183366. lajstromszámú szabadalom • Hordozható hidráns nyomásszabályozó
1 183 366 A találmány tárgya hordozható hidráns nyomásszabályozó szabad térben levő fogyasztókat kiszolgáló csővezetékekhez, amely révén a nyomásszabályozó utáni csővezeték szakaszokban áramló folyadék, például víz nyomását állandóan az előírt értéken lehet tartani, függetlenül attól, hogy a nyomásszabályozó utáni csőszakaszoknál az üzemi viszonyok hogyan változnak. A szabad térben, például mezőgazdasági területeken levő, és folyadékot, például vizet szállító és szolgáltató csővezeték hálózatok üzemeltetésénél fontos követelmény, hogy a fogyasztókat kiszolgáló csővezeték szakaszokban a folyadék, víz nyomása mindig közel azonos legyen. A csőhálózatokban általában 4—8 bar nyomású vizet áramoltatnak. A nyomásnak közel állandó értéken való tartására azért van szükség, mert a fogyasztók, például öntözőfürtök csak akkor működnek előírt módon, ha a csőhálózatból mindig közel azonos nyomáson kapják a folyadékot, például vizet. A nagy nyomásingadozás sok hátrányos jelenségnek lehet okozója. A fogyasztókat kiszolgáló csőhálózat szakaszokban áramló víz vagy folyadék nyomásának beállítása aránylag könnyen elvégezhető, azonban a beállított nyomásérték megtartása már nehéz feladat. A csőhálózat szakaszok egyidejűleg általában több fogyasztónak szolgáltatnak vizet és attól függően, hogy egyidejűleg hány fogyasztó veszi igénybe a csőhálózatot és milyen mértékben, a csőhálózatban uralkodó nyomás ingadozik. Ha egyidejűleg sok fogyasztó üzemel és sok folyadékot, vizet bocsát ki a csőhálózatból, a csőhálózatban uralkodó nyomás csökken, és ha egyidejűleg nagyon kevés fogyasztó terheli a csőhálózatot, vagy esetleg egy sem, akkor a csőhálózatban uralkodó nyomás nő. A fogyasztókat kiszolgáló csőhálózat szakaszokban uralkodó nyomásnak a fogyasztás mértékétől való függetlenítése már különféle nyomásszabályozó szerkezeteket készítettek. Az ismert nyomásszabályozó szerkezetek többségénél beavatkozó egységként tolózárat alkalmaznak. Ennek hátrányos tulajdonsága, hogy működtetéséhez igen nagy erőre van szükség, mozgatásához nagy méretű végrehajtó szerkezet szükséges. Abban az esetben, ha a záróéket primer nyomással, azaz a nyomásszabályozó előtti csővezeték szakaszban uralkodó nyomással zárják le, a tolózár záróékét nem lehet záró helyzetéből kiszakítani. Az ismert tolózáras nyomásszabályozóknál a vezérlő, szabályozó szerkezet sok alkatrészből áll, amelyeket nehéz pontosan elkészíteni és összeszerelni. Gyakran adódnak tömítési problémák és egyéb hiányosságok is. Az ismert tolózáras nyomásszabályozók nagy méretűek, szerkezetrészeik bonyolultak és drágák. Hátrányos az is, hogy az érzékelő szerkezetrész a többi szerkezetrésszel, a tolózárral mechanikus kapcsolat révén van összekötve. Az ismert tolózáras nyomásszabályozók hátrányai közé tartozik az is, hogy a szabályozás jósága a nyomásszabályozó előtti, primer oldali csővezeték szakaszban uralkodó nyomástól, a nyomásszabályozón időegységenként átömlött folyadék mennyiségétől és a nyomásszabályozó utáni, secunder csővezeték szakaszban beállított nyomástartománytól is függ. Az ismert szabályozó szerkezetek egy része szelepes kivitelű, amelyeknél a szelepszárak nagy súrlódása a szabályozó szerkezet érzékenységét rontja. A szelepek helyett próbálkoztak gömbcsapos megoldásokkal is, e kiviteleknél azonban a nyitást és zárást alig lehet összehangolni. Ismertek olyan nyomásszabályozó szerkezetek is, amelyek a primer vagy secunder csővezeték szakaszokban fellépő nyomásváltozások érzékelése alapján működtetik a beavatkozó egységet. Ilyen nyomásszabályozó szerkezeteket ismertet például a 3.730.214 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás. Az ilyen nyomásszabályozó szerkezeteknek azonban több olyan hátrányos tulajdonsága van, ami ezek alkalmazását szűk korlátok közé szorítja. így például ezeknél a beavatkozó egység gömbcsap vagy kúpos elzárócsap, amely csak akkor működik megfelelően, ha az átáramló közeg teljesen tiszta, nincs benne homok, iszap vagy hasonló szennyező anyag. E szerkezeteknél csak a zárás közelében lehet finoman szabályozni, ami a kellő nyomástartáshoz nem elegendő. A nyomásszabályozást segédenergiával végzik, tehát a szabályozás végrehajtásához a szabályozni kívánt, áramló közegtől független, külön munkaközegből, szűrőből, szivattyúból stb. álló, bonyolult szerkezet is szükséges, ami a nyomásszabályozó szerkezet előállítási költségét és a helyigényt jelentősen megnöveli, továbbá különleges elhelyezési körülményeket kíván meg. Az érzékelő egységben a rugó állandó előfeszítésű, az előfeszítés nem változtatható, ami a szabályozott nyomástartományt leszűkíti. Ismert olyan nyomásszabályozó szerkezet is, amely az áramló közeget szállító csővezetékek két pontja közé sorba kötött érzékelő egységből, ezzel mechanikus kapcsolatban levő szabályozó egységből, ehhez csővezetékeken keresztül kapcsolódó, dugattyús hengerként kialakított végrehajtó egységből, valamint ezzel mechanikus kapcsolatban levő, pillangószelepként kialakított beavatkozó egységből áll. Ennek a megoldásnak hibája, hogy a pillangószelep gyors, teljes zárása következtében gyakran erős folyadékütés lép föl, minek következtében a csővezetékek és csőszerelvények egy részét vastagra, erősre kell méretezni. A vastag, nagy méretek eredményeként a csővezetékek és a nyomásszabályozó szerkezet nagy súlyú, nem lehet könnyen mozgatni, áttelepíteni, és ezért csak stabilan beépített állapotban, például földbe fektetve használható. Hibája az is, hogy a végrehajtó egység dugattyúja nem eléggé gyorsan mozog, a csővezetékekben föllépő nyomásváltozásokat csak aránylag lassan követi. A találmány feladata olyan nyomásszabályozó létrehozása, amely a fogyasztókat kiszolgáló, secunder csővezeték szakaszokban föllépő nyomásváltozásokat késedelem nélkül érzékeli, a beavatkozó egységet késedelem nélkül nyitja és záija, illetve a nyomásszabályozó átömlő keresztmetszetét bővíti vagy fojtja, a beavatkozó egység mozgatásához a tolózár mozgatásánál szükségeshez viszonyítva jelentősen kisebb erők elegendők, a mozgatásnál súrlódóerők gyakorlatilag nem lépnek föl, a szabályozás jósága független a primer nyomástól, az időegységenként átömlött folyadékmennyiségtől és a secunder nyomás beállított tartományától, a beavatkozó egység szabályozási karakterisztikája jobb az ismert gömbcsapos vagy kúpos elzárócsapos beavatkozó egységek szabályozási karakterisztikájánál, a közegben levő szennyező anyagok a szabályozás jóságát és megbízhatóságát nem befolyásolják, a nyomásszabályozáshoz segédenergiára nincs szükség, a szabályozás tág nyomáshatárok között, finoman végezhető, kis súlyú és ezért könnyen hordozható, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
