184508. lajstromszámú szabadalom • Önbeálló rugalmas tömítőelem
I 184 508 2 A találmány tárgya önbeálló rugalmas tömítőelem, folyékony vagy gáz halmazállapotú, nyomás alatti közegek áramlását záró, illetve nyitó szerkezetekhez, elsősorban szelepekhez, amelyek legalább egy álló és legalább egy mozgó elemből állnak, ahol az elemekben a közeget vezető olyan járatok vannak, amelyeket az elemek egymáshoz képest elmozdítható illeszkedő felületei metszenek. Ismeretes, hogy a szelepek egyik legegyszerűbb formája az úgynevezett forgócsap. Ez pontosan megmunkált kúpos házból és ebbe illeszkedő kúpos ellendarabból áll, ahol mind a házban, mind a forgórészben furat van a közeg áramlásának lehetővé tételére. Ha a forgórész furatát a ház furatára merőleges helyzetbe állítjuk, az áramlás megszűnik, ha a forgórész furatát 90°-kal elfordítva a ház furatával egyvonalba hozzuk, a közeg szabad áramlása biztosított. Az ilyen típusú csapoknál a tömítést az egymáson elcsúszó felületek pontos megmunkálásával lehet elérni. Ezért az ilyen szelepek csiszolt üvegből, fémből, például sárgarézből vagy — kevésbé igényes helyeken — műanyagból vannak. Hátránya az ilyen megoldásoknak, hogy pontos megmunkálást igényelnek, így előállításuk viszonylag költséges. További hátrányuk, hogy nagy méretekben nem alkalmazhatók, mert működtetésük a csúszó súrlódás következtében rendkívül nehéz lenne. Ismert olyan golyós szelep is, amely műanyagpofák között elfordítható furatos fémgömbből áll. Ennél a kialakításnál a tömítés mértékét a műanyagpofák szorítóerejével lehet beállítani. Ezeknek a szelepeknek alapvető hátránya, hogy csak meglehetősen korlátozott nyomás mellett üzemeltethetők, minthogy viszonylag nagy nyomású áramló közeg tömítéséhez a műanyagpofákat nagyobb külső erővel kell szorítani, így a fémgömb elfordítása is nagy erőt igényel. Nehezíti a működést az is, hogy az áramló közeg a tömítés ellen hat, ami az igényelt szorítóerő nagyságát tovább fokozza. Ismertek ezen túlmenően olyan szelepek is, ahol az áramló közeget vezető furatot a furatot körülvevő síklapon elcsúiszó zárólemezzel, iiletve lappal lehet zárni, illetve nyitni. Az ilyen megoldásoknak hasonló hátrányai vannak a korábban említettekhez. További hátránya valamennyi felsorolt megoldásnak, hogy az áramló közeg lökésszerű adagolására nem alkalmasak, minthogy nyitásuk, illetve zárásuk a súrlódás miatt viszonylag hosszadalmas és igen nagy erőt igényel. A találmánnyal az elmondott hiányosságok kiküszöbölése a célunk, és olyan megoldás kialakítása, amely lehetővé teszi, hogy tetszőleges nyomású közegek áramlását gyorsan és biztonságosan lehessen megszakítani, illetve nyitni oly módon, hogy a nyomás növekedésével a tömítőhatás is fokozódjék és a berendezés működtetése ennek ellenére könnyű legyen. Célunk továbbá olyan megoldás biztosítása, amely a közegek lökésszerű adagolását is lehetővé teszi. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy az önbeálló rugalmas tömítőelem a bcfoglalószerkezet egyik elemének elmozdítható felületére felfekvő furatos tárcsából és ennek kerülete mentén a tárcsa lapjaival szöget bezáró alkotójú, a másik elemben lévő járat palástjára illeszkedő gallérból áll. A tömítőelemet alkotó tárcsa lapjai lehetnek síklapok vagy téridom szegmensek. Mind a tárcsa, mind a gallér célszerűen körszimmetrikus és a gallér alkotói a tárcsa síkjával előnyösen legalább 90°-os szöget zárnak be. A gallér által alkotott üreg hossztengelyének legalább egy része mentén növekvő keresztmetszetű lehet és célszerűen szorítóelemmel van ellátva. A szorítóelem lehet rugó és/vagy menetes persely. A lömítőelcmmel szemközti felület adott esetben a furat körül ugyancsak tömítőelemből van kialakítva. A találmány szerinti tömítőelemmel ellátott szerkezetek működtetése nagy nyomáson is viszonylag kis erővel megoldható, minthogy csak kis felületek csúsznak el egymáson és az elfordítás pályája is viszonylag rövid lehet. A fentiek következtében a találmány szerinti tömítőelemmel ellátott szerkezet lökésszerű adagolást is lehetővé tesz. Ugyanakkor szökésmentes, tartós elzárást is biztosít, minthogy a szállított közeg nyomása a zárást segíti. A tömítőelem ezért rendkívül sokoldalúan alkalmazható. Felhasználható háztartási és üzemi gáz-, illetve vízvezetékekben, folyadéktároló és -továbbító berendezésekben, gázkészülékekben, lőfegyverekben, valamint motorokban. Motorokban történő alkalmazásakor előnye a hagyományos megoldáshoz képest, hogy a szelep nyitását nem kell a hengerben lévő közeg nyomásával szemben végezni. Előállítása rendkívül egyszerű és gazdaságos, az igényektől függően végtelen számú változatban gyártható. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti tömítőelem egy célszerű kiviteli alakja, a 2. ábra a találmány szerinti tömítőelemmel ellátott tárcsás szelep és a 3. ábra olyan forgócsapot mutat be, amely a találmány szerinti tömítőelem további két kiviteli alakját tartalmazza. Az 1. ábrán látható szelcpszerkezet két részből áll: az l szelepházból és a 2 forgórészből. A 2 forgórész tárcsa alakú és 3 furattal van ellátva. A szelep nyitott állásában a 3 furat az 1 szelepházban lévő üreg tengelyvonalával egytengelyűén helyezkedik el, záráskor a 2 forgórész elfordításával és így a 3 furat eltávolításával a szelepet zárjuk. Az 5 tömítőelem az 1 szelepház 4 üregében van elhelyezve. Látható, hogy ez a rugalmas elem 9 tárcsából és 10 gallérból van kialakítva, a 9 tárcsán pedig központos 11 furat van. A 9 tárcsa alsó lapja érintkezik a 2 forgórész felső lapjával és arra rányomódva tömítést biztosít a 3 furat es a 4 üreg között. Ugyanakkor az 5 tömítőelem 10 gallérja a 4 üreg palástjára fekszik fel és tömítést biztosít. Az 5 tömítőelemet 6 rugó szorítja a 2 forgórészre. A 6 rugó szorítóerejét a 7 szorítópcrsellyel lehet beállítani. A 7 szorítópersely a 4 üregbe munkált menetbe van becsavarva. Az 5 tömítőelem 8 tárcsájának kímélése érdekében a 6 rugó 7 alátéten keresztül adja át az erőt az 5 tömítőclcmnck. A 2. ábrán forgótárcsás szelepet mutatunk be. A szelep la cs lb felekből kialakított 1 szelcpházban helyezkedik el. A forgórész itt teljes egészében látható. A bemutatott helyzetben a 2 forgórész 3 furata éppen az átáramlási keresztmetszetben helyezkedik el, azaz a szelep nyitott állásban van. Ha az lb félben ágyazott 2 forgórészt elfordítjuk, a tárcsának tömör része kerül az átáramlási keresztmetszetbe, így a szelep zár. Az la és lb szelepház 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
