26 k podélné ose 17 ovládacího hřídele 11. Ohledně ovládání a funkce platí to, co bylo uvedeno výše.

Zavírací páka 14 znázorněná v obr.2 až 5 pro dálkové ov-9ládání může být také uspořádána u zavírací klapky podle obr.6. Rovněž mohou být, ač to není účelné, tyto zavírací páky 14 u zavírací klapky podle předloženého vynálezu vynechány. Po vynechání ovládací páky 21 je možné pro nastavení nebo ovládání nasadit na mnohohran 12 ovládacího hřídele 11 matkový klič. Volně umístěná tažná pružina 23 nebo tlačná pružina 27 je vždy viditelná. Případné její poškození je tedy možno ihned spatřit. Také nemusí na materiál pružin 23,27 být brán ohled v souvislosti s velmi agresivním prostředím v nádrži 5. Proto je možné použít levný a přitom osvědčený materiál na pružiny 23,,27. To vše představuje velkou výhodu pro bezpečnost funkce zavírací klapky. Všechny funkční díly jsou přizpůsobeny oblasti ventilové skříně 1 navazující na přírubu 4 (uspořádání tažné popřípadě tlačné pružiny 23.,27, vně obvodu příruby pro to činí předpoklady). Pouze v této oblasti musí být ventilová skříň 1 uzpůsobena pro nasazeni popřípadě držení funkčních dílů. Ostatní část ventilové skříně i tvoří pouze průtokový kanál 2 a může být vyrobena s příslušně tenkými stěnami, takže je dosažena zvláště lehká konstrukce ventilové skříně 1.

LENSKÝ yvokát

SPOLEČNÁ ADVOKÁTNÍ XANCSLAft VŠETEČXA A PARTNEŘI

Hí lkaví z / /O ' ! 2 < ·

N Á ř o 2k skříní, která má průtokový zavxraciho dílu ložiskem (20) a délné ose (17)

Claims

PATENTOVÉ

1. Zavírací klapka s ventilovou kanál a ventilové sedlo, s ovládacím hřídelem, který prochází stěnou ventilové skříně a který zasahují ovládací prostředky umístěné vně ventilové skříně, výkyvné pohyblivý uzávěr, který je uvnitř ventilové skříně spojen s ovládacím hřídelem, a s pružinou působící na ovládací hřídel ve smyslu výkyvu, vyznačující se tím, že pružina (23,27) je vytvořena lineárně pohyblivá a je vně ventilové skříně (1) uspořádána tak, že její směr pohybu je kolmý k podélné ose (17) ovládacího hřídele (11), vně ventilové.skříně (1) je na ovládacím hřídeli (11) kolmo k podélné ose (17) ovládacího hřídele (11) uspořádáno výkyvné rameno (18), které má na konci vzdáleném od ovládacího hřídele (11) unášeč (22) pro jeden konec pružiny (23,27), na vnější straně je na ventilové skříni (1) uspořádáno ložisko (20) pro druhý konec pružiny (23,27), unášeč (22) a ložisko (20) jsou uspořádány tak, že v zavřené poloze (9) probíhá myšlená spojovací čára (24) mezi unášečem (22) s bočním přesazením (25) k poovládacího hřídele (11) ve směru uzavíracího pohybu.
2. Zavírací klapka podle nároku 1, vyznačující se tím, že. unášeč (22) a ložisko (20) jsou uspořádány tak, že v otevřené poloze zavíracího dílu (9) probíhá myšlená spojovací čára (24) mezi ložiskem (20) a unášečem (22) s bočním přesazením (26) k podélné ose (17) ovládacího hřídele (11) ve směru otevíracího pohybu.
3. Zavírací klapka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pružina je vytvořena jako tažná pružina (23) a výkyvné rameno (18) směřuje svým koncem vzdáleným od ovládacího hřídele (11) ve směru od ložiska (20).
4. Zavírací klapka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pružina je vytvořena jako tlačná pružina (27) a výkyvné rameno (18) směřuje svým koncem vzdáleným od ovládacího hří-11dele (11) ve směru k ložisku (20).
5. Zavírací klapka podle jednoho nebo několika z nároků 1 až

4, vyznačující se tím, že ke spojení ovládacího hřídele (11) a výkyvného ramena (18) jsou opatřeny dvě kuželovité části ve formě kuželovitého čepu (16) a doplňkového kuželovitého vývrtu (13), přičemž jedna kuželovitá část je uspořádána na vnějším konci ovládacího hřídele (11) a druhá kuželovitá část je uspořádána na výkyvném ramenu (18) a jsou opatřeny napínací prostředky (19), které kuželovité části stlačují k sobě.
6. Zavírací klapka podle jednoho nebo několika z nároků 1 až

5, vyznačující se tím, že ovládací prostředky jsou vytvořeny jako ovládací páka (21) uspořádaná na výkyvném ramenu (18).
7. Zavírací klapka podle jednoho nebo několika z nároků 1 až

6, vyznačující se tím, že ovládací hřídel (11) má vně ventilové skříně (1) záchytné plochy (12) pro výkyvné prostředky (14).
8. Zavírací klapka podle nároku 7, vyznačující se tím, že výkyvné rameno (18) je na ovládacím hřídeli (11) uspořádáno s odstupem od ventilové skříně (1) a záchytné plochy (12) jsou uspořádány mezi ventilovou skříní (1) a výkyvným ramenem (18).
9. Zavírací klapka podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že ventilová skříň (1) má přírubu (4) pro připojení k nádrži (5), ovládací hřídel (11) a ložisko (20) jsou uspořádány v blízkosti příruby (4) a pružiny (23,27) jsou v pohledu z přední strany na přírubu (4) uspořádány vedle příruby (4).