187617. lajstromszámú szabadalom • Nyomáshatároló szelep HFA-folyadékokhoz
1 187 617 2 A találmány HFA-folyadékokhoz alkalmas, az 1. szabadalmi igénypont tárgyi körének megfelelő nyomáshatároló szelepre vonatkozik. Az O-gyűrűs dugattyúval megvalósított nyomáshatároló szelepek különböző kiviteli formában már régen ismertek. Az O-gyűrű jó tömítést biztosít nagy nyomás alatt álló HFA-folyadékok esetében is. A jelen találmány olyan nyomáshatároló szelepből indul ki, amilyen az FR-PS 1 149 979 számú francia szabadalmi leírásból ismert. Ennek a szelepnek az egyik kiviteli alakja esetében egyenlően kiképzett olyan hengeres kapcsoló dugattyúja van, amelynek az O-gyürüs tömítése alatt a beömlési oldalhoz képest két egymás alatt lévő sorban csillagalakban sugárirányú furatai vannak. A zárás irányába a kapcsoló dugattyút a fellépő folyadék nyomása ellen terhelő zárórugó határozza meg a szeleppel beállított nyomást. Ha a beömlési oldalon a nyomás csak kevéssel nő a beállított nyomásérték fölé, úgy a kapcsolódugattyú csak kevéssel tolódik el a nyitás irányába anélkül, hogy a nyomás alatt álló folyadék a sugárirányú keresztfuratokból beáramlana. A nyomásnövekedést az ilyenkor létrejött térfogatnövekedés már kiegyenlíti. Növekvő nyomásnál a kapcsolódugattyú a nyitás irányába tovább tolódik a zárórugó erejével ellentétesen és az O-gyűrű tömítés áthalad a keresztfuratok első során, amelyeken keresztül most a nyomás alatt álló folyadék a kapcsolódugattyú tengelymenti belső furatából elfolyik az elvezető csatornába. Ha ekkor is növekszik a folyadékmennyiség, akkor a kapcsolódugattyú még tovább tolódik a nyitás irányába mindaddig, amíg az O-gyűrűs tömítés fölé nem kerül a sugárirányú furatok második sora is és ezek az elfolyó csatorna felé meg nem nyílnak. A két sor sugárirányú furat segítségével ez a nyomáshatároló szelep két egymás utáni működési fokozattal rendelkezik. A nyomáshatároló szelep érzékenységi tulajdonságait alapvetően annak a zárórugónak a karakterisztikája határozza meg, amely a nyomást a kapcsolódugattyú zárt- és nyitott állása közötti úton befolyásolja. A találmány szerinti nyomáshatároló szelepnek úgy kell beállítva lenni, hogy a nyomás 20%-nál többel ne növekedjen a beállított nyomás fölé túlömlés, vagy a túlfolyó áramlás 0,041/percről 30 1/perc-re való növekedése közben. A zárónyomásnak a nyitó nyomás közelében kell lennie. Ezekkel a követelményekkel érhetjük el azt, hogy a lezárt rendszerben a nyomáshatároló szelep felett a nyomás a beállított nyomás közelében állandó legyen. Az első követelmény lágy rugót tesz szükségessé, amelyet hosszú elmozdulásnál csak kis nyomásnövekedés jellemez. A lágy rugójú nyomáshatároló szelepnek azonban kifejezetten rosszak a zárási jellemzői, mert csak viszonylag erős nyomásesés esetén tér vissza a kapcsolódugattyú a záró állásba. A szelep zárási tulajdonságaira vonatkozó követelményt leginkább az igen kemény rugó teljesíti. Az ezzel terhelt kapcsolódugattyú azonban csak erősen megnövekedő nyomásnál nyit ki ismét. Az FR-PS 1 149 979 számú francia szabadalmi leírásból ismert nyomáshatároló szelepnek lágy záró rugója van hosszú rugóúttal, úgyhogy rövid idő alatt nagy folyadékmennyiség áramolhat ki rajta. E mellett a sugárirányú keresztfuratok kettős sorban való elrendezése azt biztosítja, hogy a kiáramló folyadék rendkívül megnövekvő mennyisége sem okoz meg nem engedhető nyomásnövekedést. Ezzel szemben záródásnál a nyomás nagyon erősen csökken. Ezért ez a szelep nem alkalmas a rendszerbeli nyomás beállítására és állandó értéken tartására. Viszont biztosító szelepként alkalmazható, amely normális üzem esetén mindég zárva van és csak akkor kell kinyílnia szükség esetén, ha a nyomás rendkívüli esetben meg nem engedhetően nagy lesz. A jelen találmánynak az a feladata, hogy méretei tekintetében kis nyomáshatároló szelepet biztosítson, amellyel úgy kis-, mint nagy átfolyási mennyiség esetén is a nyomás a csatlakoztatott rendszerben messzemenően állandó értéken tartható. Ez a feladat a találmány első igénypontjának jellemző köre szerint olymódon oldható meg, hogy kemény zárórugóval terhelt olyan kapcsolódugatytyút alkalmazunk, amelynek a nagynyomású tartományban a beömlési oldalon nagyobb a keresztmetszete, mint az O-gyűrűs tömítésnek megfelelő szakaszon. A kapcsolódugattyú a kerületén nagyobb palástfelületű szelepfuratban kiképzett nyomáskamrában kis oldalirányú játékkal van vezetve. A kapcsolódugattyú tengelyirányú belső furatának a beömlési oldalon szűkített szakasza van, a keresztmetszetében nem szűkített szakaszon pedig össze van kötve a sugárirányú furatokon keresztül a nyomáskamrával. A sugárirányú furatok a nyomáskamrának abba a gyűrűalakú terébe torkollanak, amelyet az a gyűrűalakú vájat alkot, amely a kapcsolódugattyú nagy palástfelületéből a kis palástfelülethez vezet át ennek vállszerű lépcsőzeténél. A találmány előnyös kiképzése a második igénypont tárgyát képezi. A találmány szerinti nyomáshatároló szelepben rövid, kemény zárórugó van alkalmazva, melynek viszonylag nagy a rugóereje. Ez a rugó kicsi. A beömlő csatornán keresztül a nyomáshatároló szelepbe jutó nyomás alatt álló folyadék a nagynyomású tartományban lépcsőzetes kapcsolódugattyú nagy dugattyú felületéhez érkezik, amely a kisebb keresztmetszetű felületnél O-gyűrűs tömítéssel van tömitve. A nyomás fokozatos növekedése esetén a kapcsolódugattyú eltolódik és a beállított nyomás túllépése esetén olyan nyitott helyzetbe kerül, amelyben a nyomás alatt álló folyadék a sugárirányú keresztfuratokon keresztül az elvezető csatornába tud kifolyni. A dugattyú eltolódása közben a kapcsolódugattyú vállszerű lépcsőzeténél lévő gyűrüalakú vájatba torkolló sugárirányú furatokon keresztül nyomáskiegyenlítődés jön létre a dugattyú palást felületénél lévő gyűrűalakú térrel. Ha az átfolyó mennyiséggel az átfolyás sebessége erősen megnövekszik, akkor a nyomáshatároló szelep találmány szerinti kiképzése következtében hidrodinamikai erők lépnek fel, amelyek a zárórugó záró ereje ellen hatnak és így a nyitási folyamatot segítik elő. A bevezető csatornán keresztül bevezetett folyadékáram először keresztmetszetében kitágított nyomáskamrába lép be és ezt követőleg -5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
