HU217292B

HU217292B - Biztonsági zárókészülék

Info

Publication number: HU217292B
Application number: HU9200778A
Authority: HU
Inventors: Peter Masloff
Original assignee: Pipelife Rohrsysteme GmbH.
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1999-12-28
Also published as: US5293898A; ES2033612T3; DE59108400D1; SK279560B6; SI9111169A; CA2065384A1; ATE145974T1; HUT61086A; JPH05501295A; CS205391A3; PT98233B; WO1992001184A1; CA2065384C; PL294040A1; TR26196A; YU48550B; DK0491027T3; HU9200778D0; PL167120B1; YU116991A

Abstract

A találmány tárgya biztőnsági zárókészülék gázvezetékek részére egyszeleppel, amelynek szeleptányérja egy cső alakú házban egyszelepüléknek nyőmható, ahől a szelep mint a ház tengelyének irányábaneltőlható tányérszelep egy csavarrűgó erőhatása ellenében eltőlhatóanvan csapágyazva, ahől a szeleptányér keresztmetszeti felülete kisebb,mint a ház szabad keresztmetszete, és a ház falának belső palástjátóltávőlságtartóan van kialakítva, tővábbá a ház a szeleptányérnak acsavarrűgóval ellentétes őldalán és a szeleptányér átáramlási nyílástzáró ülékfelületével ellentétes őldalán egy gáz-hőzzávezetésicsatlakőzással van ellátva, ahől az áramlási keresztmetszet aszelepülék (9) és a szelepszár (11) szabad végét megvezető csapágy (4)közötti szakaszőn kúpősan bővül. ŕ

Description

A találmány tárgya biztonsági zárókészülék gázvezetékek részére egy szeleppel, amelynek szeleptányérja egy cső alakú házban egy szelepüléknek nyomható, biztonsági zárókészülék gázvezetékek részére egy szeleppel, amely egy, különösen cső alakú házban egy szelepüléknek nyomható, ahol a szelep mint a ház tengelyének irányában eltolható tányérszelep egy csavarrugó erőhatása ellenében eltolhatóan van csapágyazva, ahol a szeleptányér keresztmetszeti felülete kisebb, mint a ház szabad keresztmetszete, és a ház falának belső palástjától távolságtartóan van kialakítva, továbbá a ház a szeleptányémak a csavarrugóval ellentétes oldalán és a szeleptányér átáramlási nyílást záró ülékfelületével ellentétes oldalán egy gáz-hozzávezetési csatlakozással van ellátva.

Vízvezetékeknél ismertek már olyan berendezések, melyek egy vízkivételi csap és egy-egy tömlővel csatlakozó fogyasztó között vannak elrendezve, és melyeknek biztosítaniuk kell, hogy a csatlakoztatótömlő megrepedése esetén ne folyjon el nagyobb vízmennyiség. Az ilyen vízzáró szelepek figyelemmel vannak arra a körülményre, hogy egy tömlő megrepedése esetén a nyomás hirtelen lecsökken, és egyidejűleg a szokottnál nagyobb vízmennyiség-kivétel következik be. Ezért egy hirtelen nyomásesés esetén biztosítják, hogy csak egy bizonyos, maximált folyadékmennyiség távozhasson, melynek hatására a biztonsági szelep zár. Az ilyen berendezésekkel lehetséges például háztartási gépeket, mint például mosógépeket, mosogatógépeket vagy hasonlókat biztosítani, melyek szokásosan csak flexibilis tömlőkkel vannak csatlakoztatva.

Gázvezetékcsöveknél útépítések vagy egyéb építkezések kapcsán gyakran előfordul a csővezetékrendszer megsérülése. Ezekben az esetekben ellenőrizetlen gázömlés és ezzel robbanásveszély keletkezhet. A gázvezetékrendszerekre vannak olyan fogyasztókészülékek, mint például fűtőberendezések rákapcsolva, melyek a kívánt hőmérséklet eléréséig az égők részére a vezetékhálózatból kell nyerniük a gázt. Az ilyen gázvezetékek ellenőrzése gázórával nem célravezető, mert a külső hőmérséklettől függően a fűtőberendezések alacsonyabb hőmérsékleteknél hosszabb időn keresztül, és így nagyobb gázmennyiséggel lesznek ellátva, mint magasabb külső hőmérsékletek esetében. Egy csőtörés vagy a csővezetékrendszer megsérülése esetén a fogyasztói oldalon itt is nyomásesés következik be.

A találmány tárgya szerinti biztonsági zárókészüléket ismertet például a DE-PS 26 03 408 számú irat. Ennél az ismert kialakításnál a feladat egy olyan biztonsági szelep létrehozása, amelynél a radiális helyigény csekély, és a szelepzárótest nyitási elmozdulása a vezetékben gyorsan változó nyomásviszonyokra tekintettel csillapítva van.

A DE-OS 35 18430 számú irat egy olyan szelepet ismertet, amely egy gáz kiáramlásakor automatikusan zár, ahol egy elektromágnes van a szelepszár működtetéséhez elrendezve.

Az US-A-2 926 690 számú irat egy olyan biztonsági szelepet ismertet, amely üzemzavar esetén automatikusan zár, és amely üzemkész állapotba manuálisan állítható vissza. Ennél a megoldásnál nyomáskülönbségek fellépésekor a szelep be- és kilépési helyén egy axiális irányban elmozduló szeleptányér rugóerő hatására egy szelepülékre nyomódik rá, és ezáltal zárja az átfolyást. Egyidejűleg egy reteszelőmechanizmus biztosítja a szeleptányémak a zárt állapotban való helyzetét.

Az FR 1 398 966 számú irat ugyancsak egy biztonsági zárókészüléket ismertet, amely egy cső alakú házban helyezkedik el. A cső alakú ház tengelyének irányában eltolható tányérszelep egy rugó erőhatása ellenében eltolhatóan van csapágyazva, és a szeleptányér felülete kisebb, mint a ház szabad keresztmetszete, és a ház falának belső palástjától távolságtartóan van kialakítva. A háznak a szeleptányér csavarrugóval ellentétes oldala irányába eső vége gázhozzávezetést lehetővé tevő csatlakozással rendelkezik.

A találmány feladata egy biztonsági záróberendezés létrehozása a bevezetőben leírt gázvezetékcsövek részére, amely lehetővé teszi a csővezetékrendszer sérülését felismerni anélkül, hogy idő előtt lezárná a gázvezetéket, olyan esetben, ha egy fogyasztókészülék hosszabb időn keresztül a teljesítményéhez mérten nagyobb gázmennyiséget venne igénybe. A találmány szerinti biztonsági zárókészüléknek alkalmasnak kell lennie többlakásos családi házak biztosítására is, ahol is a fogyasztók egy nagyobb csoportja különböző időpontokban és szabálytalan időközönként terheli meg kivétellel a gázvezetéket.

A kitűzött feladat megoldása a találmány szerint egy biztonsági zárókészülék gázvezetékek részére egy szeleppel, amelynek szeleptányérja egy cső alakú házban egy szelepüléknek nyomható, ahol a szelep mint a ház tengelyének irányában eltolható tányérszelep egy csavarrugó erőhatása ellenében eltolhatóan van csapágyazva, ahol a szeleptányér keresztmetszeti felülete kisebb, mint a ház szabad keresztmetszete, és a ház falának belső palástjától távolságtartóan van kialakítva, továbbá a ház a szeleptányémak a csavarrugóval ellentétes oldalán és a szeleptányér átáramlási nyílást záró ülékfelületével ellentétes oldalán egy gázhozzávezetést lehetővé tevő csatlakozással van ellátva, és az áramlási keresztmetszet a szelepülék és a szelepszár szabad végét megvezető csapágy közötti szakaszon kúposán bővül.

Azáltal, hogy egy tányérszelep egy rugó erőhatása ellenében eltolhatóan van csapágyazva, a rugó-előfeszítés, illetve a rugóerő megfelelő beállításával egy meghatározott nyomáskülönbség határozható meg, amely a bekövetkező sérülések esetén a vezetékrendszerre jellemző. Ha a vezetékrendszerben a nyomás rövid időre egy határérték alá esik, a találmány szerinti biztonsági zárókészülék zár, és minthogy a biztonsági zárókészülék mechanikus szerkezeti elemekből van felépítve, egy ilyen készülék akár természeti katasztrófák esetén is, mint például földrengés, üzembiztosán működik.

A találmány szerinti konstrukcióval lehetséges nagyobb fogyasztói felhasználás esetén fellépő nyomásesés hatásait - ahol a nyomásesés egy szelepszámak, valamint csapágyazásának legkisebb méretei következtében az áramlás irányában a létrejött fojtóhatás eredményeként szükségszerűen kialakul - a biztonsági záróké2

HU 217 292 Β szülék üzembiztos működése vonatkozásában minimalizálni. Ennek érdekében a konstrukciót oly módon előnyös kialakítani, hogy a csőszakasz belső keresztmetszeti felülete a csőszakasz gáz-hozzávezetési végével ellenkező irányban a szeleptányérhoz csatlakozó szakaszán előnyösen folyamatosan növekszik, ahol is a kúposán bővülő szakasz alkotói a tengellyel 3-10°-os szöget (β), előnyösen 5°-os szöget zár be. Ezzel a kialakítással a szelepülék által meghatározott fojtási helyet követően a nyomás csaknem az eredeti szintjére kerül visszaállításra, és így a fojtás előidézte nyomásveszteség csak igen kismértékű. Lehetséges a megoldás e helyütt azzal a kialakítással kombinálva, mely szerint a csúszócsapágy axiális irányú bordákból van kialakítva, egy meszszemenően lamináris áramlást biztosítani, miáltal a biztonsági zárókészülék működésének a szelepünknél keletkező turbulenciák következtében létrejövő korlátozása megszüntethető.

A turbulenciák elkerüléséhez szükséges minimális sebességnek lényegében csak az ülékfelület közvetlen közelében, egy rövid útszakaszon keli kialakulni, ami a találmány egy előnyös kiviteli alakja útján úgy érhető el, hogy a szeleptányér ülékfelületéhez, annak a gázhozzávezetéssel ellentétes oldalán egy kúposán bővülő átömlési keresztmetszetet meghatározó, a szeleptányéron az ülékfelülethez képest befelé lépcsősen kialakított szakasz csatlakozik, annak érdekében, hogy a fojtási hely által okozott nyomásesés lehetőség szerint csekély legyen.

Alternatív rendszerek, melyek távirányítású szelepekkel vannak ellátva, melyeket például egy gázdetektor jelei vezérelnek, függenek a funkcionáló villamosvezeték-rendszertől, és rendszerint használhatatlanná válnak, ha a villamos vezetékek megsérülnek, vagy megszűnik az áramszolgáltatás. Ezzel szemben, mint már említésre került, a találmány szerinti megoldás független a külső, például villamosenergia-ellátástól, és természeti csapások esetén is működőképes marad. A találmány szerinti biztonsági zárókészülék közvetlenül egy épület-hozzávezetés leágazásának szakaszán a fővezetékben és/vagy a fővezetékben a leágazási pontokon valamennyi strangon elrendezhető úgy, hogy egy esetleges gázömlés lehetősége a minimumra csökken.

Egy, csupán a vezetékrendszerben a szelep előtt és után fellépő nyomáskülönbségre működő biztonsági szelep megbízható működéséhez szükséges, hogy a szeleptányér előtti szakaszon a háztól egy minimáltávolság betartásra kerüljön, amely a szabad átáramlási keresztmetszetet a gáz részére biztosítja. A csapágy építőelemeinek úgy kell elrendezve lenniük, hogy az üléket követően a biztonsági szelep szakaszán ne lépjen fel figyelembe vehető fojtás, azért, hogy egy nem megengedhető nyomáscsökkenés esetén a szelep gyors működése biztosítva legyen. Azáltal, hogy a konstrukció úgy van kialakítva, hogy a tányérszelep egy rugó erőhatása ellenében zár, és hogy a szelepnek a rugóval ellentétes oldala irányul a gázhozzávezetés felé, egy nem megengedhető nyomásesést és a szelep zárását követően a felhasználóoldalról történő ellennyomás bevezetésével a szeleptányér ismét az üzemi helyzetbe állítható úgy, hogy egy újólagos üzembe helyezés a gázvezetékben semmiféle további lezárási intézkedést nem igényel. Ezért a szelep akár viszonylag nehezen hozzáférhető helyen is elhelyezhető, és például közvetlenül egy házban való hozzávezetés csatlakozásában a fővezetékben elrendezhető. A találmány szerinti biztonsági zárókészülék egy megfelelő nyomáskülönbségre reagáló működési feltételei alapján, szabályozott vagy szabályozatlan előnyomással alkalmazható.

Annak érdekében, hogy a működési érzékenység semmilyen behatásra ne változzék, gondoskodni kell arról, hogy a biztonsági zárókészüléken belül, csatlakozóan a szelepülékhez, semmilyen fojtás ne jöjjön létre, ami olyan kiképzéssel érhető el, ahol is a csúszócsapágy(ak) perforált gyűrűstárcsákban vagy a házhoz csatlakozó radiális bordákban van(nak) rögzítve.

Analóg meggondolások érvényesülnek a szelepülék esetében is, ahol egy előnyös kiképzést az jellemzi, hogy a szelepülék mint gyűrűstárcsa kúpos felülettel van kiképezve, és hogy a gázátáramlási keresztmetszetet szabadon hagyó gyűrűstárcsával egy, a szelepszár részére elrendezett csúszócsapágy van összeerősítve.

A szeleptányémak a szelepüléken való, biztosan tömítő felfekvését biztosítandó, a konstrukció előnyösen úgy alakítható ki, hogy a szelepülék és/vagy a szelepünkkel együtt működő, a szeleptányéron kialakított ülékfelület ívelt profillal van kiképezve.

Annak érdekében, hogy a mindenkor megengedhető nyomáskülönbség a fogyasztó részére illeszthető legyen, egy előnyös kiviteli alak esetében a csavarrugó rugóereje és/vagy a szelepzáráshoz szükséges út hossza beállíthatóan van kialakítva.

Az előnyös kiviteli alak eléréséhez szükséges, hogy a csavarrugó a szeleptányér körüli beáramlást szabályzóan progresszív rugójelleggörbével van kiképezve. A progresszív rugódiagrammal rendelkező rugóval a működési érzékenység oly módon választható meg, hogy egy, például csőtörésre utaló nyomáskülönbség fellépése esetén az erőhatást kifejtő rugó első útszakasza a szelepnek a zárás irányába történő relatív gyors elmozdulását eredményezi, miáltal az átömlési keresztmetszet a szeleptányér szakaszán csökken, minek következtében a nyomáskülönbség rohamosan tovább nő, ami a találmány szerinti biztonsági zárókészülék biztos zárását idézi elő.

Annak érdekében, hogy a biztonsági zárókészülék, különösen pedig a szeleptányér szakaszán a turbulenciák lehetőleg kismértékűek legyenek, egy előnyös kialakítás úgy érhető el, hogy a szeleptányér csavarrugóval ellentétes oldalon lévő tányérfelülete konvexen ívelt tányérfelületként van kiképezve. Az ily módon kiképzett tányérfelület, például egy repülőgéporr kialakításának megfelelő süvegfelület, a szeleptányér szakaszán is egy messzemenően lamináris áramlást eredményez, és kiküszöböli azokat a turbulenciákat, melyek egyrészt a szeleptányér instabil helyzetéhez, másrészt a biztonsági zárókészülék által kiváltott nyomáskülönbség befolyásolásához vezethetnek. A szeleptányémak a csavarrugóval ellentétes oldalán ily módon áramlástanilag kedvezően kiképzett tányérfelülete mellett további, az áramlási viszonyokra kedvezően kiható, a szeleptá3

HU 217 292 Β nyér szakaszán turbulenciákat kiküszöbölő, előnyös kialakítás érhető el azáltal, hogy a szelepszár ülékfelülettel szomszédos szakasza közvetlenül az ülékfelülethez csatlakozóan, a szelepszárhoz tangenciálisan belesimulóan, folyamatosan van kiképezve.

A gázmérők biztonságos üzeméhez, és arra való tekintettel, hogy tökéletes tömítettség csaknem sohasem érhető el, az ismert előírások szerint egy bizonyos szivárgógáz-mennyiség megengedett, melynek mennyisége például 301/h lehet. Amint már ez az előzőekben ismertetésre került, az esetben, ha egy csőtörés vagy egy meghibásodott készülék miatt egy szokatlanul nagy gázelvétel, gázkiáramlás következik be, és a biztonsági zárókészülék lezárt, a javítást követően a tányérszelep oly módon nyitható, hogy a fogyasztó oldaláról a hozzávezetési oldalon lévő nyomásnál nagyobb nyomást előidézve a szeleptányér a szelepünkről felemelésre kerül, miáltal az átáramlási keresztmetszet, és ezzel a csővezeték ismét megnyílik. A szelep nyitásának ez a módja a fogyasztóoldali nyomás előállítása következtében a vezetékhálózat felülvizsgálatát igényli az üzemeltető részéről, miáltal ez a módszer nagyon időigényes. Arra az esetre, ha egy nyitószelep téves működtetése következtében a biztonsági zárókészülék lezárna, és ezzel egy fogyasztót a hálózatról lekapcsolna, lehetséges egy olyan előnyös kialakítás, melynél az engedélyezett szivárgó gáz mennyiségét figyelembe véve a biztonsági zárókészülék úgy képezhető ki, hogy a szeleptányér egy szivárgófurattal van ellátva, és/vagy a szelepülékre felfekvő ülékfelület átszivárgást lehetővé tévőén van kiképezve, ahol is a szivárgó gáz mennyisége kisebb, mint 30 1/h. Ebben az esetben a fogyasztási hálózat lezárását követően - rövid időn belül - a szivárgófuraton keresztül, illetve az ülékfelületnek a szelepülékre való tömítetlen felfekvése következtében a fogyasztóoldalon egy megfelelő nagyságú nyomás keletkezik úgy, hogy a szeleptányér szakaszán nyomáskiegyenlítődés jön létre, és a rugóerő hatására a tányérszelep ismét nyit. A megfelelő biztonsági előírások által megadott szivárgó gáz mennyisége ez esetben jóval az alatt a gázmennyiség alatt marad, amely egy vezeték meghibásodása vagy egy meghibásodott fogyasztókészülék esetében a szabadba kerülne, miért is a találmány szerinti biztonsági zárókészülék önműködő nyitása az átfolyó szivárgógáz mennyiségére tekintettel a fogyasztóoldali hálózat minden körülmények közötti tömítettségét feltételezi.

Annak érdekében, hogy már relatív kismértékű nyomáskülönbségeknél, különösen nagyszámú egymást követő fogyasztók esetében a biztonsági zárókészülék pontos működési karakterisztikája és biztos zárása elérhető legyen, egy sor peremfeltételnek lényeges jelentősége van. Gázvezeték-hálózatokban vezetett éghető gázok esetében, különösen azon vezetékhálózatokban, melyek nagyszámú régebbi vezetékleágazással és szakasszal rendelkeznek, lehetséges, hogy különféle szilárd részecskék, különösen rozsda lelhetők fel és kerülnek elvezetésre. Az ilyen szilárd részecskék általában az égőfejíüvókák idő előtti eldugulásával teszik magukat észrevehetővé. Az ilyen szilárd részecskék lerakódása a szelepzár csapágyazásának szakaszán megnövekedett csapágysúrlódáshoz, vagy akár a szelepszár berágódásához vezethet, miáltal a biztonsági zárókészülék működése már nem biztosítható. Azért, hogy a szelepszár csapágyazási szakaszán a szilárd részecskék ilyen lerakódása elkerülhető legyen, egy olyan előnyös konstrukció került kialakításra, amelynél a szelepszár hosszirányú bordákkal, illetve hornyokkal van kiképezve. Alternatív megoldásként lehetséges a csúszócsapágyat oly módon is előnyösen kialakítani, hogy a szelepszár csúszócsapágya, illetve csúszócsapágyai előnyösen három, radiálisán elrendezett bordából van, illetve vannak kiképezve, mely bordák a szelepszár axiális irányában elnyúlóan vannak kialakítva. Mindkét esetben a csapágyakban vezetett felületek le vannak csökkentve, és elegendő hely van a tisztátlanságok elvezetésére.

Az ilyen turbulenciák kialakulása azáltal is csökkenthető, hogy a szelepülék alkotói és a tengely által bezárt szög (a) a gázhozzávezetés nyomásával fordított arányban van megválasztva. Különösen kisnyomású vezetékeknél, azaz 1 bar maximális nyomásnál a szelepülék kúpszöge mintegy 45° lehet a szelep tengelyére vonatkoztatva, és közepes nyomásoknál pedig, azaz 1-4 bar nyomás esetén, egy 30°-os szelepülékszög megválasztásával érhető el optimális hatás. A szelepülék szakaszán az elérhető legkisebb áramlási sebességet kell biztosítani a turbulenciák kialakulásának megakadályozása érdekében, mely turbulenciák az áramlást befolyásolhatnák. Változatlan szeleplöket esetén a szelepülék különböző szögértéke a gázhozzávezetés nyomásának megfelelő átáramlási keresztmetszeti felületet határoz meg, amely mint fojtási hely a gázrészecskék a szükséges sebességre történő felgyorsulását eredményezi. így nagyobb névleges sebességeknél a szelepülék alkotóinak tengellyel bezárt szöge kisebbre választható meg, miáltal egy meredekebb, azaz egy nagyobb átfolyási keresztmetszetet meghatározó ülékfelületek kerülnek alkalmazásra, minthogy a nagyobb névleges nyomás miatt a gáz áramlási sebessége már amúgy is magasabb szinten van.

A turbulenciák elkerüléséhez szükséges legkisebb áramlási sebesség lényegében csak közvetlenül a szelepülék-felületnél egy rövid útszakaszon érendő el, és ennek egy előnyös kialakítása úgy oldható meg, hogy a szeleptányér ülékfelületéhez, annak a gázhozzávezetéssel ellentétes oldalán egy kúposán bővülő átömlési keresztmetszetet meghatározó lépcsős szakasz csatlakozik, annak érdekében, hogy a fojtóhely által eredményezett nyomásesés csak kismértékű legyen.

Szilárd részecskék, különösen rozsdaszemek bejutásának megakadályozása hagyományos módon úgy oldható meg, hogy a csőszakaszban a gázhozzávezetés irányában a szeleptányér előtt egy szűrő van elrendezve.

Annak érdekében, hogy az áramló gázban lévő szilárd részecskéknek, különösen a rozsdának a rugóra való leülepedése megakadályozható legyen - mivel ezen részecskék a rugókarakterisztikát megváltoztatnák - egy olyan előnyös kialakítás került kidolgozásra, ahol is a csavarrugó a szelepszár furatában van elrendezve, és a gázbevezetéssel ellentétes szakaszon lévő csúszócsapágy egy csapon elrendezett és az üreges szelepszárba

HU 217 292 Β benyúló rugótányérból van kiképezve. Az ily módon a szelepszár furatában elrendezett rugóval egyszerű módon érhető el csillapítás, ha az üreges szelepszárba benyúló rugótányér és/vagy csap a szelepszámak a csavarrugó részére kialakított furata és a csővezeték között egy fojtási hellyel rendelkezik, amint ez a találmány szerinti biztonsági zárókészülék egy előnyös kialakításának megfelel. Azáltal, hogy a szelepszámak a csavarrugó részére kialakított furata a csővezetékkel egy fojtási helyen keresztül kapcsolatban áll, a szelepszárban egy gázpárna alakul ki, amely a szelep zárásakor segíti a rugót hatásának kifejtésében. A fojtási helyet képező furat megfelelő méretezésével a gázpáma hatása a feltételeknek megfelelően, például a csővezetékben lévő névleges nyomásnak megfelelően illeszthető, illetve alakítható ki.

A találmány tárgyát képező biztonsági zárókészüléket kiviteli példák kapcsán, rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az

1. ábra egy csőben elrendezett, találmány szerinti biztonsági zárókészülék egy kiviteli példájának metszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti szeleptányér rugótányérjának nagyított képe metszetben, a

3. ábra a szelepszár szeleptányér irányába eső szabad végén elrendezett csúszócsapágy kiképzése, a

4. ábra a 3. ábra nézeti képe a IV jelű nyíl irányából, az

5. ábra a találmány szerinti biztonsági zárókészülék szeleptányérjának egy másik kiviteli alakja, a

6. ábra egy progresszív rugódiagrammal rendelkező rugó jelleggörbéje a szelep működtetéséhez, a

7. ábra a találmány szerinti biztonsági zárókészülék cső alakú házának egy módosított kiviteli alakja metszetben, az eltolható tányérszelep nélkül, a

8. ábra a 7. ábra nézeti képe a VIII jelű nyíl irányából, a

9. ábra a 7. ábrán szemléltetett házban alkalmazható tányérszelep oldalnézete, módosított méretarányban, a

10. ábra a 9. ábra metszete a X-X metszősík mentén a szelepszár szakaszán, a

11. ábra a találmány szerinti biztonsági zárókészülék házának egy további kiviteli alakja metszetben, különösképpen közepes nyomású vezetékek esetében való alkalmazáshoz, a

12. ábra all. ábrán szemléltetett házban alkalmazható tányérszelep oldalnézete, a

13. ábra az 1. ábrán szemléltetett találmány szerinti készülék egy további módosított kiviteli alakja.

Az 1. ábrán egy 1 csőszakaszban egy szeleptányérral kiképzett 2 szelep 3 és 4 csúszócsapágyakban az 1 cső és 2 szelep axiális irányában egy 5 csavarrugó által kifejtett erőhatás ellenében eltolhatóan van csapágyazva. A 7 szeleptányér 6 ülékfelülete az 1 csőszakaszban rögzített 8 gyűrűstárcsában kiképzett 9 szelepülékre fekszik fel, ahol is a 8 gyűrűstárcsában egyidejűleg egy 3 csúszócsapágy is ki van alakítva. A 3 csúszócsapágyat ezen elrendezésnél tarthatják radiális irányú küllők, illetve tartók, vagy a 8 gyűrűstárcsa áttörésekkel lehet kiképezve, amint az a 4. ábrán a 11 szelepszár 7 szeleptányérral szemben fekvő végének csapágyazására szolgáló 10 gyűrűstárcsán látható. A 2 szelep zárási úthosszának beállításához a 11 szelepszár szabad végén egy 12 anya van elrendezve, amely a 11 szelepszáron kiképzett 13 menetre felcsavarozható. A rugóerő beállítására a 3 és 4 csúszócsapágyak között egy hasonló, például egy anyával kialakított beállítószerkezet rendezhető el.

A 7 szeleptányér keresztmetszeti felülete, illetve az átáramlási keresztmetszet a 6 ülékfelület és a 9 szelepülék között a 2 szelep nyitott állapotában a csőszakasz fogyasztó felé eső 14 végéhez csatlakoztatott fogyasztónak megfelelően van beállítva. Ezzel egyidejűleg gondoskodni kell arról, hogy a 15 és 16 áttörések, melyek a 3 és 4 csúszócsapágyakat támasztó elemeken vannak kialakítva, átáramlási keresztmetszetüket illetően legalább akkora felülettel rendelkezzenek, mint amekkora az átáramlási keresztmetszet a 7 szeleptányér 6 ülékfelülete és a 9 szelepülék között. Ez szükséges annak elkerülésére, hogy a nyíllal jelzett 17 áramlási iránynak megfelelően a 7 szeleptányért követően fojtóhatás ne keletkezzen. A 7 szeleptányér keresztmetszeti felülete az 1 csőszakasz szabad keresztmetszetéhez, illetve a rugóerőhöz képest úgy van méretezve, hogy olyan mértékű nyomáscsökkenés esetében, amely nyomáscsökkenés meghaladja a valamennyi fogyasztó üzeme esetén előirányzott nyomáscsökkenést, a 2 szelep automatikus zárását, és ezzel a további gázelvezetés megszakítását idézi elő. A hálózat leágazásainál a szelep elrendezésénél a megfelelő vezetékszakasz megengedhető nyomáskülönbsége az összes fogyasztó által lehetséges maximális fogyasztásnak megfelelően kerül meghatározásra.

A 2. ábra a 11 szelepszár egy szakaszát szemlélteti nagyított méretarányban, ahol is az áramlási irányból nézve az elülső 3 csúszócsapágy van elrendezve, és az azon túlnyúló 11 szelepszáron az 5 csavarrugó biztos felfekvése céljából egy 18 gyűrűs horony van kiképezve.

A 3. és 4. ábrán a 10 gyűrűstárcsa kerül bemutatásra, amely a nem ábrázolt 11 szelepszár szabad végét csapágyazó 4 csúszócsapágyat tartja. Ez a 10 gyűrűstárcsa az 5 csavarrugó helyzetének biztosítására egy axiális 19 csonkkal van ellátva. E két ábra egyben szemlélteti a 16 áttöréseket is.

A megfelelő zárás céljából egy szelep 6 ülékfelülete vagy 9 szelepüléke közül legalább az egyik ívelt felülettel rendelkezik, hogy a zárt szelep esetében vonal menti érintkezés jöjjön létre.

A fogyasztóoldali javítási munkák befejezését követően a lezárt szelep nyitása céljából a csőszakasz fogyasztó felé eső 14 végén a rugóerő támogatása céljából a csőszakasz gáz-hozzávezetési 20 végén beáramló gáz nyomásánál nagyobb nyomású gáz kerül bevezetésre, miáltal elkerülhető a legtöbb esetben nehezen hozzáférhető 2 szelep kiásása vagy szabaddá tétele.

Amint az 1. ábrából kitűnik, az 1 csőszakasz, melyben a 2 szelep van elrendezve, végein 21 és 22 menetekkel van ellátva, melyekre a csatlakozó csővezetékek felcsavarhatók. A 2 szelep így előnyösen közvetlenül egy fogyasztói hálózat csatlakozásának szakaszán a fővezetékben vagy a leágazásokon a fővezetékben kerül elrendezésre.

HU 217 292 Β

Az 5. ábra a módosított 2 szelep 7 szeleptányéiját és az ahhoz csatlakozó 11 szelepszárát szemlélteti. A 11 szeleptányér a 11 szelepszárral, illetve a nem ábrázolt 5 csavarrugóval szembeni oldalán egy konvexen ívelt kupola formájú 23 tányérfelülettel van kiképezve. Ezáltal a 2 szelep 6 ülékfelületének szakaszán a turbulenciák elkerülhetők. Egy messzemenően lamináris áramlás érdekében nemcsak a hozzávezetés-oldali 23 tányérfelület van a fentiekben leírtaknak megfelelően kialakítva, hanem a 7 szeleptányér 6 ülékfelületével közvetlenül szomszédos 24 szakasz folyamatosan csökkenő keresztmetszettel van kiképezve, miáltal a 6 ülékfelülettől kiindulva a lényegében örvénymentes áramláshoz egy sima és folyamatos profillal rendelkező felület keletkezik. Továbbá az 5. ábra szerint a 2 szelepben egy 25 szivárgófurat van kiképezve, melynek méretezését a megfelelő biztonsági előírások határozzák meg. Ezen szivárgófurat alternatívájaként, vagy azzal együttesen a 6 ülékfelület úgy is kialakítható, hogy az 5. ábrán nem ábrázolt 9 szelepülékre nem teljes tömítettséggel ül fel.

A 6. ábra a szelep működtetésére szolgáló progresszív rugódiagrammal rendelkező rugó jelleggörbéjét szemlélteti. E rugó alkalmazásával nyomáscsökkenés esetén a 7 szeleptányér F_t rugóerő ellenében egy nagyobb S, utat tesz meg, miáltal a 7 szeleptányér, illetve a 9 szelepülék tartományában az átömlési keresztmetszet rohamosan csökken, ezzel a nyomáskülönbségzáróerő gyors emelkedése jön létre, minek következtében a biztonsági zárókészülék gyorsabb és biztosabb reagálása válik lehetővé. Egyidejűleg egy ilyen jelleggörbéjű rugóval működtetett szelep üzemi viszonyok között stabil helyzetben tartható.

A szeleppel rendelkező biztonsági záróberendezés menetes csatlakozással, csőperemmel vagy hegesztett csatlakozással építhető be a megfelelő vezetékekbe, ahol is PE csővezetékek ugyancsak hegesztett csatlakozással rendezhetők el.

A 7. és 8. ábra a biztonsági zárókészülék 1 csőszakaszát, illetve szelepházát szemlélteti. A 2 szelep (amely a 9. ábra kapcsán még közelebbről leírásra kerül) csapágyazásához ennél a kiviteli alaknál is 3 és 4 csúszócsapágyak kerülnek alkalmazásra, amelyeket, amint ez különösen a 8. ábra szerinti nézetből kitűnik, radiális irányú 26 bordák tartanak. A radiális irányú bordák a biztonsági zárókészülék szakaszán a lamináris áramlás kialakulását előnyösen befolyásolják. A 7-10. ábrán szemléltetett kiviteli alaknál, mely különösen kisnyomású vezetékekben, azaz maximum 1 bar nyomás esetében kerül alkalmazásra, a 9 szelepülék alkotói a 7. ábrán nem feltüntetett 11 szelepszár, illetve az 1 csőszakasz 27 tengelyével - illetve az azzal párhuzamos egyenessel - egy a szöget zárnak be, amely mintegy 45°-os szögértékű. A kúposán kiképzett 9 szelepülékhez a gáz-hozzávezetési 20 véggel szembeni oldalon egy olyan szakasz csatlakozik, melynek átömlési keresztmetszete folyamatosan növekszik, ahol is ezen kúpos szakasz 28 alkotói a 27 tengellyel - illetve az azzal párhuzamos egyenessel - egy B szöget zárnak be, amely az ábrázolt példa esetében mintegy 5°-os szögértékű. A 9 szelepülékhez csatlakozó, folytonosan növekvő keresztmetszet következtében a 9 szelepülék szakaszán keletkezett nyomásveszteség messzemenően ismét kiegyenlítődik, miáltal a nyomáskülönbség az 1 csőszakasz gáz-hozzávezetési oldalán és a fogyasztó felé eső oldalán elhanyagolhatóvá válik. Ennek eredményeként, valamint a radiálisán kialakított 26 bordák következtében turbulenciák messzemenő elkerülésével a fogyasztói oldalon lamináris áramlás létrejötte válik lehetségessé. A 3 és 4 csúszócsapágya megtámasztására szolgáló 26 bordák alkalmazásával az 1. ábra szerinti 8 és 10 gyűrűstárcsák mellőzhetők, melyek a 3 és 4 csúszócsapágyakat tartják.

A 9. ábrán bemutatott 2 szelep szintén rendelkezik egy lépcsősen kialakított 11 szelepszárral egy nem ábrázolt rugó felfűzésére, ahol is a 11 szelepszár az 1 csőszakasz gáz-hozzávezetési 20 vége felé eső szakaszán 29 bordákkal rendelkezik. A 29 bordák kialakításával lehetővé válik, hogy a 29 bordák közötti mélyedéseken, illetve 30 hornyokon keresztül az esetleges, az áramló gázban lévő szilárd részecskék a 3 csúszócsapágyba bejutva onnan el is távozzanak, miáltal megakadályozható, hogy a 11 szelepszár a 3 csúszócsapágyba berágódjék. A 3 csúszócsapágy szakaszán kiképzett 29 bordák helyett egy olyan alternatív elrendezés is kialakítható, ahol a 26 bordák szabad homlokfelületei képezik a csapágyat, melyek közvetlenül all szelepszárra támaszkodnak. A 2 szelep 31 szeleptányéija a gáz-hozzávezetési oldal felé az 1. ábra szerint kúposán alakítható ki.

All. ábrán bemutatott kiviteli alak esetében a hivatkozási jelek megegyeznek a 7. ábrán használtakkal. Ennél a kiviteli alaknál is a 3 és 4 csúszócsapágyakat a radiálisán elrendezett bordák támasztják meg. Egy figyelemre méltatható nyomásveszteség elkerülésére a 2 szelepnél e kiviteli alak is úgy van kiképezve, hogy a 9 szelepüléket követő szakaszon a felhasználóoldal irányában a keresztmetszet állandóan növekszik, amint ezt a szakasz kúpos palástjának 28 alkotója és a 27 tengely által bezárt B szög is szemlélteti. A 9 szelepülék ugyancsak kúposán van kiképezve, ahol is a 9 szelepülék alkotói a 27 tengellyel - illetve az azzal párhuzamos egyenessel - egy cc szöget zárnak, amely a szemléltetett kiviteli alak esetében, melyet különösképpen középnyomású, azaz 1-4 bar nyomású vezetékeknél alkalmaznak, mintegy 30°-os szögértékű. All. ábra szerinti kiviteli alaknál alkalmazott 2 szelep, melyet a

12. ábra szemléltet, a 11 szelepszár palástján a 3 csúszócsapágy szakaszán szintén 29 bordákkal van kialakítva, melyek között a 30 hornyok húzódnak. A 31 szeleptányér ennél a kiképzésnél a gázhozzávezetés irányában lépcsősen van kialakítva, amint ezt a 32 vállas elrendezés szemlélteti. Amellett, hogy a kialakított 29 bordák, illetve a közöttük húzódó 30 hornyok lehetővé teszik az áramló gázban lévő szilárd részecskéknek a 3 csúszócsapágy és a 11 szelepszár közötti átjutását, all szelepszámak a 3 csúszócsapágyban bekövetkező esetleges berágódását elkerülendő, a szilárd részecskék feltartóztatására a gáz-hozzávezetési oldalon közvetlenül a 9 szelepülék, illetve a 2 szelep előtt egy 33 szűrő van elrendezve.

HU 217 292 Β

A 13. ábra szerinti kiképzésnél a 2 szelep 11 szelepszárát ismét 26 bordák támasztják meg, amelyek sematikusan ábrázolt 34 élekkel vannak szemléltetve, és amelyek a gáz-hozzávezetési oldalon elrendezett 3 csúszócsapágyat definiálják. A szelepszár ennél a kiviteli alaknál üregesen van kialakítva, ahol is az 5 csavarrugó a 11 szelepszár 35 furatában van elrendezve. Az 5 csavarrugó hatását egy 36 csapon elrendezett, különösképpen állíthatóan kiképzett 37 rugótányérra támaszkodva fejti ki, ahol is a 36 csap a 26 bordáknak a gázhozzávezetéssel szemben lévő végén van csapágyazva. A 37 rugótányér az üreges 11 szelepszár egy záródarabjával együtt képezi a 11 szelepszár részére a második 38 csúszócsapágyat. A szemléltetett kiviteli alaknál az üreges 11 szelepszár és a 38 csúszócsapágy között egy flexibilis 39 fedődarab van elrendezve. Egy 40 axiális csatornán és egy ehhez csatlakozó 41 radiális csatornán keresztül áll a 35 furat által meghatározott tér - amelyben az 5 csavarrugó van elrendezve - a 39 fedődarab által meghatározott térrel, valamint a 38 csúszócsapágyban kialakított további 42 furatokon keresztül az 1 csőszakasz belső terével kapcsolatban. A 40 axiális csatorna és a 41 radiális csatorna, valamint különösen a 42 furatok megfelelő méretezésével a 35 furat által meghatározott térben a rugóerőhöz hozzáadódó gáznyomás alakítható ki, amely a 2 szelep elmozdulásakor a rugóhatást segíti. A csatornák és furatok helyett lehetséges a 36 csapot, illetve a 37 szeleptányért az üreges 11 szelepszárban tömítetlenül vezetni, és ezzel egy meghatározott fojtást kialakítani, amellyel a kívánt hatás, a rugóerő segítése elérhető.

Minthogy közvetlenül a szeleptányért követő szakaszon a turbulenciák elkerülésére elegendő, ha a gáz szükséges legkisebb áramlási sebessége egy rövid útszakaszon megtartásra kerül, a 13. ábrán szemléltetett kialakításnál a 7 szeleptányér 6 ülékfelületéhez egy ahhoz képest befelé lépcsősen kialakított (43) szakasz csatlakozik, amely a keresztmetszetben egy kúposán bővülő átömlési keresztmetszetet határoz meg. Ezáltal a 6 ülékfelület szakaszán a fojtás által létrejött nyomásveszteség csökkenthető. A nyomásveszteség egy további csökkentése - ennél a kiviteli alaknál - a 26 bordák által a 2 szelep, illetve a 37 rugótányért tartó a szeleppel együtt dolgozó 36 csap részére kialakított csúszócsapágyak szakaszánál, a 28 alkotók által meghatározott bővülő kúpos felülettel érhető el.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Biztonsági zárókészülék gázvezetékek részére egy szeleppel, amelynek szeleptányéija egy cső alakú házban egy szelepünknek nyomható, ahol a szelep mint a ház tengelyének irányában eltolható tányérszelep egy csavarrugó erőhatása ellenében eltolhatóan van csapágyazva, ahol a szeleptányér keresztmetszeti felülete kisebb, mint a ház szabad keresztmetszete, és a ház falának belső palástjától távolságtartóan van kialakítva, továbbá a ház a szeleptányémak a csavarrugóval ellentétes oldalán és a szeleptányér átáramlási nyílást záró ülékfelületével ellentétes oldalán egy gáz-hozzávezetési csatlakozással van ellátva, azzal jellemezve, hogy az áramlási keresztmetszet a szelepülék (9) és a szelepszár (11) szabad végét megvezető csapágy (4) közötti szakaszon kúposán bővül. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
2. Az 1. igénypont szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a kúposán bővülő szakasz alkotói (28) a tengellyel (27) 3°-10°-os szöget (B), előnyösen 5°-os szöget zárnak be.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
3. Az 1. igénypont szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szeleptányér (7) ülékfelületéhez (6) annak a gázhozzávezetéssel ellentétes oldalán egy kúposán bővülő átömlési keresztmetszetet meghatározó, a szeleptányéron (7) az ülékfelülethez (6) képest befelé lépcsősen kialakított szakasz (43) csatlakozik. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepülék (9) mint gyűrűstárcsa (8) kúpos felülettel van kiképezve, és hogy a gázátáramlási keresztmetszetet szabadon hagyó gyűrűstárcsával (8) egy, a szelepszár (11) részére elrendezett csúszócsapágy (3) van összeerősítve. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepülék (9) és/vagy a szelepünkkel (9) együtt működő, a szeleptányéron (7) kialakított ülékfelület (6) ívelt profillal van kiképezve.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a csavarrugó (5) rugóereje és/vagy a szelep (2) záráshoz szükséges úthossza beállíthatóan van kialakítva.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a csavarrugó (5) a szeleptányér (7) körüli beáramlást szabályzóan progresszív rugójelleggörbével van kiképezve. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzaljellemezve, hogy a szeleptányér (7) csavarrugóval (5) ellentétes oldalon lévő tányérfelülete (23) konvexen ívelt tányérfelületként van kiképezve. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepszár (11) ülékfelülettel (6) szomszédos szakasza (24) közvetlenül az ülékfelülethez (6) csatlakozóan, a szelepszárhoz (11) tangenciálisan belesimulóan folyamatosan van kiképezve.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szeleptányér (7) egy szivárgófurattal (25) van ellátva, és/vagy a szelepülékre (9) felfekvő ülékfelület (6) átszivárgást lehetővé tévőén van kiképezve, ahol is a szivárgó gáz mennyisége kisebb, mint 30 1/h.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)

HU 217 292 Β
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepszár (11) hosszirányú bordákkal (29), illetve hornyokkal (30) van kiképezve.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepszár (11) csúszócsapágya, illetve csúszócsapágyai (3, 4) előnyösen három, radiálisán elrendezett bordából (26) van, illetve vannak kiképezve, mely bordák (26) a szelepszár (11) axiális irányában elnyúlóan vannak kialakítva. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a szelepülék (9) alkotói és a tengely (27) által bezárt szög (a) a gázhozzávezetés nyomásával fordított arányban van megválasztva.

(Elsőbbsége: 1990. december 21.)
14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a csőszakaszban (1) a gázhozzávezetés irányában a szeleptányér (7) előtt egy szűrő (33) van elrendezve.

5 (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy a csavarrugó (5) a szelepszár (11) furatában (35) van elrendezve, és a gázbevezetéssel ellentétes szakaszon lévő csúszócsa10 págy (4) egy csapon (36) elrendezett és az üreges szelepszárba (11) benyúló rugótányérból (37) van kiképezve. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)
16. A 15. igénypont szerinti biztonsági zárókészülék, azzal jellemezve, hogy az üreges szelepszárba (11) be15 nyúló rugótányér (37) és/vagy csap (36) a szelepszámak (11) a csavarrugó (5) részére kialakított (35) furata és a csővezeték között egy fojtási hellyel rendelkezik. (Elsőbbsége: 1990. december 21.)