CZ20011752A3 - Ventil - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká ventilu, zejména regulačního ventilu, se škrtící zónou, kterážto škrtící zóna je tvořená sedlem ventilu a uzavíracím členem přemístitelným podélně ve směru osy, a kterážto škrtící zóna je uspořádaná mezi axiální vtokovou oblastí a výtokovým prostorem, ve kterém se uskutečňuje radiální odchylování proudu.

Dosavadní stav techniky

Je všeobecným požadavkem, aby provozní činnost ventilů probíhala s co možná nejnižší hlučností. Tento požadavek je oprávněný zejména u ventilů určených pro instalaci ve spojeni s tělesy radiátorů.

Přestože ventily pro tělesa radiátorů nej sou náchylné k vyvíjení hlučnosti způsobované kavitací, ale pouze k vyvíjení hlučnosti způsobované průtokem kapalného média, j e uvedená hlučnost způsobovaná průtokem kapalného média ještě dále zesilovaná rezonancí tělesa radiátoru, zejména v případě nainstalování ventilu těsné blízkosti radiátoru nebo přímo v jeho tělese.

podstatě z hlediska hlučnosti stejný účinek se vyskytuje případě ventilů pro chladírenská zařízení a dalších regulačních ventilů.

U ventilu shora v úvodu zmiňovaného typu, určeného pro použití jako ventilu pro těleso radiátoru (viz dokument DE 44 02 752 AI), bylo docíleno snížení hladiny hluku

82084 (82084a) prostřednictvím odchylování proudu ohřáté vody po té, co opustil škrtící zónu, dvakrát nebo více než dvakrát. Toho bylo dosaženo opatřením výtokového prostoru, který je vymezený prostřednictvím radiálních výtokových otvorů, a který je uspořádaný buď v bezprostřední blízkosti sedla ventilu nebo na zadní straně tohoto sedla ventilu. Nepříznivým důsledkem uvedeného odchylování proudu ohřáté vody bylo však odebrání značného množství její tepelné energie. Nicméně, turbulence a hlučnost, spojené s odchylováním proudu, byly velmi podstatně redukovány.

Podstata vynálezu

Základním úkolem předloženého vynálezu je proto poskytnout nové opatření vedoucí k požadovanému snížení hladiny hlučnosti ventilů v úvodu zmiňovaného typu.

Tento úkol je podle předloženého vynálezu řešen opatřením, které spočívá v tom, že mezi škrtící zónou a výtokovým prostorem je uspořádaný průtočný kanál, jehož příčný průřez se ve směru průtoku rozšiřuje.

Toto konstrukční uspořádání zajišťuje nevyhnutelné snižování průtokové rychlosti kapalného média, zejména vody, protékající skrze průtočný kanál vysokou průtokovou rychlostí, která se následně podstatně snižuje právě v oblasti krátkého úseku vytvořeného za škrtící zónou. Vzhledem k tomu, že vysoká průtoková rychlost je z hlediska vyvíjení hlučnosti významným faktorem, je výsledkem tohoto opatření velmi podstatné snížení hladiny hluku.

Rozšiřování příčného průřezu je v podstatě plynulé.

82084 (82084a)

Jeho výsledkem je plynulé a velmi příznivé snižování průtokové rychlosti, což ve svém důsledku zajišťuje další snižování hladiny hluku.

Je výhodné, jestliže je průtočný kanál ohraničený prostřednictvím vnějšího stěnového úseku, který následuje za sedlem ventilu, a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku, který následuje za uzavíracím členem, přičemž alespoň jeden z těchto úseků je vzhledem k ose nakloněný. Vhodnou volbou příslušných stěnových úseků je možné získat průtočný kanál, který vykazuje optimální příčný průřez.

Jako výhodné se doporučuje, aby byl vnější stěnový úsek vytvořený jako válcový, a vnitřní stěnový úsek nakloněný vzhledem k ose. V alternativním provedení, které je rovněž tak výhodné, je jako válcový vytvořený vnitřní stěnový úsek, zatímco jako nakloněný vzhledem k ose je vytvořený vnější stěnový úsek. V obou uvedených případech přitom postačuje opatření pouze jediného stěnového úseku s nakloněným uspořádáním.

V nejjednodušším provedení vykazuje nakloněný stěnový úsek kuželovitý tvar. V tomto případě se pak průtoková rychlost snižuje podle kvadratické funkce.

Podle alternativního provedení, které je rovněž výhodné, se zešikmení nakloněného stěnového úseku vzhledem k ose ve směru průtoku postupně zvětšuje, v důsledku čehož je možné ještě dále snižovat průtokovou rychlost.

Podle dalšího a z praktického hlediska účelného provedení se navrhuje opatření spočívající v tom, že vnější stěnový úsek sleduje vnější profil sedla ventilu, a že

82084 (82084a)

I ··· ·· ·· · · · vnitřní stěnový úsek je tvořený tvarovým dílem, který je připojený k uzavíracímu členu. Vzhledem k uvedenému je tedy, z důvodu získání libovolného a pro uvedené účely požadovaného ohraničení průtočného kanálu, možné použít tvarový díl.

Je dále výhodné, jestliže je uzavírací člen vytvořený jako talíř, na jehož zadní straně je upravený tvarový díl.

Další upřednostňované opatření spočívá v tom, že uzavírací člen tvoří těsnicí kroužek, který je uložený na tvarovém dílu.

V řadě případů se požaduje zhotovení tvarového dílu z plastu. Takovým tvarovým dílem pak může být hromadně vyráběný výrobek, který se zhotovuje buď vstřikovacím lisováním plastických hmot do forem nebo za použití dalších vhodných technologických postupů.

Je rovněž tak výhodné, jestliže vnější stěnový úsek sleduje vnitřní profil sedla ventilu, a jestliže je vnitřní stěnový úsek tvořený vřetenem ventilu. V tomto případě prostupuje vřeteno skrze sedlo ventilu. Tento ventil je z hlediska jeho použití obzvláště vhodný jako ventil pro chladírenská zařízení.

Dalšího zjednodušení konstrukčního vytvoření ventilu se dosáhne, jestliže vtokovou oblast obklopuje jednodílná součást, na které je opatřené sedlo, a která tvoří vnější stěnový úsek průtočného kanálu. Tato konstrukční součást je vytvořená a uspořádaná tak, že je možné ji spojovat se zbývající částí tělesa ventilu, například přeplátováním.

82084 (82084a) • ·· · · ··· ·· ··»

V upřednostňovaném provedeni tato jednodílná součást obklopuje rovněž tak i výtokový prostor, rozkládá se přes a za tento výtokový prostor, a je opatřená upevňovací oblastí pro připevňování k dalším součástem ventilu. Jednodílná součást plní velké množství funkcí a je svou upevňovací oblastí snadno připevnitelná k některé z ostatních součástí ventilu, například prostřednictvím šroubového závitu nebo adhezního vazebního spojení.

Navrhovaný ventil je s výhodou vytvořený ve formě násuvného ventilu, který je určený pro instalaci do tělesa radiátoru, což je díky dobrému a spolehlivému potlačení hlučnosti možné bez jakýchkoliv dalších komplikací. Takto se, ve srovnání s běžně na trhu dostupnými ventily pro tělesa radiátorů, docílí snížení hlučnosti v rozsahu od 5 do dBa. I přes uspořádání tohoto ventilu v bezprostřední blízkosti povrchu těles radiátorů se, vzhledem ke shora uvedenému a jako důsledku rozšíření funkční účinnosti ventilu, nebude vyskytovat žádné riziko spoj ené výskytem vnímatelné a rušivé hlučnosti.

Dále je rovněž tak výhodné, jestliže je výtokový prostor obklopený přesuvnou objímkou s výtokovými otvory, jejichž rozměrová velikost je nastavitelná natáčením této přesuvné objímky. Vzhledem k tomu, že je předem nastavitelná přesuvná objímka umístěná ve výtokovém prostoru, nezasahuje žádným způsobem do uspořádání průtočného kanálu, které je předmětem předloženého vynálezu.

Obzvlášť příznivých výsledků se dosahuje v případě, kdy vzdálenost mezi sedlem ventilu a výtokovým prostorem představuje alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.

82084 (82084a)

I

• ·

-/Λ52 ····· ····· · · ·

Ještě dalšího snížení hlučnosti se docílí v případě,

kdy jsou sedlo	ventilu a/nebo uzavírací	člen a/nebo stěnové
úseky opatřené	zaoblenými okrajovými	hranami	a rohovými
kouty.
Přehled obrázků	na výkresech
Předložený	vynález bude podrobně	obj asněn	na základě
příkladů jeho konkrétních přednostních	provedení	ve spojení
s připojenou výkresovou dokumentací, ve	které představuje:

pohled na násuvný ventil pro těleso radiátoru vynálezu, znázorněný v částečném podélném řezu;

obr. 2 až 5 pohledy na oblast škrtící zóny čtyř příkladných provedení ventilu podle vynálezu, znázorněné v částečném podélném řezu; a obr. 6 pohled na oblast škrtící zóny ventilu pro chladírenská zařízení podle vynálezu, znázorněný v částečném podélném řezu.

Příklady provedeni vynálezu

Násuvný ventil, znázorněný na obr. 1, představuje běžně na trhu dostupný ventil, který je určený pro instalaci do tělesa radiátoru (viz například dokument DE 44 02 752 AI) . V tomto ventilu je upravené sedlo 2 ventilu, jehož nej vnitřněji uspořádaná okrajová hrana a nej zevněji uspořádaný rohový kout jsou zaoblené. Toto sedlo 2 ventilu

82084 (82084a)

spolupracuje s uzavíracím členem 3, který se může působením zdvihátka 5 prostřednictvím vřetena 4 ventilu přemísťovat ve směru osy A. Ohřátá voda přitéká ve směru srpky 6 do axiální vtokové oblasti ]_, protéká skrze škrtící zenu 8, vytvořenou mezi sedlem 2 ventilu a uzavíracím členem 3, a postupuje skrze průtočný kanál 9, který se ve směru průtoku rozkládá za uzavíracím členem 3, do výtokového prostoru 10, vymezeného na obvodu tělesa ventilu uspořádaným výtokovým otvorem 11 tak, že se protékající proud ohřáté vody ve výtokovém prostoru 10 radiálně odchyluje a vytéká vně ve směru šipky 12.

Ta část průtočného kanálu 9, která je ve směru průtoku umístěná za uzavíracím členem 3, je ohraničená prostřednictvím vnějšího válcového stěnového úseku 13 a prostřednictvím vnitřního kuželovitého stěnového úseku 14 tak, že průtočný kanál 9 vykazuje příčný průřez prstencovitého profilu, a tento příčný průřez se ve směru průtoku plynule rozšiřuje, v důsledku čehož dochází k podstatnému snížení průtokové rychlosti a vzhledem k tomu i podstatnému snížení hlučnosti.

Násuvný ventil ÚL vykazuje těleso 15, jehož spodní konec je přeplátováním spojený s dílčí součástí 16, která obsahuje vtokovou oblast 7, sedlo 2 ventilu, a vnější válcový stěnový úsek 13 průtočného kanálu 9. Vnitřní kuželovitý stěnový úsek 14 tvoří tvarový díl 17, který je zhotovený z plastu, ale rovněž tak je možné ho vytvořit z jakéhokoliv dalšího vhodného materiálu, například takového, jako je mosaz, a který je uspořádaný na zadní straně uzavíracího členu 3 ve tvarové konfiguraci talíře.

V tělese 15 ventilu je uspořádaná nastavitelná přesuvná

32084 (82084a)

objímka 18, která je známým způsobem opatřená jedním nebo několika otvory, což, ve spolupráci s výtokovým otvorem 11 tělesa 15, umožňuje provádět obměňování velikosti výtokového příčného průřezu. Za tímto účelem je přesuvná objímka 18 prostřednictvím hnacího členu 19 spojená s ovládacím knoflíkem 20.

Vzdálenost mezi sedlem 2 ventilu a výtokovým prostorem 10 je dimenzovaná tak, aby i při maximálním zdvihu uzavíracího členu 3, zůstávala alespoň část průtočného kanálu 9 funkční. Tato vzdálenost by proto, vzhledem k uvedenému, měla pokud možno představovat alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.

V příkladném provedení, znázorněném na obr. 2, je uzavírací člen 21 vytvořený ve formě těsnicího kroužku, který je nesený prostřednictvím tvarového dílu 22. Tento tvarový díl tvoří vnitřní stěnový úsek 14 průtočného kanálu 24 ve tvarové konfiguraci v podstatě paraboloidu. Kromě toho je uvedený tvarový díl 22 vytvořený v integrálním celku s vřetenem 25 ventilu. Všechny ostatní součásti ventilu z obr. 2 jsou stejné jako u provedení ventilu, které je znázorněné na obr. 1.

Provedení, znázorněné na obr. 3, se od provedení znázorněného na obr. 2 odlišuje v tom, že tvarový díl 26, na kterém je rovněž uložený uzavírací člen ve formě těsnicího kroužku, vykazuje kuželovitý tvar, čehož výsledkem je, z hlediska vymezení průtočného kanálu 27, rozšiřující se stěnový úsek. Vtokovou oblast obklopuje jednodílná součást 28, na které je upravené sedlo ventilu a která tvoří vnější stěnový úsek průtočného kanálu 27. Jednodílná součást obklopuje zároveň i výtokový prostor a prostřednictvím své

82084 (82084a)

upevňovací oblasti 29 pro připevňováni k dalším součástem ventilu se rozkládá přes a za tento výtokový prostor. Upevňovací oblast 29 může být vytvořená ve formě šroubového závitu, adhezního spojení, nebo podobných vazebních prostředků.

Provedení, znázorněné na obr. 4, se od provedení znázorněného na obr. 1 odlišuje v tom, že tvarový díl 30, který ohraničuje průtočný kanál 31 prostřednictvím vnitřního kuželovitého stěnového úseku 32, je vytvořený v integrálním celku s vřetenem 33 ventilu. Kromě toho je spodní strana tělesa 34 ventilu zakončená vloženou součástí 35, tvořící sedlo 36 ventilu a vtokovou oblast 37.

V provedení ventilu podle obr. 5 je průtočný kanál 38 ohraničený prostřednictvím vnějšího kuželovitého stěnového úseku 39, který následuje za sedlem 40 ventilu, a prostřednictvím vnitřního válcového stěnového úseku £1 tvarového dílu 42, na kterém je rovněž uložený prstencový uzavírací člen 43.

V provedení ventilu podle obr. 6 je sedlo 44 ventilu uspořádané čelně proti vtokové oblasti 45, a skrze toto sedlo 44 prostupuje vřeteno 46 ventilu. Průtočný kanál 47 je ohraničený prostřednictvím vnějšího stěnového úseku 48, který sleduje vnitřní profil sedla 44 ventilu, a prostřednictvím vnitřního válcového stěnového úseku 49, tvořeným vřetenem 46 ventilu. Uzavírací člen 50 je opět vytvořený jako talíř.

Ve všech shora popsaných případech dochází ve škrtící zóně 8 ke zvyšování průtokové rychlosti ohřáté vody a poté v následně uspořádaném průtočném kanálu 9 (viz obr. 1)

82084 (82084a) k jejímu snižováni tak, že skrze ventil protékající a odchylování podrobovaná ohřátá voda z tohoto ventilu vystupuje, aniž by docházelo k vyvíjení jakékoliv vnímatelné a rušivé hlučnosti.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

32084 (82084a)

JUDr. Miloš Všetečka advokát 120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (18)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ventil se škrtící zónou, kterážto škrtící zóna je tvořená sedlem ventilu a uzavíracím členem přemístitelným podélně ve směru osy, a kterážto škrtící zóna je uspořádaná mezi axiální vtokovou oblastí a výtokovým prostorem, ve kterém se uskutečňuje radiální odchylování proudu, vyznačující se tím, že mezi škrtící zónou (8) a výtokovým prostorem (10) je uspořádaný průtočný kanál (9; 24; 27; 31; 38; 47), jehož příčný průřez se ve směru průtoku rozšiřuj e.

2. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozšiřování příčného průřezu probíhá v podstatě plynule.

3. Ventil podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průtočný kanál je ohraničený prostřednictvím vnějšího stěnového úseku (13; 39; 48), který následuje za sedlem (2; 36; 44) ventilu, a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku (14; 23; 32; 41; 49), který následuje za uzavíracím členem (3; 21; 43; 50), přičemž alespoň jeden z těchto úseků je vzhledem k ose (A) nakloněný.

4. Ventil podle nároku 3, vyznačující se tím, že vnější stěnový úsek (13) je válcový, a vnitřní stěnový úsek (14; 23; 32) je vzhledem k ose (A) nakloněný.

5. Ventil podle nároku 3, vyznačující se tím, že vnitřní stěnový úsek (41; 49) je válcový, a vnější stěnový úsek (39; 48) je vzhledem k ose (A) nakloněný.

6. Ventil podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že nakloněný stěnový úsek (14; 32; 39; 48) vykazuje kuželovitý tvar.

7. Ventil podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že se zešikmení nakloněného stěnového úseku (23) vzhledem k ose (A) ve směru průtoku postupně zvětšuje.

8. Ventil podle některého z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že vnější stěnový úsek (13) sleduje vnější profil sedla (2) ventilu, a vnitřní stěnový úsek (14; 23; 32; 41) je tvořený tvarovým dílem (17; 22; 26; 30; 42), který je připojený k uzavíracímu členu (3; 21; 43).

9. Ventil podle nároku 8, vyznačující se tím, že uzavírací člen (3) je vytvořený jako talíř, na jehož zadní straně je upravený tvarový díl (17; 30).

10. Ventil podle nároku 8, vyznačující se tím, že uzavírací člen (21; 43) je tvořený těsnicím kroužkem uloženým na tvarovém dílu (22; 26; 42).

11. Ventil podle některého z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že tvarový díl (17; 22; 26; 30; 42) je zhotovený z plastu.

12. Ventil podle některého z nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že vnější stěnový úsek (48) sleduje vnitřní profil sedla (44) ventilu, a vnitřní stěnový úsek (49) je tvořený vřetenem (46) ventilu.

13. Ventil podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že vtokovou oblast (7; 45)

14. Ventil podle nároku 13, vyznačující se tím, že jednodílná součást (28) dále obklopuje výtokový prostor, rozkládá se za tento výtokový prostor, a vykazuje upevňovací oblast (29) pro připevňování k dalším součástem ventilu.

15. Ventil podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že je vytvořený ve formě násuvného ventilu (1) pro instalaci do tělesa radiátoru • 16. Ventil podle některého z nároků 1 až 15,

vyznačující se tím, že výtokový prostor (10) je obklopený přesuvnou objímkou (18) s výtokovými otvory, jejichž rozměrová velikost je nastavitelná natáčením této přesuvné objímky.

16 82084 (82084a) i

obklopuje jednodílná součást (16; 28), na které je opatřené sedlo (2; 40; 44), a která tvoří vnější stěnový úsek (13) průtočného kanálu (9).

16 82084 (82084a) ·· ·· ·«·· ·· ·· ··· ··· ·· · ···· · · ··· ····· ·· ·

17. Ventil podle některého z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi sedlem (2) ventilu a výtokovým prostorem (10) představuje alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.

18. Ventil podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že sedlo (2) ventilu a/nebo uzavírací člen (50) a/nebo stěnové úseky mají zaoblené okrajové hrany a rohové kouty.