145043. lajstromszámú szabadalom • Folyadékfékkel ellátott csapózár, amely tolózárat is helyettesít
Megjelent: 1959. július 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.043. SZÄM 47. g1. 1—21. OSZTÁLY — LE-250. ALAPSZÁM Folyadékfékkel ellátót* csapósát*, amely tolózárat is helyettesít Lelkes Béla oki. gépészmérnök, budapesti lakos. A bejelentés napja: 1956. március 29. Közös nyomócsőre dolgozó szivattyú nyomócsonkjába mindig záróelemet (tolózár) kell beépíteni, hogy az egyes szivattyúk az üzemből kiiktathatók legyenek. Ez a megoldás a normál centrifugál szivattyúknál megfelelő volt, mert ezek zárt tolózár mellett is indíthatók. Az utóbbi időkben elterjedt szárnylapátos szivattyú azonban zárt tolózár mellett nem indítható. Ezért itt olyan zárószerkezetet kell beiktatni, amelyet a beindított szivattyúk víznyomása automatikusan kinyit. Erre a célra alakította ki a gyakorlat a csapózárat. Ez azonban a tolózárat helyettesíteni nem tudja, mert víznyomás ellem nem nyitható és zárása tökéletlen. Mellette tehát továbbra is be kellett építeni a tolózárat. Az új szerkezet azonban új problémát is hozott. A szivattyúk hirtelen leállása esetén (áramkimaradás) ugyanis a visszaáramló víz a szerkezetet oly erővel (több tonna) zárja, hogy ez, sok esetben törést idézett elő. Ez ellen a gyakorlat folyadékfékkel (katarakt) igyekezett védekezni, de a kérdést kielégítően eddig egyik szerkezet seim oldotta meg. A szivattyúk leállása után ugyanis a visszaáramló víz sebessége az idő tangens hyperbolikus függvénye szerint nő, a záróerő viszont mindig a visszaáramló víz sebességének négyzetével arányos.A záróerő ezenkívül — még állandó vízsebesség mellett is —-a csapózár zárási szögének kosinuszával is nő ugyancsak négyzetes arányban. Jó zárást tehát csak úgy lehet biztosítani, ha a zárás gyors, hogy a visszaáramló víz sebessége ne tudjon kifejlődni, ugyanakkor azonban a csapózár végsebességét le kell fékezni, hogy az ütközés kicsi erőhatással történjen. A műszaki nehézség abban jelentkezik, hogy a zárás kezdetén, amikor a csapózár közel vízszintes állású, a záróerő kicsi, a továbbiak folyamán viszont a fentebb jelzett okok miatt rohamosan nő és maximumát a zárás pillanatában éri el. Tehát ha a folyadékféket úgy szerkesztették, hogy az nagy erőket tudjon fékezni, úgy a zárás kezdetén működő kicsi erőket annyira lefékezte, hogy közben a visszaáramló víz rendkívül megnövekedett sebessége1 (5—-6 vízoszlop nyomásnál már 7—8 m/sec) miatt lett nagy az ütés. Ha pedig a zárás késleltetését a folyadékfék fojtásának enyhítésével igyekeztek csökkenteni, akkor a fékező erő a zárás pillanatában fellépő nagy erő lefékezéséhez volt kicsi. Ezért a gyakorlatban a foily adókféket több helyen le kellett szerelni.' mert az ütés ezzel nagyobb volt, mint enélkül. A találmány szerinti csapózár az összes fenti hatványokat kiküszöböli, melynek jellemzője az eddigi megoldásokkal szemben az, hogy automatikus működése mellett egy erre a célra beiktatott tengelykapcsoló és megfelelő áttételű hajtómű segítségével kézierővel is nyitható és zárható, továbbá a folyadékfék úgy van' elhelyezve, hogy a fékdugattyú relatív mozgása a csapózár elfordulásához; képest a zárás kezdetén elenyészően kicsi. A mellékelt rajz a találmány kiviteli alakját szemlélteti. Az, 1. ábra a csapózár oldalnézetét, részben metszve, a 2. ábra a zárólap egy részletét metszetben tünteti fel, a 3. ábra a szerkezet elölnézetét, a 4. ábra a csigahajtással működő elzárószerkezetet mutatja. A csapózár automatikus működése mellett az erre a célra beépített —1— körmös kapcsoló és egy —2— csigahajtás útján kézi erővel víznyomás ellen is nyitható. A vízzárást a kerületen az ott beépített —3— gumi tömítő zsinór, a forgástengelynél pedig az elforduló csapózárba besüllyesztett —4— tömszelence biztosítja. Az ütközést fékező —5— folyadékfék a —6— csapózárhoz képest olyan szög alatt van elhelyezve, hogy a zárás kezdetén (amikor a csapózár közel vízszintes helyzetben áll) a —7— fékdugattyú relatív mozgása a csapózár elfordulásához képest olyan kicsi, hogy fékezőerő — sem tud kifejlődni, mert a fékhenger a löket kb. 3/4 részéig egy —8— csővel rövidre van zárva, tehát a fékező folyadék (pl. glicerin) ezen a csövön szabadon áramliik a dugattyú mögé. Fékezőerő csak abban a helyzetben keletkezik, amikor a fékdugattyú a —8— cső —9— csatlakozó nyílását elzárja, ekkor azonban a zárás már 92%-os. így elérhető, hogy bár a folyadékfék a maximális erőre van méretezve, tehát káros ütés nem keletkezhetik, a zárás még sincs késleltetve, mert első fázisában fékezőerő nem keletkezik. A folyadékfék fojtása egy
