PL165013B1 - Zawieradło zaworów - Google Patents

Abstract

Zawieradło zaworów z wkładką tarciową osadzoną na rdzeniu zawieradła pokrytym materiałem zabezpieczającym i zawierającym co najmniej jedno gniazdo, w którym jest umieszczona ta wkładka, znamienne tym, że wkładka tarciowa (7) gniazda (3)jest wyposażona w odkształcalne palce (8) umożliwiające jej umiejscowienie na rdzeniu (1) i mechaniczne połączenie z zawieradłem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawieradło zaworów, którego rdzeń jest zaopatrzony we wkładki tarciowe z tworzywa sztucznego, zmniejszające współczynnik tarcia zawieradła podczas współpracy z korpusem zaworu. Zawieradła te zazwyczaj mają rdzeń metalowy, na przykład żeliwny, na który jest natłoczony elastomer.

Współczynnik tarcia pomiędzy elastomerami a materiałem tworzącym korpus zaworu, którym z reguły jest żeliwo pokryte żywicą epoksydową, jest względnie wysoki, co po dużej ilości kolejno następujących po sobie cykli otwierania i zamykania zaworu powoduje znaczące zużycie elastomeru na poziomie powierzchni prowadzących zawieradła, stykających się z korpusem zaworu, oraz wyrywanie materiału tworzącego korpus zaworu.

Z tego też powodu stosowane są wkładki tarciowe, naklejane na zawieradło na poziomie powierzchni prowadzących, stykających się z kropusem zaworu. Wkładki te są wykonane z tworzywa sztucznego, które w porównaniu z elastomerem posiada lepszy współczynnik tarcia względem materiału tworzącego korpus zaworu.

Mocowanie wkładek na zawieradle dokonywane jest dwoma sposobami. Pierwszy sposób polega na przyklejaniu wkładek w żądanym miejscu metalowego rdzenia zawieradła przed jego pokryciem elastomerem, a drugi polega na przyklejaniu wkładek do rdzenia już pokrytego elastomerem. Ten sposób umiejscowiania wkładek przez ich klejenie nie jest zadowalający, ponieważ zawieradła są poddawane bardzo dużym naprężeniom mechanicznym, niewspółmiernym do

165 013 3 wytrzymałości połączeń klejonych, tym bardziej że zwieradła działają w środowisku ciekłym, które może być gorące lub agresywne chemicznie.

Inny sposób mocowania wkładek bez stosowania klejenia polega na wykorzystaniu elastomeru jako elementu pośredniczącego pomiędzy wkładkami a rdzeniem zawieradła.

W tym przypadku wkładki na swojej powierzchni czołowej zwróconej do rdzenia zawieradła mają szereg wnęk w postaci jaskółczego ogona, które są później wypełnione elastomerem, powodując w ten sposób połączenie mechaniczne pomiędzy wkładkami a elastomerem, zespolonym z rdzeniem zawieradła.

Niedogodność tego sposobu mocowania polega na tym, że dla utworzenia zawieradła należy w formie dla wtryskiwania elastomeru umieścić zarówno rdzeń jak i wkładki, zestawiając pomiędzy tymi wkładkami a rdzeniem swobodną przestrzeń, umożliwiającą przepływ elastomeru.

Elastomer jest wtryskiwany pod ciśnieniem, przekraczającym 100 barów, które może spowodować przemieszczanie wkładek wewnątrz formy, co pociąga za sobą występowanie elastomeru również ponad wkładkami. W takim przypadku wkładki nie pełnią swej funkcji, ponieważ tarcie będzie następować na powierzchni elastomeru.

Zawieradło zaworów z wkładką tarciową osadzoną na rdzeniu zawieradła pokrytym materiałem zabezpieczającym i zawierającym co najmniej jedno gniazdo, w którym jest umieszczona ta wkładka, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wkładka tarciowa gniazda jest wyposażona w odkształcalne palce umożliwiające jej umiejscowienie na rdzeniu i mechaniczne połączenie z zawieradłem.

Korzystnie każde gniazdo jest wyposażone w co najmniej jeden wystający, korzystnie stożkowy czop przeznaczony do umiejscawiania wkładki i utrzymywania jej w tym gnieździe, a każda wkładka ma co najmniej jeden otwór o wymiarze nieco mniejszym od wymiaru czopa. Otwory wkładek są wciśnięte na czopy rdzenia.

W odmiennym rozwiązaniu, każde gniazdo rdzenia zawieradła ma co najmniej jeden otwór, a każda wkładka gniazda jest wyposażona w co najmniej jeden wystający czop przeznaczony do jej umiejscowienia w gnieździe. Całkowita wysokość wkładek jest większa od odległości pomiędzy dnem gniazd a wewnętrznym czołem formy do wtryskiwania elastomeru, gdy forma jest zamknięta na rdzeniu zawieradła.

Wkładki korzystnie posiadają przeloty odpowietrzające.

Zawieradło według wynalazku nie wymaga jakiejkolwiek specjalnej obróbki, wkładki tarciowe są z nim połączone mechanicznie a nie przez klejenie, różnice grubości rdzenia zawieradła spowodowane tolerancjami odlewniczymi są łatwo eliminowane, nie ma możliwości przykrycia wkładek tarciowych elastomerem, a ponadto wkładki te są utrzymywane mechanicznie na swoich miejscach na rdzeniu zawieradła i nie istnieje niebezpieczeństwo ich przemieszczania podczas wtryskiwania elastomeru.

Przedmiot wynalazku zostanie szczegółowo opisany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rdzeń zawieradła według wynalazku, fig. 2 - zawieradło w półprzekroju wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, fig. 3 - wkładkę tarciową w przekroju, osadzoną w gnieździe, przed zamknięciem formy do wtryskiwania elastomeru, fig. 4 - wkładkę tarciową w przekroju, osadzoną w gnieździe po zamknięciu formy do wtryskiwania elastomeru, fig. 5 - fragment zawieradła w przekroju, a fig. 6 -przekrój przez inne wykonanie wkładek zawieradła według wynalazku.

Jak przedstawiono na rysunku, fig. 1-6, zawieradło według wynalazku jest utworzone przez rdzeń 1, na przykład żeliwny, pokryty natłoczonym elastomerem 2, i zaopatrzony w gniazdo 3 usytuowane na poziomie czół prowadzących zawieradła. Ponadto, jak pokazano na fig. 1, rdzeń 4 korzystnie ma na jednym boku pojedyncze gniazdo o wydłużonym kształcie, a na drugim boku trzy gniazda o kształcie kołowym 5.

Każde gniazdo 3 jest wyposażone w co najmniej jeden wystający czop 6.

Gniazdo o wydłużonym kształcie 4 ma dwa czopy 6 lekko stożkowe, wystające z dna gniazda, równomiernie rozstawione w tym gnieździe i o osi prostopadłej do dna gniazda, a każde gniazdo o kształcie kołowym 5 ma czop 6 wystający ze środka dna gniazda.

Wkładki 7 są umiejscowione i utrzymywane na swoich miejscach w gniazdach 3 rdzenia 1 zawieradła.

165 013

Wkładki 7 są wyposażone w odkształcalne palce 8, które umożliwiają umiejscawianie tych wkładek na rdzeniu 1 zawieradła oraz ich mechaniczne połączenie z zawieradłem.

Wkładka 7 ma ponadto co najmniej jeden otwór 10 o osi prostopadłej do czoła 9 wkładki 7 i o średnicy nieco mniejszej od średnicy czopów 6 w gniazdach 3 rdzenia 1 zawieradła.

W przykładzie pokazanym na fig. 3 do 5, czoło 9 wkładki 7 jest w postaci szeregu palców 8 prostopadłych do wewnętrznej powierzchni wkładki 7 i współpracujących z dnem gniazd 3, oraz posiada cylindryczny otwór 10 o osi prostopadłej do czoła 9 wkładki 7.

Wymiary poprzeczne i podłużne wkładek 7 są mniejsze od wymiarów gniazd 3 w rdzeniu 1 zawieradła tak, by pozostawić wolną przestrzeń 11 pomiędzy brzegiem wkładek 7 a brzegiem gniazd 3.

Całkowita wysokość D wkładek 7 jest większa od odległości d równej głębokości gniazd 3 powiększonej o grubość elastomeru, który ma być natłoczony, a w szczególności równa się odległości pomiędzy dnem gniazd 3 a wewnętrzną ścianą formy do wtryskiwania elastomeru, gdy forma ta jest zamknięta na rdzeniu 1 zawieradła.

W rozwiązaniu pokazanym na fig. 6 wkładki 7 są wyposażone w palce 12 skierowane bocznie i współpracujące z bocznymi czołami gniazd 3.

Wykonywanie zawieradła według wynalazku przebiega następująco. Rdzeń 1 wyposażony w gniazda 3 i wykonany bezpośrednio w odlewni, a więc bez obróbki, jest najpierw śrutowany i czyszczony.

Następnie w przewidzianych do tego celu gniazdach 3 umieszcza się wkładki 7. Wymiary otworów 10 wkładek 7 są nieco mniejsze od wymiarów czopów 6 rdzenia 1, co w połączeniu ze stożkowatością czopów 6 pozwala na utrzymywanie wkładek 7 na swoich miejscach w gniazadach

3. W przypadku stosowania wkładek 7 takich jak pokazano na fig. 6, boczne palce 12 pozwalają na łatwe umiejscawianie wkładek i utrzymywanie ich w ustalonym położeniu.

Następnie rdzeń 1 wraz z wkładkami 7 jest umieszczony w formie do wtryskiwania elastomeru.

Po zamknięciu formy, jeżeli wysokość D wkładek 7 jest większa od odległości d pomiędzy dnem gniazd 3 a wewnętrzną ścianą formy, wówczas wkładki 7 wgniatają się w gniazda 3. Swobodne zakończenia 15 palców 8 w styku z dnem gniazd 3 odkształcają się w zgrubienia 13, tworząc tym samym wnęki 14.

W ten sposób zewnętrzne czoło 16 wkładek 7, pozostające w styku z formą, ściśle dolega do jej powierzchni, co powoduje wyeliminowanie różnic grubości rdzenia zawieradła, spowodowanych tolerancjami odlewniczymi.

Teraz następuje wtryśnięcie elastomeru do formy. Elastomer wnika we wnęki 14 poprzez swobodną przestrzeń 11, w wyniku czego wkładki 7 zostają połączone mechanicznie z rdzeniem 1 zawieradła za pośrednictwem elastomeru. W razie potrzeby, wkładki 7 są wyposażone w przeloty (niepokazane) do odpowietrzania podczas wtryskiwania elastomeru.

Możliwe jest również rozwiązanie, w którym na dnie gniazd 3 rdzenia 1 zawieradła wykonuje się co najmniej jeden otwór, a na wewnętrznym czole wkładek 7 znajduje się co najmniej jeden wystający czop o kształcie dostosowanym do kształtu tych otworów w gniazdach 3.

Fig. 4

Fig. 6

I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakiaa 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawieradło zaworów z wkładką tarciową osadzoną na rdzeniu zawieradła pokrytym materiałem zabezpieczającym i zawierającym co najmniej jedno gniazdo, w którym jest umieszczona ta wkładka, znamienne tym, że wkładka tarciowa (7) gniazda (3) jest wyposażona w odkształcalne palce (8) umożliwiające jej umiejscowienie na rdzeniu (1) i mechaniczne połączenie z zawieradłem.
2. 2. Zawieradło według zastrz. 1, znamienne tym, że każde gniazdo (3) jest wyposażone w co najmniej jeden wystający czop (6) przeznaczony do umiejscawiania wkładki (7) i utrzymywania jej w tym gnieździe (3).
3. 3. Zawieradło według zastrz. 2, znamienne tym, że czop (6) jest czopem stożkowym, a jego oś jest prostopadła do dna gniazda (3).
4. 4. Zawieradło według zastrz. 2, znamienne tym, że każda wkładka (7) ma co najmniej jeden otwór (10) o wymiarze nieco mniejszym od wymiaru czopu (6), w który jest wyposażony rdzeń (1) zawieradła.
5. 5. Zawieradło według zastrz. 1, znamienne tym, że całkowita wysokość D wkładek (7) jest większa od odległości d pomiędzy dnem gniazd (3) a wewnętrznym czopem formy do wtryskiwania elastomeru, gdy forma jest zamknięta na rdzeniu zawieradła.
6. 6. Zawieradło według zastrz. 2 albo 4, znamienne tym, że na czopy (6) rdzenia (1) są wciśnięte otwory (10) wkładek (7).
7. 7. Zawieradło według zastrz. 1, znamienne tym, że każde gniazdo (3) rdzenia (1) zawieradła ma co najmniej jeden otwór.
8. 8. Zawieradło według zastrz. 1 albo 7, znamienne tym, że każda wkładka (7) gniazda (3) jest wyposażona w co najmniej jeden wystający czop, przeznaczony do jej umiejscowienia w gnieździe (3).
9. 9. Zawieradło według zastrz. 1, znamienne tym, że wkładki (7) posiadają przeloty odpowietrzające.