CZ274097A3 - Plynový ventil - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká plynového ventilu, zahrnujícího ventilové pouzdro s krytem, které má přívod plynu a vývod plynu, a zahrnujícího ventilový člen, který je schopen dosednout na ventilové sedlo pro uzavření ventilu, ventilový člen zahrnuje membránu, která je svým vnějším okrajem upevněna ve ventilovém pouzdru, takovým způsobem, že se na její straně odvrácené od ventilového sedla vytvoří řídící komůrka a tato řídící komůrka je spojena s přívodem plynu regulačním kanálem, přičemž alespoň část druhé strany membrány přivrácené k ventilovému sedlu je propojena s přívodem plynu, a jsou zajištěny prostředky dovolující únik plynu z řídicí komůrky a umožňující tak otevření ventilu tlakem plynu z přívodu plynu na druhou stranu membrány působícím pohyb ventilového členu směrem od ventilového sedla, ventilový člen je umístěn středově vzhledem k membráně a dosedá do ventilového sedla přičemž rozměry ventilového členu jsou takové, že vzdálenost mezi částí ventilového členu dosedající do ventilového sedla a části umístěnou poblíž membrány je větší než polovina vnitřního průměru přívodu vzduchu .

Dosavadní stav techniky

Patentový spis US-A-2,532,568 popisuje takový plynový ventil, v němž těleso ventilu zahrnuje ventilový člen středově umístěný vzhledem k membráně, tento ventilový člen těsní lícováním s ventilovým sedlem, a rozměry ventilového členu jsou takové, že vzdálenost mezi částí ventilu lícující s ventilovým sedlem a částí umístěnou poblíž membrány je větší než polovina vnitřního průměru přívodu plynu. Je tedy možno dosáhnout nízkého průtokového odporu ve ventilu.

i

Plynové ventily tohoto druhu jsou například užívány pro čištění prachových filtrů, které se během používání zanesly prachem, takže odpor prachového filtru vzrůstá. Takový prachový filtr může být čištěn užitím plynového impulsu ve směru opačném k normálnímu průtoku plynu skrze prachový filtr. Je tedy důležité získat účinný plynový impuls při použití minimálního množství plynu, což vyžaduje plynový ventil, který je schopen se velmi rychle otevřít a který propustí velké množství plynu velmi rychle ve velice krátkém čase.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout plynový ventil, zvláště pro dodávání plynového impulsu, který pracuje spolehlivým a účinným způsobem, a který je schopen se rychle otevřít a propustit velké množství plynu v krátké době.

Podstatu vynálezu tvoří plynový ventil svrchu uvedeného typu, v němž je téměř celý ventilový člen umístěn na druhé straně membrány, a ventilový člen je spolu s membránou vytvořen jako společný celek, vyrobený z jednoho materiálu. Ventilové pouzdro je přednostně vyrobeno z plastu. Tento typ ventilového pouzdra bude podrobněji objasněn s odkazem na výkresy.

Ve výhodném provedení vynálezu je ventilové pouzdro umístěno v podstatě proti směru proudění od ventilového sedla. Tato konstrukce umožňuje dosažení maximálního průtoku v otevřeném postavení ventilu, protože celý prostor uvnitř pouzdra je dosažitelný pro plyn tamtudy proudící.

V jiném provedení vynálezu jsou vodící prostředky, které vedou pohyb ventilového členu, provedeny poblíž ventilového sedla. Ve výhodném provedení jsou zmíněné vodící prostředky ve tvaru řady tyčí, například tří, které jsou provedeny souose s pouzdrem ventilu a mezi kterými se pouzdro ventilu, aspoň spodní část ventilového členu, může pohybovat. V jiném výhodném provedení je membrána v podstatě předtvarována ve tvaru kužele, alespoň částečně, takovým způsobem, že membrána má v podstatě stabilní tvar v poloze, ve které je ventil uzavřen, nebo v podstatě uzavřen. V praxi se tak ukázalo, že membrána sama může takto věsti ventilový člen, takže dodatečné vodící prostředky nejsou nezbytné.

V jiném výhodném provedení vynálezu jsou okraje membrány provedeny s alespoň jedním žebrem souběžně se zmíněným okrajem, a přednostně s několika žebry, která se rozkládají na každé straně membrány a která se postupně zmenšují směrem k okraji při pohledu v řezu.

V jiném výhodném provedení vynálezu může být membrána upevněna mezi dvěma částmi ventilového pouzdra blízko svého vnějšího okraje, přičemž alespoň jedna, část je provedena se v podstatě kruhovým okrajem, který vytlačuje drážku po povrchu membrány. S výhodou každá z uvedených částí zahrnuje takový okraj, oba okraje jsou soustředné, ale mají rozdílné průměry.

V důsledku upevnění membrány mezi uvedeným okrajem nebo okraji namísto mezi dvěma rovnoběžnými povrchy se na jedné straně vytvoří přiměřené utěsnění mezi částmi ventilového pouzdra a membrány, přičemž na druhé straně stlačení částí pouzdra k sobě může být méně kritické. Vzhledem k jinému aspektu vynálezu je přitom možné připojit k sobě dvě části ventilového pouzdra příchytkou. Když se použije spojení příchytkou, nejsou dvě části pouzdra tlačeny k sobě určitou silou, ale jsou upevněny v postavení v určité vzdálenosti od sebe. Zvláště použití svrchu uvedených okrajů rozkládajících se do povrchu membrány umožňuje použití spojení tohoto typu mezi částmi ventilového pouzdra.

V jiném výhodném provedení vynálezu může přitom jedna část ventilového pouzdra zahrnovat řadu úseků vnější kruhové drážky, do které zapadá v podstatě kruhová pružinová příchytka, zatímco další část pouzdra zahrnuje odpovídající řadu úseků kruhového okraje, které zabírají za pružinou mezi částmi drážky. To bude vysvětleno podrobněji s pomocí příkladu.

Další výhodné znaky vynálezu, které je možno použít odděleně nebo ve vzájemné kombinaci, budou zřejmé z popisu obrázků, a jsou definovány v nárocích.

V dalším budou popsána provedení plynového ventilu na příkladech u souvislosti s přiloženými výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je řez plynovým ventilem;

Obr. 2 je pohled ze strany na plynový ventil;

Obr. 3 je půdorysný pohled na plynový ventil;

Obr. 4 ukazuje detail upevnění membrány mezi pouzdrem a krytem. Obr. 5 je detail označený Vlil na obrázku 1;

Obr. 6 je průřez pouzdrem ventilu;

Obr. 7 je detail označený X na obrázku 6;

Obr. 8 a 9 jsou perspektivní pohledy na pouzdro ventilu.

Obrázky jsou pouze přehledným znázorněním provedení, přičemž stejné části jsou na rozdílných obrázcích opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje různé části plynového ventilu v řezu. Plynový ventil zahrnuje skříň, která se skládá z ventilového pouzdra 1 a krytu

2. Ventilové pouzdro i přitom zahrnuje přívod 3 plynu a vývod 4 plynu. Oba otvory jsou opatřeny spojovacími prostředky, takže tam může být připojeno plynové potrubí.

V postavení ventilu znázorněném na obr. 1 je plynový ventil uzavřen, a v tomto postavení ventilový člen 5 dosedá na ventilové sedlo 6„ Ventilové sedlo 6 je tvarováno takovým způsobem, aby byl odpor plynu minimální v otevřeném postavení ventilu. Přednostně je přitom ventilové sedlo 6 konstruováno s poměrně velkým poloměrem, a ventilový člen 5 na něm vytvoří těsnění takovým způsobem, že prstencový styčný povrch mezi ventilovým členem 5 a ventilovým sedlem 6 leží na kuželovém povrchu.

Ventilový člen 5 je připojen k membráně 7, která je upevněna mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2 na svém vnějším okraji. Membrána 7 je natolik pružná, že ventilový člen 5 může být zvednut z ventilového sedla 6, tak aby se uskutečnil volný průchod plynu od přívodu 3 plynu k vývodu 4 plynu. Pouzdro 1 je opatřeno třemi vodícími tyčemi (jen jedna je znázorněna), které vedou ventilový člen 5 během jednoho jeho pohybu.

V provedení podle obr. 1 je spodní strana membrány 7 v přímém kontaktu s přívodem 3 plynu, takže tlak dodávky plynu na této straně převládá. Na druhé straně membrány 7 je vytvořena řídící komůrka 9, a tato řídící komůrka 9 je spojena s přívodem 3 plynu pomocí regulačního kanálu 10. Kryt 2 je dále opatřen spojovacím otvorem 11. přes který může být řídící komůrka 9 spojena s neznázorněnou řídící jednotkou. Zmíněná řídící jednotka je schopna uzavřít spojovací otvor 11, a dále je schopna umožnit únik plynu z řídící komůrky 9 přes spojovací otvor 11 k otevření plynového ventilu.

Činnost plynového ventilu znázorněného na obr. 1 je následující. Pokud je průchod plynu přes spojovací otvor 11 blokován, plynový ventil bude uzavřen, neboť ventilový člen 5 dosedá do ventilového sedla 6. Tlak dodávky plynu v přívodu 3 plynu je přitom větší než tlak plynu ve vývodu 4 plynu. Tlak dodávky plynu převládá nejen v přívodu 3 plynu a na spodní straně membrány 7, ale také v řídící komůrce 9, která je spojena s přívodem plynu pomocí regulačního kanálu 10. Pokud je spojovací otvor 11 uzavřen, výslednice sil působících na membránu 7 a ventilový člen 5 bude směřovat dolů, a následkem toho zůstane plynový ventil uzavřen. Plynový ventil lze otevřít umožněním úniku plynu z řídící komůrky 9 přes spojovací otvor 11. takže se tlak plynu v řídící komůrce 9 ztratí. Výslednice sil působící na membránu 7 a ventilový člen 5 bude přitom působit vzhůru. Množství plynu, které může být dodáno regulačním kanálem 10 přitom nebude postačující k vytvoření dostatečného tlaku v řídící komůrce 9, takže tlak dodávky plynu převládající na spodní straně membrány 7 způsobí, že plynový ventil zůstane otevřen, dokud se neumožní vypouštění plynu přes spojovací otvor 11, kdy se pak opět obnoví tlak v řídící komůrce 9 jako výsledek dodávky plynu do řídící komůrky 9 přes regulační kanál W, a tento tlak způsobí uzavření ventilu.

Řídící jednotka připojená ke spojovacímu otvoru 11 může být magnetický ventil, který je připojen přímo ke spojovacímu otvoru 11.

Je také možné, aby několik plynových ventilů bylo řízeno centrální řídící jednotkou, takže plynové potrubí k centrální jednotce je připojeno ke spojovacímu otvoru 11.

Obr. 2 je pohled ze strany na plynový ventil z obr. 1, a bor. 3 je jeho půdorys.

Obr. 4 znázorňuje způsob, kterým je membrána 7 upevněna mezi ventilovým pouzdrem 1_ a krytem 2. Protože zmíněné upevnění není v ploché rovině, ale je poněkud šikmé, tj. v souladu s povrchem kužele, membrána 7 má určité předpětí, které udržuje ventil v uzavřené poloze, pokud v plynovém ventilu není rozdíl tlaků. Obr. 4 dále znázorňuje, že membrána 7 je usazena mezi ventilové pouzdro 1_ a kryt 2 s určitou vůlí, tj. vzdálenost mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2 je poněkud větší než tloušťka membrány 7. Upevnění a utěsnění membrány 7 se tak uskutečňuje tím, že ventilové pouzdro 1 je opatřeno hranou 13. a kryt 2 je opatřen hranou 14. a tyto hrany jsou poněkud vtlačeny do povrchu membrány 7. Tímto způsobem se získá přiměřené upevnění a přiměřené utěsnění s předem určenou polohou krytu 2 vzhledem k ventilovému pouzdru 1., aniž by kryt 2 a ventilové pouzdro 1 byly k sobě přitlačovány určitou silou.

Kryt 2 je spojen s ventilovým pouzdrem 1 pomocí příchytky 15. Příchytka 15 v podstatě sestává z pružné prstencové okrouhlé tyče.

Příchytka 15 je usazena do radiálně vnější drážky 16 na pouzdru 1_, a tato drážka 16 zahrnuje tři úseky kruhu.

Tímto způsobem je kryt 2 namontován na těleso ventilu 1 jednoduchým, ale velice účinným způsobem, přičemž příchytka 15 se nejprve umístí ne ventilové pouzdro 1, a poté se kryt 2 umístí a zaskočí. Dále je možno kryt 2 odstranit z ventilového pouzdra 1. jednoduše odstraněním příchytky 15 pomocí šroubováku, a pak lze kryt 2 od ventilového pouzdra 1 oddělit. K umožnění odstranění příchytky 15 jsou provedeny prohlubně 18. a do těchto prohlubní je možno vložit konec šroubováku.

Jak je zvláště zřejmé z obr. 1, použití ventilovaného členu 5 umožňuje umístit ventilové sedlo 6 středově ve ventilovém pouzdru 1 v zamýšleném místě, zatímco membrána 7 může být usazena poblíž krytu 2, aby se získala řídící komůrka 9 mající minimální objem.

Použití ventilového členu 5 dále umožňuje dosáhnout optimálního průtoku plynu, protože je umožněn velký stupeň svobody ve výběru tvaru ventilového sedla 6.

Pouzdro 1 ventilu, které zahrnuje membránu 7 stejně jako ventilový člen 5, je vyrobeno jako celek z jednoho materiálu, přednostně z plastu. Část ventilového pouzdra 1_ vytvářející membránu 7 má poměrně tenké stěny, aby se dosáhlo požadované pružnosti, zatímco část ventilového pouzdra 1 tvořící ventilový člen 5 má tlustší stěnu, a je navíc opatřena zesilujícími žebry 20.

Obr. 5 je detailní pohled na způsob, jak je obvodový okraj membrány 7 upnut mezi ventilovým pouzdrem 1 a krytem 2. Okraje membrány 7 zasahují do komůrky vytvořené mezi ventilovým pouzdrem 1, přičemž čtyři žebra 21. dvě na každé straně membrány 7 poblíž okraje membrány 7, jsou poněkud deformována, takže je dosaženo přiměřeného upevnění membrány 7.

Obr. 6 je řez ventilovým tělesem 5, a membránou 7, který ukazuje že alespoň část membrány 7 je ve svém stabilním tvaru v podstatě kuželová. Protože ventilové těleso 5, má více nebo méně tento stabilní tvar v uzavřeném stavu ventilu, stalo se v praxi zřejmým;

že nejsou třeba žádné přídavné prostředky jako vodící tyče 8 pro vedení ventilového členu 5. Membrána 7 zajišťuje vedení ventilového členu 5 během uzavírání ventilu.

Obr. 7 je pohled na okraj membrány 7, ukazující žebra 21, dvě na každé straně membrány 7. Žebra 12 jsou s výhodou šikmo orientována a zužují se při pohledu v průřezu. Obr. 8 a 9 jsou perspektivní pohledy na ventilový člen 5, lze jasně rozlišit regulační kanál 10 a žebra 20.

Shora popsaná provedení se mají uvažovat jen jako příklady. Odborníkům bude zřejmé, že jsou možné mnohé variace při použití vynálezu, rovněž spadající do rozsahu vynálezu.

Zastupuje:

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Plynový ventil zahrnující ventilové pouzdro (1) s krytem (2), které má přívod (3) plynu a vývod (4) plynu, a zahrnující ventilový člen (5), který je schopen dosednout na ventilové sedlo (6) pro uzavření ventilu, ventilový člen (5) zahrnuje membránu (7), která je svým vnějším okrajem upevněna ve ventilovém pouzdru (1)χ takovým—způsobem, že se na její straně odvrácené od ventilového sedla (6) vytvoří řídící komůrka (9) a tato řídící komůrka (9) je spojena s přívodem (3) plynu regulačním kanálem (10), přičemž alespoň část druhé strany membrány (7) přivrácené k ventilovému sedlu (6) je propojena s přívodem (3) plynu, a jsou zajištěny prostředky dovolující únik plynu z řídicí komůrky (9) a umožňující tak otevření ventilu tlakem plynu z přívodu (3) plynu na druhou stranu membrány (7) působícím pohyb ventilového členu (5) směrem od ventilového sedla (6), ventilový člen (5) je umístěn středově vzhledem k membráně (7) a dosedá do ventilového sedla (6) přičemž rozměry ventilového členu (5) jsou takové, že vzdálenost mezi částí ventilového členu (5) dosedající do ventilového sedla (6) a části umístěnou poblíž membrány (7) je větší než polovina vnitřního průměru přívodu (3) vzduchu, vyznačujíc! se tím, že téměř celý ventilový člen (5) je umístěn na druhé straně membrány (7) a ventilový člen (5) je spolu s membránou (7) vytvořen jako společný celek vyrobený z jednoho materiálu.
2. 2. Plynový ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že ventilový člen (5) s membránou (7) je umístěn ve směru proti průchodu plynu ventilem od ventilového sedla (6).
3. 3. Plynový ventil nároků/Cvyznaču jící se jsou upraveny vodicí ventilového členu (5).

   podle kteréhokoliv z předcházejících tím, že poblíž ventilového sedla (6) prostředky (θ)^ pro vedení pohybu
4. 4. Plynový ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že membrána (7) je předtvarována ve tvaru kužele a má v postaveni, ve kterém je ventil uzavřen^v podstatě stabilní tvar.
5. 5. Plynový ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že okraj membrány (7) je opatřen alespoň jedním žebrem (21)^ souběžně se—zmíněným
6. 6. Plynový ventil podle nároku 5, vyznačující se tím, že žebra (21) jsou umístěna po obou stranách membrány (7) a jsou ve svém příčném průřezu zkosena k vnějšímu okraji^
7. 7. Plynový ventil podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že membrána (7) je upevněna mezi ventilovým pouzdrem (1) a krytem (2) ventilu blízko svého vnějšího okraje, přičemž alespoň ventilové pouzdro (1) nebo kryt (2) jsou opatřeny zaoblenou hranou (13, 14), která vytlačuje drážku v povrchu membrány (7) .
8. 8. Plynový ventil podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že ventilové pouzdro (1) a kryt (2) jsou vzájemně spojeny pomocí kruhové drážky (16) a pružinové příchytky (15) .
9. 9. Plynový ventil podle nároku 8, vyznačující se tím, že ventilové pouzdro (1) zahrnuje řadu úseků vnější kruhové drážky (16), do které zapadá kruhová pružinová příchytka (15), zatímco kryt (2) zahrnuje odpovídající počet úseků kruhového okraje (17), který zabírá za pružinovou příchytkou (15) v mezerách mezi úseky kruhové drážky (16).