145986. lajstromszámú szabadalom • Biztosítószelep
Megjelent: 1960. január 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.986. SZÁM 47. g1 . 43-47. OSZTÁLY — ZE—132. ALAPSZÁM Biztosítószelep VEB Zentrale Entwicklung und Konstruktion (ZEK) Pumpen und Verdichter, Halle/Sa. Német Demokratikus Köztársaság Feltalálók: Völzer Alfred mérnök, Berlin-Heinersdorf, Kallmeyer Hubert mérnök, Berlin A bejelentés napja: 1958. április 18. A találmány differenciál tplattyúval ellátott biztosítószelepre vonatkozik, mely állítható rugó hatása alatt áll. Mint ismeretes, a biztosítószelepek feladata a nyomásfejlesztővel összekötött térben, a nyomás meghatározott értékén felüli emelkedésének megakadályozása. A kompresszorok munkavédelmi előírásai, például olyan követelményeket támasztanak, hogy a sűrítőben az összesűrített teljes gázmennyiség egy meghatározott túlnyomásnál a biztosítószelepen keresztül lefúvassék. Az ismert rugóval terhelt biztosítószelepek a teljes nyitási keresztmetszet elérésére olyan erőt igényelnek, mely a mindenkori nyitó erőnél nagyobb, ennélfogva a kívánt maximálisan engedélyezhető nyomásemelkedés nem tartható be. Ennek alapja a rugókarakterisztika meredek emelkedésében található, mely a rugó veszélyes kihajlása miatt és az ebből adódó működést akadályozó rövid építési magasságra való törekvésből keletkezik. Ezt a hátrányt részben már kiküszöbölték azáltal, hogy a szelepkúp mögött egy emelőgyűrűt vagy gallért képeztek ki, mely az áramlást oly módon befolyásolja, hogy a dinamikus hatás koncentráltan az emelési irányban a szelepkúpra hat és a szelepet teljesen nyitott helyzetben tartja. Ismeretesek olyan segédvezérléssel ellátott teljes emelkedésű biztosítószelepek, melyeknél a főkúp a közeg által van terhelve. Ezek nyitásnál rögtön a teljes szelepkeresztmetszetet nyitják és a közeg nyomásnövekedés nélkül átáramlik. Az ilyen szerkezetű szelepek nagy műszaki követelményeket igényelnek. A találmány tárgyát képező biztosítószelep egyszerű és nem tartalmaz kényes szerkezetet, továbbá az ismert biztosítószelepek fent említett hátrányait kiküszöböli. A találmány szerinti szelepet az jellemzi, hogy a kiömlő keresztmetszetben elrendezett egy vagy több kis cső a differenciál dugattyú gyűrűs felülete alatti teret a kiömlőtérrel összeköti, melynek nyílásai a szelepülés közelében a közeg áramlásával szemben vannak irányítva. A csövek által ütköztetett differenciál dugattyúgyűrűs felület mindkét hengeres vezetőfelülete dugattyúgyűrűkkel van ellátva. A szelep a teljes-nyomás-mérés elvén működik. Teljes nyomás = statikus nyomás + dinamikus nyomás. Ez a teljes nyomás, mely a nyomási csonkban a szelepkúp alatt uralkodó nyomást megnöveli, a szelep gyors és teljes nyitására használható fel, úgyhogy a közeg a teljes szelepkeresztmetszeten keresztül gyorsan átáramolhat. A szóbanlevő szelep előnye, hogy a szelepkeresztmetszet gyors szabaddátétele következtében a nyomó közeg kiáramlásánál a beálló nyomóközeg sebessége a szelepnyílásnál alacsony marad. Az áramlási sebesség mérséklése a szeleprésben a szelepfelületek erróziós veszélyét lecsökkenti, amely errózió magasnyomású biztosítószelepeknél gyakran már egyszeri szelepnyitás után a szelepülés használhatatlanságát okozza. Az alábbiakban a találmány egy kiviteli példáját és annak működésmódját ismertetjük. A rajzban egy hosszmetszet látható. A —12:— házban van a —13— zárókupakkal leszorított és a —11— szelepemelőre nyomást kifejtő, a szükséges nyitónyomásra beállítható —6—rugó elhelyezve. Midőn az —1— nyomócsonkban uralkodó nyomás a nyitónyomást meghaladja, a —4— differenciál dugattyú a :—2— szelepülésről felemelkedik. A nyomóközeg a —10— csonkba áramlik, melyben a —9— kis cső található, melynek —9'— nyílása az áramlási iránnyal szemben áll (Pitot-cső). Ez a —9— kis cső a —10— csonkban uralkodó teljes nyomást a —3— gyűrűstérbe vezeti és ott a —4— differenciál dugattyú gyűrűs felületére nyomást gyakorol. Ezáltal a —6— szeleprugó további terhelésnek lesz kitéve és a —4— differenciál dugattyú nagyobb kiömlő keresztmetszetet hagy szabadon. A —4— differenciál dugattyú célszerűen —7— és —8— dugattyúgyűrűvel van ellátva és a furattal szemben elegendő játékkal rendelkezik. A —4— differenciál dugattyú ennélfogva oldalirányú akadályoztatás nélkül a —2—
