PL B1. Śląskie Zakłady Armatury Przemysłowej ARMAK Sp. z o.o.,sosnowiec,pl BUP 23/06

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F16K 1/16 ( ) F16K 5/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Zawór obrotowy (73) Uprawniony z patentu: Śląskie Zakłady Armatury Przemysłowej ARMAK Sp. z o.o.,sosnowiec,pl (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 23/06 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/10 (72) Twórca(y) wynalazku: Wiesław Łuszczewski,Katowice,PL Ryszard Krzysztonek,Sosnowiec,PL Grzegorz Giel,Katowice,PL Andrzej Dworaczyk,Sosnowiec,PL (74) Pełnomocnik: Lampart Jerzy PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zawór obrotowy z pompowaną uszczelką, stosowany do odcinania przepływu mediów sypkich lub ciekłych. Zawory z pompowaną uszczelką, nazwane także obrotowymi i czaszowymi znane są od lat 30-tych ubiegłego wieku. Przykładem może być amerykański opis patentowy nr 1,901,961 czy też późniejsze: nr , , , , , Stosowane są w nich różnego rodzaju konstrukcje uszczelek oraz elementów zamykających, lecz głównie były to elementy o kształcie wycinka kuli. Czasami z zastosowaniem wymiennych powierzchni czołowych, wykonanych z kompozytowych lub ceramicznych materiałów jak opisano w niemieckim opisie wynalazku DE Podobne uszczelnienia zaczęto też stosować w konstrukcji zasuw płaskich, gdzie uszczelka ma kształt obwiedni otworu przelotowego zasuwy. Uszczelki te w celu zapewnienia ścisłego przylegania do czaszy zaworu napełniane są sprężonym gazem, cieczą pod ciśnieniem lub też deformowane elementami mechanicznymi sprężynami, mimośrodami. Z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr znany jest zawór czaszowy, który posiada korpus z przyłączonymi do niego króćcami, wlotowym i wylotowym, a na osi obrotowej ma zabudowaną czaszę z wałkiem napędowym. Do króćca wlotowego umocowany jest zespół uszczelniający, złożony z uszczelki i pierścienia osadczego z tym, że pod uszczelką od strony króćca wlotowego znajduje się obwodowy kanał sprężonego powietrza, połączony z kanalikiem doprowadzania sprężonego powietrza. Zamykanie jak i otwieranie zaworu jest dwuetapowe. Dotychczasowe rozwiązania zamknięć zaworów nie pozwalały na skuteczne zabezpieczenie przylgowych powierzchni roboczych. Obecność cząstek transportowanego materiału, zwłaszcza pyłów i cząsteczek stałych, których przepływ jest odcinany w przestrzeni pomiędzy ścianką elementu zamykającego, a dolegającą do niego powierzchnią zwiększającej swą objętość uszczelki powoduje nieszczelność zamknięcia oraz wpływa na przyspieszone zużycie powierzchni roboczych elementów zamykających. W czasie zamykania przepływu pomiędzy elementami zaworu ciągle zachodzi proces przemieszczania się drobin transportowanej strugi materiału. Od momentu zatrzymania się elementu zamykającego w ciągle opływającej go strudze do czasu przywarcia do powierzchni roboczej, zwiększającej swą objętość i coraz silniej i szczelniej przylegającej uszczelki upływa pewien określony czas. W tym czasie w przestrzeni pomiędzy uszczelką a powierzchnią roboczą elementu zamykającego zostają uwięzione drobne, stałe cząsteczki przepływającej strugi. W przypadku, gdy element zamykający ma powierzchnię roboczą o kształcie kulistym lub zbliżonym do niego, napór transportowanego materiału zostaje ukierunkowany ma niedomkniętą szczelinę i następuje wzmożony przepływ w tym miejscu. Cząstki te w momencie, gdy siła dociskająca uszczelkę nie osiągnęła jeszcze wartości maksymalnej, są po chwilowym zatrzymaniu wyrywane przez ciśnienie przepływu, co powoduje uszkodzenia powierzchni roboczej elementu zamykającego, spowodowane przesuwaniem się cząstek medium po powierzchniach roboczych zamknięcia dość już silnie dociskanych do niego. Poza tym uwięzienie pewnej masy transportowanego materiału, pomiędzy przylgą uszczelki a powierzchnią roboczą elementu zamykającego, powoduje szybką utratę szczelności zaniknięcia z powodu nie przewidywalnych wybrzuszeń uszczelki. Istotą wynalazku jest zawór obrotowy, którego czołowa nasypowa powierzchnia elementu zamykającego usytuowana wewnątrz roboczej płaszczyzny posiada wybranie i/lub jest płaska. Wybranie to posiada dowolny kształt, a korzystnie kształt cylindryczny lub stożkowy. Ponadto powierzchnia robocza jest utworzona z rozłącznie mocowanych segmentów zazębiających się wzajemnie. Powierzchnia robocza wraz z wybraniem nasypowym stanowią rozłącznie mocowany do elementu zamykającego moduł o zwiększonej twardości i ścieralności. Konstrukcja zaworu według wynalazku umożliwia znaczne zmniejszenie awaryjności zaworu, zwiększa czas eksploatacji zaworu dzięki ochronie roboczych płaszczyzn zamknięcia przed szkodliwym działaniem przesypujących się w trakcie uszczelniania zaworu cząsteczek transportowanego materiału. Zawór z możliwością stosowania segmentowego, rozłącznego pierścienia z płaszczyznami roboczymi o podwyższonej odporności mechanicznej, jest wygodny w obsłudze serwisowej. Jego szybka regeneracja bez konieczności demontażu całego zaworu zmniejsza okres przestoju instalacji transportu sypkiego materiału i koszty. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje widok zaworu w aksonometrii, fig. 2, fig. 3, fig. 4, fig. 5 ukazują odmiany powierzchni nasypowych zaworu, a fig. 6 przedstawia modułowy przylgowy element zamykający odmiany powierzchni nasypowej zaworu ukazanego na fig. 7 w widoku z góry.

3 PL B1 3 Element zamykający 1, na którym schematycznie przedstawiono usypany stożkowo transportowany materiał 2, posiada boczne robocze powierzchnie przylgowe 3 oraz wybranie nasypowe 4 w dowolnym kształcie, a w krańcowym przypadku tworzące powierzchnię płaską, jak ukazano na fig. 2. Dla zobrazowania różnego rodzaju wgłębień na fig. 3 ukazano przykład wgłębienia cylindrycznego, na fig. 4 wybranie stożkowe o szerszej podstawie aniżeli średnica u jego wylotu, fig. 5 wybranie stożkowe o węższej podstawie niż średnica u jego wylotu, fig. 6 wraz z fig. 7 ukazuje pierścień o budowie modułowej, tworzący wybranie z zazębiających się segmentów 5, które przymocowane są rozłącznie do elementu zamykającego 1. Na obwiedni otworu przelotowego umieszczona jest pompowana uszczelka 6 do wnętrza której kanałami doprowadza się medium rozprężające. Płaska powierzchnia lub powierzchnia z wybraniem nasypowym 4 elementu zamykającego 1 umożliwia zmagazynowanie przepływającego materiału 2 i tym samym zatrzymanie jego przepływu w momencie znalezienia się zaniknięcia 1 w strudze tego przepływu. Tak ukształtowana płaszczyzna powoduje chwilowe ograniczenie przepływu materiału poprzez szczelinę pomiędzy płaszczyzną roboczą 3 elementu zamykającego 1, a rozprężającą się uszczelką 6, ostatecznie zamykającą przepływ. Element 1 porusza się ruchem obrotowym i przy zamykaniu przepływu jego powierzchnia robocza 3 zbliża się do uszczelki 6. W tym momencie następuje podanie sprężonego gazu lub cieczy do wnętrza uszczelki, co powoduje wzrost jej objętości i całkowite zamknięcie przepływu. Sytuację tą obrazuje fig. 2. W stosunkowo krótkim odstępie czasu, rzędu 0,5-1 sekundy, tj. od momentu znalezienia się elementu zamykającego 1 w położeniu odcinającym przepływ do momentu całkowitego wypełnienia się uszczelki 6 przemieszczający się materiał 2 wypełnia wybranie 4. Tak więc chwilowo zatrzymuje się przepływ materiału w obszarze powierzchni roboczej 3, pozwalając na przylgnięcie do niej uszczelki 6 bez zbytniego zaciskania pomiędzy nimi cząstek materiału 2. W zaworze ukazanym na fig. 4 i fig. 5 zastosowano konstrukcję rozdzielnego połączenia powierzchni roboczej 3 z elementem 1 co stwarza korzystną możliwość wykonania elementu 1 z wybraniem nasypowym z materiału innego niż powierzchnia robocza 3 tak uzyskanego pierścienia. Taki pierścień roboczy lub też element roboczy z wybraniem jak na fig. 4 i fig. 5 posiada powierzchnię roboczą odporną na ścieranie i o odpowiedniej gładkości korzystnie wpływające na szczelność zamknięcia. Na przykład powierzchnie narażone na ścieranie mogą być wykonane z materiałów ceramicznych, bazaltu czy też kompozytów. W końcu roboczą powierzchnię 3 mogą tworzyć także wzajemnie ze sobą i z elementem 1 połączone rozłącznie segmenty 5. Przy czym mogą to być dwa lub więcej zazębiających się ze sobą segmentów. Rozwiązanie to umożliwia szybką i niekłopotliwą ich wymianę w przypadku uszkodzenia lub zużycia bez potrzeby demontażu zaworu i jego wymontowywania z rurociągu transportującego materiał. Wystarczy zdemontować jedynie krótki odcinek rurociągu przed zaworem i mając dostęp od strony otworu wlotowego wymienić łączone ze sobą segmenty. Zastrzeżenia patentowe 1. Zawór obrotowy w postaci elementu zamykającego z płaszczyzną roboczą styczną do pompowanej uszczelki umieszczonej w obwiedni otworu przelotowego, znamienny tym, że czołowa nasypowa powierzchnia elementu zamykającego (1) usytuowana wewnątrz roboczej powierzchni (3) posiada wybranie (4) i/lub jest płaska. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że wybranie (4) posiada kształt korzystnie cylindryczny lub stożkowy. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia robocza (3) jest utworzona z rozłącznie mocowanych segmentów (5) zazębiających się wzajemnie. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia robocza (3) wraz z wybraniem nasypowym (4) stanowią rozłącznie mocowany do elementu zamykającego (1) moduł. 5. Zawór według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że segmenty i moduł są wykonane z materiału o zwiększonej twardości i ścieralności.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.