193128. lajstromszámú szabadalom • Nyomáshatároló szelep hidraulikus fejtésfront biztosításához
1 A találmány hidraulikus fejtésfront biztosításához olyan nyomáshatároló szelepre vonatkozik, amelynek hengeres, a szelepház hoszszanti furatában rugó ellenében eltolhatóan vezetett kapcsolóeleme van. Ennek a hozzávezetett sűrített közeggel terhelt oldalán legalább egy átfolyócsatornája és egy, ezzel összekötött, a kapcsolódugattyú palástfelületén körülhaladó gyűrűhornya van. A gyűrűhorony a szelep zárt állásában a kapcsolódugattyút körülvevő tömítőgyűrűvel a szelepház kilépő nyílásához képest tömítve van. A kapcsolódugattyú a rugó által előre meghatározott beállító nyomás túllépése esetén a gyűrűhoronnyal a tömítőgyűrű mentén a nyítóállásba tolható el. A technika mai állása szerint rugóterhelésű kapcsolódugattyúval működő olyan nyomáshatároló szelep ismert, amelynél az előre megadott állítónyomás meghaladása esetén a kapcsolódugattyúban lévő átömlőcsatorna a szelepházban elhelyezett tömítőgyűrűn halad át. Az FR-PS 1 149 799 számú francia szabadalmi leírásból ismert nyomáshatároló szelep esetében a kapcsolódugattyú palástfelületében tengely irányban haladó vályúk vannak olyan átömlőcsatornaként kiképezve, amelyeken keresztül a nyomóközeg nyitott állásban a kilépőnyíláshoz áramlik. A hidraulikus fejtésfront biztosításnál alkalmazott nagy üzemi nyomásnak azonban nagyon nagy áramlási sebesség a következménye. A tömítőgyűrű kerületéhez képest keresztirányban áramló nyomóközeg rövid időn belül a tömítőgyűrűn eróziós károsodást okoz, ez a vályúk mentén rendszerint bevágódik és tönkremegy. Az ilyen jellegű károsodás elkerülésére a nyomáshatároló szelep részére a DE-PS 1 303 157 számú nyugatnémet szabadalmi leírás olyan nyomáshatároló szelepet javasol, amelynek központi furata van és ebből olyan sugárirányú furatok ágaznak ki, amelyek a kapcsolódugattyú hengeres palástfelületében lévő széles és lapos gyűrűalakú hornyába torkollnak. Ilyen módon a szelep nyitásakor a kilépési oldal áramlási ellenállásának olyan mértékben csökkenni kell, amilyen mértékben a kiömlési keresztmetszet növekszik. Ennek a nyomáshatároló szelepnek a nyitott állásában a lapos gyűrűalakú horonnyal a kapcsolódugattyú a tömítőgyűrű felett áll olyképpen, hogy a nyomás alatt álló folyadék ismét csak nagy sebességgel a tömítőgyűrű alatt lévő résen áramlik át. A folyadékáram szívóhatása következtében a többé már a kapcsolódugattyúra nem támaszkodó tömítőgyűrű legalábbis részben a ház falában lévő befogó horonyból kitüremlik és a horony éléhez nyomódik úgy, hogy ennél a kivitelnél sem kerülhető el a tömítőgyűrű károsodása. Ehhez járul az, hogy a szelepnek az áramlási keresztmetszet meghatározó átfolyási keresztmetszetét a sugárirányú furatok száma és ezek keresztmetszete korlátozza. A su-2 gárirányú furatok elkészítése e mellett költséges. A találmány feladata a bevezetésben említett nyomáshatároló szelep oly módon történő továbbfejlesztése, hogy az átfolyó menynyiség növekedjen, a tömítés élettartama hoszszabb legyen és az előállítási költség csökkenjen. Ez a feladat oly módon oldható meg, hogy a szelep kapcsolódugattyújában a tömítőgyűrű szélességénél keskenyebb, mély gyűrűhorony van kiképezve, a hosszanti tengelyhez képest pedig központosán olyan átfolyócsatornák vannak, amelyek a gyűrűhoronyba torkollanak. A találmány szerinti nyomáshatároló szelep kapcsolódugattyúja hengeres test, a nyomással terhelt homlokoldalánál a középtengellyel koncentrikusan elkészített több olyan átfolyócsatornával, amelyek a gyűrűhoronyba torkollnak. A gyűrűhorony szélessége kisebb, mint a tömítőgyűrű. A szelep nyitott állásban az átfolyócsatornán keresztül beáramló nyomás alatt álló folyadék eloszlik a gyűrűhoronyban, a tömítőgyűrűt egyenletesen terheli az egész kerületén és belenyomja úgy a befogóhoronyba, hogy a tömítőgyűrűn való áthaladásnál a kapcsolódugattyúból kiáramló rögzített közeg által a károsodás ki van zárva. A tengelyirányú középfurattal és az ebből kiágazó sugárirányú furatokkal ellátott szokásos nyomáshatároló szeleppel összehasonlítva az átfolyási keresztmetszet a találmány szerinti nyomáshatároló szelepnél ugyanolyan szerkezeti méretek mellett nagyobb, noha a kapcsolódugattyúban kiképzett furatok száma lényegesen kisebb. Az átfolyócsatorna furatainak elkészítése a kapc.solódugattyú homlokfelülete felől gyártástechnikailag egyszerűbb, mint ezeket a palástfelület kerületén elosztani. A nagyobb átfolyási keresztmetszet következtében a sűrített közeg áramlási sebessége csökken és az eróziós károsodás veszélye tovább csökken. A továbbiakban a találmányt az ábrákon feltüntetett kiviteli példa alapján ismertetjük. Az ábrák a következők: 1. ábra: a nyomáshatároló szelep az alsó részén vett hosszanti metszet nézetével, 2. ábra: a nyomáshatároló szelep keresztmetszete az 1. ábra metszésvonala mentén. A nyomáshatároló szelep háza 1 -el van jelölve, ebben helyezkedik el a 2 hosszanti furatban eltolhatóan vezetett 3 kapcsolódugattyú és a felső házrészben a nem ábrázolt záró rugó. Zárórugóként például elősűrített gáz vagy mechanikus rugó alkalmazható olyképpen, hogy a szelep beállított nyomását a rugó záróereje határozza meg. A zárórugó tartja a nyomáshatároló szelep 3 kapcsolódugattyúját az 1 szelepház 4 belépőnyílásánál bejutó sűrített közeg ellenében abban az ábrázolt zárt állásban, amelyben a sűrített kö-193128 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
