PL189785B1 - Termiczne zabezpieczenie armatury do automatycznego blokowania przewodów - Google Patents

Abstract

1. Termiczne zabezpieczenie armatury do automatycz- nego blokowania przewodów, zwlaszcza przewodów gazowych, przy wystapieniu niedopuszczalnego podwyzszenia temperatury z obudowa, zawierajaca gniazdo i metalowym elementem zamykajacym, znajdujacym sie w obudowie w osiowym prze- dluzeniu gniazda, który na przylaczeniu do zwróconego do gniazda obszaru uszczelniajacego, na swojej stronie odwróconej od gniazda, posiada zwezenie, do którego przylega kolnierz, stanowiacy krawedz sterujaca, przy czym element zamykajacy pod wplywem sily sprezyny zamykajacej, dzialajacej w kierunku zamykania, która w stanie sprezonym w znacznym stopniu znaj- duje sie w nieprzelotowym otworze elementu zamykajacego, jest utrzymywany w polozeniu otwarcia za pomoca popychacza, przylegajacego z jednej strony do stopu termicznego, a z drugiej strony do zewnetrznej powierzchni elementu zamykajacego w obszarze kolnierza, znamienne tym, ze co najmniej trzy po- przeczki (8) w obudowie (1) sa umieszczone w ten sposób, ze ich os wzdluzna jest równolegla do kierunku zamykania elementu zamykajacego (5) i tworzy prowadnice dla elementu zamykajace- go (5) przy jego ruchu z polozenia otwarcia w polozenie zamkniecia i, ze w tych poprzeczkach (8) sa wykonane pierwsze rowki (10), w których jest umieszczona ksztaltka (11), na której opiera sie sprezyna zamykajac (9) i, ze co najmniej poprzeczki (8), umiesz- czone w przyblizeniu naprzeciwko popychacza (20) posiadaja drugi rowek, który swoja strona zwrócona do gniazda (7) w polozeniu otwarcia elementu zamykajacego (5) tworzy krawedz ustalajaca (18) dla krawedzi sterujacej kolnierza (17). Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest termiczne zabezpieczenie armatury do automatycznego blokowania przewodów, zwłaszcza przewodów gazowych podczas wystąpienia niepożądanego podwyższenia temperatury.

Termiczne zabezpieczenia armatury, które stosuje się w rurociągach, przykładowo przed armaturami gazowymi, przyrządami gazowymi, licznikami gazowymi itp. istnieją w wielu postaciach wykonania. Służą one do tego, aby w przypadku podwyższenia temperatury przerwać

189 785 dopływ gazu, zanim temperatura w wymienionych urządzeniach gazowych będzie tak wysoka, że zagrozi ich zewnętrznej szczelności.

W opisie DE 44 22 241 Al jest opisane termiczne zabezpieczenie armatury do przewodów gazowych. W obudowie w osiowym przedłużeniu znajdującego się w nim gniazda, element zamykający jest utrzymywany w stanie otwarcia przez co najmniej jedną kształtkę, wygiętą w przybliżeniu w postaci litery U. Element zamykający zawiera przylegające do obszaru uszczelniającego, zwróconego do gniazda na stronie odwróconej od gniazda, zwężenie do którego przylega korzystnie cylindryczna opaska. Oba ramiona kształtki znajdują się przy tym w obszarze zwężenia kształtki i w ten sposób tworzą podporę dla kołnierza wobec działania siły elementu zamykającego. Ponadto część kształtki, łącząca oba ramiona opiera się na termoelemencie, który ze swojej strony przylega do wewnętrznej ściany obudowy. W przypadku stopienia się stopu termicznego, ramiona kształtki, z powodu związanej z tym. zmiany położenia kształtki nie znajdują się już w zwężeniu elementu zamykającego, dzięki czemu element zamykający pod wpływem oddziaływania sprężyny zamykającej przyjmuje swoje położenie zamknięcia. Przy tym ramiona tworzą skierowaną do gniazda prowadnicę dla kołnierza i/lub obszar uszczelniający elementu zamykającego.

Niedogodnością tego rozwiązania jest to, że obudowa obok elementu zamykającego posiada wiele elementów, umieszczonych zwłaszcza w przekroju poprzecznym opływu elementu zamykającego. Aby uzyskać wartości przepływu, wymagane przykładowo w normach albo żądanych w praktyce, konieczne jest odpowiednie dobranie wielkości konstrukcyjnych. To z kolei powoduje, że nie można zachować również wymaganych i/lub żądanych wymiarów konstrukcji, zwłaszcza do zabudowy.

Z opisu patentowego EP 605 551 jest znany tak zwany zawór przeciwpożarowy ze sprężyną zamykającą do automatycznego blokowania przewodów. W przypadku tego zaworu przeciwpożarowego w obudowie jest umieszczony metalowy element zamykający, który w obszarze uszczelniającym ma kształt kulki, za pomocą której przylega on pod wpływem siły sprężyny zamykającej w położeniu otwartym do trzech stałych punktów, które są utworzone przez dwie kulki i czuły na temperaturę element konstrukcyjny. Przy tym obie kulki, które opierają się na występie w obudowie, są umieszczone w takim odstępie od siebie, że tworzą kąt otwarcia wynoszący w przybliżeniu 90°. Naprzeciw tego kąta otwarcia, na wewnętrznej ścianie obudowy jest zamocowany czuły na temperaturę element konstrukcyjny.

Jest on wykonany jako otwarta do wewnątrz miseczka, która swoim dnem jest zamocowana do ściany wewnętrznej. W promieniowo do wewnątrz otwartej miseczce znajduje się stop łatwo topliwy, w który jest wciskana kulka, tworząca z otworem miseczki pasowanie luźne, która tworzy trzeci stały punkt i która jest tak zwymiarowana, że w przypadku braku stopu łatwo topliwego prawie całkowicie znajduje się w miseczce. Przy tym średnica podpory, utworzona przez trzy punkty stałe dla metalowego elementu zamykającego ma takie wymiary, że element zamykający, gdy kulka znajduje się w miseczce, z powodu działającej siły sprężyny zamykającej, jest przeciskany przez powiększony otwór, powstający między trzema stałymi punktami.

Jak wynika również z przynależnej fig. 1, niedogodnością tego rozwiązania jest to, że ułożyskowany mimośrodowo element zamykający przy przeprowadzaniu ruchu zamykania nie jest prowadzony osiowo. Z powodu kierunku siły sprężyny zamykającej, nie działającej nigdy całkowicie osiowo ze względu na istniejące tolerancje, podczas ruchu zamykania kulki dochodzi do jej bocznego odchylenia. Powstaje w ten sposób boczne uderzenie i z tego powodu niezbędny ruch osiowania w gnieździe zużywa część energii kinetycznej, koniecznej do uzyskania wciskanego osadzenia. To wciskane osadzenie jest konieczne, jeżeli termiczne zabezpieczenie armatury ma być skuteczne również w takich temperaturach, gdy sprężyna zamykająca jest już pozbawiona siły.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie termicznego zabezpieczenia armatury do automatycznego blokowania przewodów, w którym zapewnione byłoby osiowe prowadzenie elementu zamykającego przy jego ruchu zamykania. Ponadto termiczne zabezpieczenie armatury w obszarze elementu zamykającego powinno mieć w najwyższej mierze niezakłócony pierścieniowy przekrój poprzeczny. Jednocześnie powinien być zachowany możliwie najniższy nakład na wytwarzanie oraz najmniejsze wymiary konstrukcji.

189 785

Według wynalazku zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że co najmniej trzy poprzeczki są umieszczone w obudowie w ten sposób, że ich oś wzdłużna jest równoległa do kierunku zamykania elementu zamykającego i tworzy prowadnicę dla elementu zamykającego przy jego ruchu z położenia otwarcia w położenie zamknięcia. W tych poprzeczkach są wykonane pierwsze rowki, w których jest umieszczona kształtka, na której opiera się sprężyna zamykająca. Co najmniej poprzeczki, umieszczone w przybliżeniu naprzeciwko popychacza, posiadają drugi rowek, który swoją stroną zwróconą do gniazda w położeniu otwarcia korpusu zamykającego tworzy krawędź ustalającą dla krawędzi sterującej kołnierza.

W celu optymalnego ukształtowania przekroju poprzecznego opływu korzystne jest, jeżeli przegródki są utworzone z prętów profilowych, które są umieszczone z jednej strony w pobliżu gniazda, a z drugiej strony w obszarze wlotowym obudowy.

Szczególnie korzystne rozwiązanie z punktu techniki wytwarzania uzyskuje się wówczas, gdy przegródki są utworzone przez żebra, które jako jednoczęściowy odlew są połączone z obudową.

Aby przede wszystkim ułatwić montaż do każdej przegródki jest przyporządkowany krzywoliniowy zarys, znajdujący się na kształtce, którego najmniejszy odstęp od punktu środkowego kształtki jest mniejszy od połowy średnicy, utworzonej przez zwrócone do osi wzdłużnej obudowy boki poprzeczek, natomiast największy odstęp krzywoliniowego zarysu odpowiada w przybliżeniu odstępowi dna rowka od osi wzdłużnej obudowy.

Dodatkowo do największego odstępu przylega czop, ograniczający krzywoliniowy zarys, który ogranicza ruch obrotowy kształtki w rowku poprzez styk z poprzeczką.

W przypadku stopienia stopu termicznego, z powodu związanej z tym zmiany składowej sił sprężyny zamykającej, następuje osiowe przesunięcie popychacza. Z powodu tej zmiany położenia popychacza, krawędź sterująca nie przylega już do krawędzi ustalającej tak, że element zamykający pod wpływem oddziaływania sprężyny zamykającej przyjmuje swoje położenie zamknięcia.

Dzięki temu znaleziono rozwiązanie, za pomocą którego usunięto dotychczasowe niedogodności stanu techniki, polegające na tym, że obudowa poza elementem zamykającym posiada wiele elementów zabudowanych, zwłaszcza w przekroju poprzecznym opływu elementu zamykającego i, że ruch zamykania nie przebiega dokładnie osiowo. Ponadto rozwiązanie to charakteryzuje się przede wszystkim swoją prostotą oraz niewielkimi rozmiarami konstrukcji, co ma znaczenie, zwłaszcza przy większych średnicach znamionowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia termiczne zabezpieczenie armatury według wynalazku w przekroju, w położeniu otwarcia, a fig. 2 - możliwą postać wykonania kształtki.

Termiczne zabezpieczenie armatury według wynalazku przedstawione na fig. 1 posiada rurową obudowę 1, która na obu końcach posiada przyłączenia, które w tym przypadku jest przedstawione jako połączenie kołnierzowe. Jest oczywiste, że możliwe jest również inne przyłączenie. Oba przyłączenia kołnierzowe są połączone gazoszczelnie z obudową 1.

Do przedłużenia otworu wlotowego 2 ze względu na technikę przepływu, przylega rozszerzenie 3, które przechodzi w rurowy obszar 4 obudowy 1. Przy tym zarys rozszerzenia 3 jest dopasowany do zarysu opisanego dalej elementu zamykającego 5 w ten sposób, że powstaje optymalny przebieg przepływu. Do rozszerzenia 3 przylega gniazdo 1, umieszczone przed otworem wylotowym.

W obszarze rurowego obszaru 4 są umieszczone cztery poprzeczki 8 tak, że ich oś wzdłużna jest równoległa do osi wzdłużnej obudowy 1. Poprzeczki 8, które w tym przykładzie wykonania stanowią pręty profilowe są umieszczone z jednej strony w pobliżu gniazda 1, a z drugiej strony w pobliżu otworu wlotowego 2 i tam ze względów montażowych, w celu umożliwienia przesunięcia, są połączone, korzystnie trwale, przykładowo za pomocą spawania. Odstęp prętów profilowych 3 od osi wzdłużnej obudowy 1 jest tak dobrany, że cylindryczny element zamykający 5 jest prowadzony przesuwnie w kierunku wzdłużnym obudowy 1.

W każdym pręcie profilowym 8 jest wykonany rowek 10, który służy do przyjmowania kształtki 11, wytworzonej korzystnie z blachy, jak jest to przedstawione na fig. 2. Zwrócona do gniazda 1 strona rowka 10 posiada w pręcie profilowym 8 krawędź ustalającą 18. Umiesz189 785 czony naprzeciw niego pręt profilowy 8 posiada w obszarze rowka 10 otwór poprzeczny 19, przebiegający pod kątem prostym do osi wzdłużnej obudowy 1.

Jak wynika z fig. 2, dla każdego pręta profilowego 8 kształtka 11 ma krzywoliniowy zarys 12, który pod względem wymiarowym jest tak ukształtowany, że jego najmniejszy odstęp od punktu środkowego kształtki 11 jest mniejszy od połowy średnicy, utworzonej przez zwrócone do osi wzdłużnej obudowy 1 boki prętów profilowych 8 (fig. 1), natomiast największy odstęp krzywoliniowego zarysu 12 odpowiada w przybliżeniu odstępowi dna rowka 10 od osi wzdłużnej obudowy 1. Dodatkowo w przypadku dwóch naprzeciwległych krzywoliniowych zarysów 12, do tego największego odstępu przylega czop 13, który ogranicza ruch obrotowy kształtki 11 w rowku 10 poprzez zetknięcie z przyporządkowanym prętem profilowym 8.

Element zamykający 5 zawiera w tym przykładzie wykonania obszar uszczelniający 14 w postaci kulki, który w kierunku otworu odpływowego 6, ze względu na technikę przepływu, przebiega w przybliżeniu stożkowo. W kierunku otworu wlotowego 2, obszar uszczelniający 14 w postaci kulki przechodzi w zwężenie 15, którego średnica zewnętrzna jest znacznie mniejsza od średnicy gniazda 7. Na swoim końcu, zwróconym do otworu wlotowego element zamykający 5 posiada kołnierz 17, który korzystnie za pomocą sfazowania, służącego jako krawędź sterująca, jest połączony ze zwężeniem 15. Na stronie czołowej, zwróconej do otworu wlotowego 2, element zamykający 5 jest zaopatrzony w nieprzelotowy otwór 16, który w położeniu ściśniętym, to znaczy w położeniu otwarcia zabezpieczenia armatury, w znacznej mierze całkowicie przyjmuje sprężynę zamykającą 9 i na którego dnie opiera się sprężyna zamykająca 9, która swoim drugim końcem przylega do kształtki 11. Również w położeniu otwarcia element zamykający 5 krawędzią sterującą kołnierza 17 przylega do krawędzi ustalającej 18.

Na powierzchni zewnętrznej elementu zamykającego 5, w obszarze kołnierza 17 opiera się strona czołowa popychacza 20 elementu prowadzącego, który swoim drugim końcem przylega do stopu termicznego 21. Stop termiczny 2 jest korzystnie osadzony w miseczce 22, która wystaje z obudowy 1, aby uzyskać możliwie krótki czas zadziałania. Przy tym całkowita długość elementu prowadzącego jest tak zwymiarowana, że przez popychacz 20 element zamykający 5 w obszarze krawędzi sterującej jest usytuowany mimośrodowo tak, że krawędź sterująca, jak to już przedstawiono powyżej pod wpływem siły sprężyny zamykającej 9 opiera się na krawędzi ustalającej 18.

Sposób działania termicznego zabezpieczenia armatury według wynalazku jest następujący:

Podczas wystąpienia niedopuszczalnego podwyższenia temperatury dochodzi do stopienia stopu termicznego 21. Tym samym popychacz 20 pod wpływem siły sprężyny zamykającej 9 zostaje wepchnięty do miseczki 22. Z powodu tej zmiany położenia popychacza 20, krawędź sterująca zsuwa się z krawędzi ustalającej 18 i element zamykający 5 pod wpływem działania siły sprężyny zamykającej 9 swoim obszarem uszczelniającym 14, w postaci kulki, zostaje wciśnięty do gniazda 17.

Podczas ruchu zamykania element zamykający 5 jest prowadzony w kierunku osiowym, dzięki czemu unika się promieniowych odchyleń elementu zamykającego, a tym samym związanego z tym negatywnego oddziaływania na szczelność.

Zabezpieczenie armatury według wynalazku nie jest oczywiście ograniczone do przedstawionego przykładu wykonania. Możliwe są zmiany i odmiany, które nie zmieniają ram wynalazku. I tak przykładowo przyłączenia przedstawione z kołnierzami 17 mogą być zastąpione przez gwint wewnętrzny i zewnętrzny, a obszar uszczelniający 14 w postaci kulki może być również wykonany na przykład w postaci stożka.

Poprzeczki 8 mogą stanowić jednoczęściowe wykonane z obudową 1 odlewane żebra.

189 785

Fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe

1. Termiczne zabezpieczenie armatury do automatycznego blokowania przewodów, zwłaszcza przewodów gazowych, przy wystąpieniu niedopuszczalnego podwyższenia temperatury z obudową, zawierającą gniazdo i metalowym elementem zamykającym, znajdującym się w obudowie w osiowym przedłużeniu gniazda, który na przyłączeniu do zwróconego do gniazda obszaru uszczelniającego, na swojej stronie odwróconej od gniazda, posiada zwężenie, do którego przylega kołnierz, stanowiący krawędź sterujący przy czym element zamykający pod wpływem siły sprężyny zamykającej, działającej w kierunku zamykania, która w stanie sprężonym w znacznym stopniu znajduje się w nieprzelotowym otworze elementu zamykającego, jest utrzymywany w położeniu otwarcia za pomocą popychacza, przylegającego z jednej strony do stopu termicznego, a z drugiej strony do zewnętrznej powierzchni elementu zamykającego w obszarze kołnierza, znamienne tym, że co najmniej trzy poprzeczki (8) w obudowie (1) są umieszczone w ten sposób, że ich oś wzdłużna jest równoległa do kierunku zamykania elementu zamykającego (5) i tworzy prowadnicę dla elementu zamykającego (5) przy jego ruchu z położenia otwarcia w położenie zamknięcia i, że w tych poprzeczkach (8) są wykonane pierwsze rowki (10), w których jest umieszczona kształtka (11), na której opiera się sprężyna zamykająca (9) i, że co najmniej poprzeczki (8), umieszczone w przybliżeniu naprzeciwko popychacza (20) posiadają drugi rowek, który swoją stroną zwróconą do gniazda (7) w położeniu otwarcia elementu zamykającego (5) tworzy krawędź ustalającą (18) dla krawędzi sterującej kołnierza (17).

2. Zabezpieczenie według zastrz. 1, znamienne tym, że krawędź ustalająca (18) jest zintegrowana ze zwróconą do gniazda (7) stroną pierwszego rowka (10).

3. Zabezpieczenie według zastrz. 1, znamienne tym, że popychacz (20) jest umieszczony w jednej z poprzeczek (8).

4. Zabezpieczenie według zastrz. 1, znamienne tym, że poprzeczki (8) są utworzone z prętów profilowych, które są umieszczone z jednej strony w pobliżu gniazda (7), a z drugiej strony w obszarze wlotowym (2) obudowy (1).

5. Zabezpieczenie według zastrz. 1, znamienne tym, że poprzeczki (8) są utworzone przez żebra, które jako jednoczęściowy odlew są połączone z obudową (1).

6. Zabezpieczenie według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienne tym, że do każdej poprzeczki (8) jest przyporządkowany krzywoliniowy zarys (1), znajdujący się na kształtce (11), którego najmniejszy odstęp od punktu środkowego kształtki (8) jest mniejszy od połowy średnicy, utworzonej przez zwrócone do osi wzdłużnej obudowy boki poprzeczek (8), natomiast największy odstęp krzywoliniowego zarysu (12) odpowiada w przybliżeniu odstępowi dna rowka od osi wzdłużnej obudowy (1).

7. Zabezpieczenie według zastrz. 6, znamienne tym, że do największego odstępu przylega czop (13), ograniczający ruch obrotowy kształtki (11) w rowku (10) poprzez styk z poprzeczką (8).