CZ285041B6

CZ285041B6 - Automatický recirkulační ventil

Info

Publication number: CZ285041B6
Application number: CZ951868A
Authority: CZ
Inventors: Horace J. Maxwell
Original assignee: Keystone International Holdings Corp.
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1999-05-12
Also published as: AU5985794A; NO952880L; AU690536B2; EP0681716B1; EP0681716A4; FI110344B; JP3373519B2; DK0681716T3; WO1994017463A1; PL309981A1; HUT73009A; HU9502157D0; SK92095A3; PL172810B1; ATE178146T1; US5333638A; BR9307816A; DE69324169D1; FI953452A0; ES2133536T3

Abstract

Automatický recirkulační ventil /10/ obsahuje vstup /16/, hlavní výstup /18/, recirkulační výstup /20/. Hlavní ventilový prvek /28/ citlivý na průtok mezi uvedeným vstupem /16/ a uvedeným hlavním výstupem /18/, a ventilový prvek /32/ obtoku citlivý na pohyb uvedeného hlavního ventilového prvku /28/ reguluje průtok tekutiny do recirkulačního výstupu /20/. Ventilový prvek /32/ obtoku obsahuje průchodová otevření /52a, 52b/, kterými proudí tekutina do recirkulačního výstupu /20/. Průchodová otevření /52a, 52b/ jsou uspořádána a uzpůsobena pro vyvažování tlakových sil tekutiny, které na ně působí.ŕ

Description

Automatický recirkulační ventil

Oblast techniky

Vynález se týká automatického recirkulačního ventilu a konkrétněji recirkulačních ventilů určených pro regulaci průtoku recirkulačních obtoků v systémech s odstředivými čerpadly.

Dosavadní stav techniky

Recirkulační ventily se často používají ve vybaveních odstředivých čerpadel pro zabránění tomu, aby docházelo k přehřívání, a k udržování hydraulické stability. Přehřívání čerpadla vyplývá z přenosu tepelné energie, vytvářené čerpadlem, do tekutiny, která čerpadlem proudí. Během normálních pracovních podmínek (tj. při normálním odběru na výstupní straně kam je tekutina dodávána) ve správně navrženém systému dochází k dostatečnému proudění čerpadlem pro absorbování a odvádění přenášeného tepla a tím i k zabraňování přehřívání. Během údobí nízkého odběru však tekutina, pohybující se pomaleji nebo dokonce nepohyblivá, pohlcuje během svého pobytu v čerpadle mnohem větší množství tepla, čímž dochází k podstatnému vzrůstu teploty v čerpadle. Když teplota tekutiny v čerpadle vzrůstá, tlak její páry se zvyšuje, což vede ke kavitaci, která může poškodit oběžné kolo a skříň čerpadla.

Podmínky nízkého průtoku také vedou k jevu, který je obvykle znám jako vnitřní recirkulace. V podmínkách nízkého průtoku může uvnitř čerpadla dojít k hydraulickým anomáliím. Tyto anomálie jsou odezvou tekutiny na podoptimální vnitřní geometrii čerpadla při nízkých průtocích a jsou všeobecně iniciovány v oblasti, kde tekutina vytéká z oběžného kola v blízkosti výtoku skříně. Tento jev, známý jako vnitřní recirkulace, má za následek kavitaci, která může poškodit oběžné kolo čerpadla.

Recirkulační ventily zabraňují přehřívání čerpadla a udržují hydraulickou stabilitu tím, že zajišťují sekundární tok, kterým může čerpadlo udržovat dostatečný průtok tekutiny během údobí malých požadavků na průtok. Jedním běžně používaným typem recirkulačního ventilu je ventil pro modulaci průtoku, popsaný v patentovém spisu USA č. 4 095 611 a v patentovém spisu USA č. 4 941502. Tyto patentové spisy popisují ventily, mající vstup, hlavní výstup, recirkulační výstup, hlavní průtokový prvek, a ovládací ventil obtoku s otvory ve tvaru štěrbiny. Takové ventily jsou umístěny na výstupní straně čerpadla. Tekutina vstupuje do ventilu vstupem a vystupuje z ventilu hlavním výstupem pro uspokojování požadavků na výstupní straně. Recirkulační výstup je připojen k sekundární dráze tekutiny, jako je nízkotlaký zásobník nebo vstup čerpadla, k němu je tekutina směrována během údobí nízkých požadavků na průtok v hlavním výstupu.

Hlavní ventilový prvek je citlivý na průtok mezi vstupem ventilu a hlavním výstupem. Během údobí normálního odběru na výstupní straně působí tlakový rozdíl přes ventilový prvek jeho otevření a umožňování průtoku do hlavního výstupu při současném uzavírání ventilového prvku obtoku a zabraňování proudění tekutiny do recirkulačního výstupu. Během údobí nízkého odběru na průtok tekutiny se naopak hlavní ventil vrací do uzavřené polohy (na sedle), čímž se otevírá ventilový prvek obtoku a umožňuje průchod recirkulačním výstupem na sekundární dráhu. Přídavně slouží hlavní ventilový prvek, když je na sedle, jako zpětný ventil zabraňující obrácené otáčení oběžného kola čerpadla, když je čerpadlo vypnuto.

Problém spojený s použitím takových recirkulačních ventilů je ten, že nevyvážené tlakové síly tekutiny, působící na ventilový prvek obtoku, mohou učinit pohyb ventilového prvku obtoku nerovnoměrný, když se prvek blíží jeho otevřené nebo uzavřené poloze. To poškozuje recirkulaci a ruší funkci ventilu jako zpětný ventil. Ventilový prvek obtoku obsahuje štěrbinovité otvory ve stěnách dutého dříku, kterým tekutina proudí ze vstupu ventilu k recirkulačnímu výstupu během

- 1 CZ 285041 B6 údobí nízkého průtoku. Otvory jsou otevírány a uzavírány modulováním dutého dříku vzhledem ke stacionárnímu ventilovému členu, který blokuje otvory, když je v uzavřené poloze. Bylo zjištěno, že síly v tekutině, vyvíjené podél stěn otvorů, nejsou rovnoměrné, a to zejména tehdy, když se ventilový prvek obtoku blíží poloze otevření nebo uzavření obtoku. To má za následek, že na dřík působí účinná síla, která může znerovnoměmit jeho pohyb a narušit funkci recirkulačního ventilu.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je automatický recirkulační ventil, mající vstup pro připojení ke zdroji tlakové tekutiny, hlavní výstup pro napojení na odběr tlakové tekutiny, recirkulační výstup pro recirkulaci tlakové tekutiny bez odběru nebo při sníženém odběru, hlavní ventilový prvek otevíratelný nižším tlakem na straně hlavního výstupu vzhledem ke vstupu v důsledku odběru a zpětně uzavíraný zrušením podtlaku na straně odběru a dále ventilový prvek obtoku, spřažený se zdvihem hlavního ventilového prvku pro regulaci průtoku tekutiny mezi uvedeným vstupem a recirkulačním výstupem, jehož podstatou je, že vstup je spojovatelný přes ventilový prvek obtoku s recirkulačním výstupem přes první průchodové otevření a přes druhé průchodové otevření, uložená v polohách současně odkrývaných a současně zakrývaných odpovídající stěnou upevněnou na ventilovém tělese, přičemž průchodová otevření jsou vymezována příčnými tlačnými plochami obsahujícími vysokotlaké tlačné plochy ve vysokotlakých rovinách, odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku na vysokotlakou stranu od přívodu a nízkotlaké tlačné plochy v nízkotlakých rovinách, odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku a nízkotlakou stranu směrem k recirkulačnímu výstupu, přičemž vysokotlaké a nízkotlaké tlačné plochy obou průchodových otevření jsou všechny stejně velké a vysokotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření jsou orientovány opačně vůči vysokotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření, stejně jako jsou nízkotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření orientovány opačně vůči nízkotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření, takže tlakové síly tekutiny působící na druhé průchodové otevření vyvažují tlakové síly tekutiny působící na uvedené první průchodové otevření.

Podle dalšího znaku vynálezu ventilový prvek obtoku obsahuje dvě duté komory a to první dutou komoru, přes kterou otevřené první průchodové otevření spojuje tlakovaný prostor u přívodu s recirkulačním výstupem a druhou dutou komoru, spojenou otevřeným druhým průchodovým otevřením s recirkulačním výstupem a dále spojenou z tlakovaným prostorem ventilu.

Okolo hlavního ventilového prvku je podle dalšího znaku vynálezu umístěna vložka, kterou je nastavena šířka průtoku okolo jeho sedla z přívodní strany na odběrovou stranu.

Podle dalšího znaku vynálezu je do recirkulačního výstupu vsazena vyměnitelná vložka s otvorem, vymezujícím průtočné množství recirkulované tekutiny.

Vynález umožňuje vytvořit zdokonalený recirkulační ventil, který má hladší chod ventilového prvku obtoku. Ventilový prvek obtoku umožňuje vyvažovat tlakové síly tekutiny, působící na otvory pro zajištění spolehlivější funkce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 axiální řez recirkulačním ventilem podle vynálezu ukazující uzavřenou polohu hlavního ventilového členu a plně otevřenou polohu ventilového prvku obtoku a obr. 2 zvětšený řez ventilovým prvkem obtoku v částečně otevřené poloze.

-2CZ 285041 B6

Výkresy znázorňují výhodné provedení vynálezu pro lepší porozumění jeho podstatě, ale rozumí se, že vynález není omezen a přesné uspořádání a konkrétní provedení prostředků a ústrojí, jak jsou znázorněny.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn modulační řídicí ventil recirkulace 10 podle vynálezu, obsahující hlavní těleso 12 a víko 14 připojené k hlavnímu tělesu 12. Víko 14 může být připojeno k hlavnímu tělesu 12 jakýmkoli vhodným prostředkem, včetně závitového nebo šroubového spoje. Recirkulační ventil 10 má vstup 16, který je ve spojení v výstupní stranou odstředivého čerpadla pro příjem čerpané tekutiny, hlavní výstup 18, který tekutina proudí ke zdroji ke zdroji potřeby zdroje čerpadla umístěného na jeho výstupní straně a recirkulační výstup 20, kterým je čerpaná tekutina směrována během dob nízké potřeby čerpadla na výstupní straně k nízkotlakému zásobníku nebo vracena ke vstupu čerpadla. Pro vstup a dva výstupy jsou znázorněny přírubové spoje, avšak mohou být použity jakékoli vhodné spoje pro připojení trubek.

Mezi vstupem 16 a hlavním výstupem 18, je hlavní průchod 22, obsahující dolní část ve formě tlakovaného prostoru 24 a homí část 26, oddělené hlavním ventilovým prvkem 28, který bude popsán níže. Od dolní části hlavního průchodu 22 ve formě tlakovaného prostoru 24 k recirkulačnímu výstupu 20 prochází obtokový průchod 30, oddělovaný od tlakovaného prostoru 24 ventilovým prvkem 32 obtoku, který bude popsán níže.

Pro regulování recirkulačního toku slouží vnitřní ventilové prvky obsahující hlavní ventilový prvek 28, uložené uvnitř průchodu 22 pro tekutinu, a pohybující se podle průtoku tekutiny průchodem, a ventilový prvek 32 obtoku, umístěný pro řízení průtoku tekutiny mezi dolním částí hlavního průchodu 22 a recirkulačním průchodem v odezvě na pohyb hlavního ventilového prvku 28.

Hlavní ventilový prvek 28 obsahuje kruhový talíř 34 ventilu, homí plochu 36, a těsnicí plochu 38 pro těsnění hlavního ventilového prvku 28 proti ventilovému sedlu 40, když je hlavní ventilový prvek v plně uzavřeném stavu. Sedlo 40, jak je znázorněno, je vytvořeno jako část hlavního ventilového tělesa 12, ale může být také tvořeno samostatným vyměnitelným sedlovým prvkem.

K hlavnímu ventilovému prvku 28 je připojen ventilový prvek 32 obtoku, který se pohybuje s hlavním ventilovým prvkem 28, a který obsahuje válcový dřík 42. Dřík 42 je vložen uvnitř dolní části hlavního průchodu 22 (ve formě tlakovaného prostoru 24) podél svislé střední osy 44 ventilu 10. Dřík 42 obsahuje dvě duté komory, dolní dutou komoru 46 a homí dutou komoru 48, oddělované dělicím členem 50 a utěsněné na koncích zátkami 51a a 51b se závitem. Dolní dutá komora 46 je ve spojení s dolní částí (tlakovaným prostorem 24) hlavního ventilového průchodu 22, štěrbinovitými otvory průchodového otevření 52a a recirkulačním průchodem 30 s kruhovým otvorem 54a. Podobně, i když obráceně, je homí dříková komora 48 ve spojení s dolní částí hlavního průchodu 22 (tj. tlakovaným prostorem 24) kruhovým otvorem 54b, a recirkulačním průchodem štěrbinovitými otvory průchodového otevření 52b. Pojem průchodové otevření zde i v dalším popisu, jakož i v definici předmětu vynálezu, slouží pro vyjádření toho, že otevření může sestávat zjednoho nebo více otvorů, například sady štěrbinovitých otvorů tvořících v daném případě příslušné průchodové otevření 52a nebo 52b.

Ventilový prvek 32 obtoku je podporován a veden pouzdrovými členy 560a, 560b s válcovitými stěnami 56a, 56b pro vedení jeho dříku, upevněnými k pouzdrové části 57 a umožňujícími svislý pohyb ventilového prvku 32 obtoku podél svislé osy 44. Pouzdrová část 57, vytvořená jako část ventilového tělesa 12 také vytváří střední prstencovou dutinu 58, která je částí recirkulačního průchodu 30 a je s ním spojená.

-3 CZ 285041 B6

Svislý pohyb ventilového prvku 32 obtoku je řízen pohybem hlavního ventilového prvku 28, k němuž je ventilový prvek 32 obtoku připojen. Hlavní ventilový prvek 28, se může pohybovat mezi jeho plně uzavřenou polohou, v níž těsnicí plocha 38 dosedá proti ventilovému sedlu 40, a jeho plně otevřenou polohou, v níž horní plocha 36 dosedá proti dnové ploše 60 náboje 62 víka, vloženého v horní části hlavního průchodu 26, a připojeného k víku 14.

K jednomu konci náboje 62 víka je připojena šroubová pružina 64 jejíž druhý konec je připojen k hlavnímu ventilovému prvku 28. Šroubová pružina 64 je tlačná pružina, která tlačí hlavní ventil 28 do plně uzavřené polohy.

Charakteristické vlastnosti ventilu 10 mohou být měněny tak, aby vyhověl obzvláštním případům každého použití. K ventilu může být připojena prstencová ventilová vložka 6, 5, jak je znázorněno na obr. 1, pro měnění rozteče mezi talířem 34 ventilu a vnitřní stěnou ventilového tělesa 12, kterým tekutina proudí. Tím je řízen pohyb ventilového prvku 28 vzhledem k průtoku tekutiny ventilovým prvkem 28. Vložky mohou být tvarovány pro obzvláštní požadavky a mohou být vytvořeny z jakéhokoli vhodného materiálu, jako je plech. Ventil 10 může být také dimenzován na konkrétní tlak tekutiny a/nebo průtok v recirkulačním průchodu 30 tím, že se připojí k recirkulačnímu výstupu 20 přes vyměnitelnou vložku 67 ve formě destičky s otvorem 67a.

Nyní bude popsána funkce ventilu podle popsaného provedení vynálezu. Jak je znázorněno na obr. 1, je vstup 16 připojen k výstupu čerpadla, hlavní výstup 18 je připojen ke zdroji potřeby na výstupní straně a recirkulační výstup 20 je připojen k nízkotlakému zásobníku nebo vstupní straně čerpadla.

Jak je znázorněno na obr. 1, hlavní ventilový prvek 38 je uzavřen, neboť není požadavek na tekutinu vstupující vstupem 16. Není-li na výstupní straně požadavek na tekutinu, tlak tekutiny v horním hlavním průchodu 26 a dolním hlavním průchodu 24 se vyrovnají, čímž jsou vyváženy tlakové síly tekutiny působící na talíř 34 ventilu a umožní se, aby pružina 64 tlačila hlavní ventilový prvek 28 do jeho plně uzavřené polohy. Tím, že se pohybuje s hlavním ventilovým prvek 28, je ventilový prvek 32 obtoku posouván směrem dolů do jeho plně otevřené polohy.

Ve své plně otevřené poloze umožňuje ventilový prvek 32 obtoku průtok tekutiny z dolního hlavního průtoku 24 do recirkulačního průtoku 30, čímž je usměrňována tekutina vstupující vstupem 16 do recirkulačního výstupu 20. Duté komory 46 a 48 dříku vytvářejí dva nezávislé průchody pro recirkulační tok. Tekutina může vstupovat do dolní komory 46 dříku z dolního hlavního průchodu 24 štěrbinovitými otvory průchodového otevření 52a a vystupovat do recirkulačního výstupního průtoku 30 kruhovým otvorem 54a. Alternativně může tekutina vstupovat do horní duté komory 48 dříku z dolního části hlavního průchodu 22, tj. tlakovaného prostoru 24, kruhovým otvorem 54b, a vystupovat do recirkulačního výstupu 30 štěrbinovitými otvory průchodového otevření 52b. Oba průchody duté komory dříku jsou stejně přístupné pro tekutinu vstupující ze vstupu 16.

Při odběru tekutiny na straně po proudu na hlavním výstupem 18 vznikne mezi tlakovaným prostorem 24 a horní částí 26 hlavního průchodu 22 tlakový rozdíl, který vytváří výslednou sílu, kterou tekutina působí na talíř 34 ventilu 34. Když tato síla tekutiny přesáhne sílu vyvíjenou pružinou 64 na talíř ventilu 34, hlavní ventilový člen 28 a připojený obtokový prvek 32 se pohybují vzhůru podél osy 44 směrem k plně otevřené poloze hlavního ventilu. Při podmínkách normální potřeby tekutiny po proudu za ventilem je výsledná účinná síla dostatečně velká pro to, aby pohybovala hlavním ventilovým prvkem 28 do jeho plně otevřené polohy, čímž je připojený ventilový prvek obtoku posouván do jeho plně uzavřené polohy.

-4CZ 285041 B6

Když je ventilový prvek obtoku v neznázoměné plně uzavřené poloze, je patrné, že štěrbinovité otvory průchodového otevření 52a a 52b leží proti odpovídající stěně 56a a 56b upevněné k ventilovému tělesu, takže jsou plně zakryty a je zabraňováno, aby jimi protékala tekutina.

Mezi plně otevřenou a plně uzavřenou polohou je ventilový prvek 32 obtoku částečně otevřen, tj. štěrbinovité otvory průchodového otevření 52a a 52b jsou částečně zakryty stěnou 56a, 56b upevněnou vůči ventilovému tělesu 12, jak je patrné na obr. 2. Recirkulační tekutina proudí ventilovým prvkem 32 obtoku, přičemž průtok závisí na ploše štěrbinovitých otvorů, nezakrytých stěnami 56a, 56b na pouzdrové části 57 ventilového tělesa 12. Bylo zjištěno, že když je ventilový prvek obtoku v mezilehlé poloze, síly vyvíjené tlakem tekutiny působí na stěny štěrbinovitých otvorů průchodového otevření 52a, 52b. Jak bude vysvětleno níže, mohou být tyto síly vyváženy pro zajištění rovnoměrnějšího pohybu hlavního ventilového prvku a ventilového prvku obtoku.

Když je ventilový prvek obtoku v otevřené poloze (plně neuzavřený), vysokotlaká tekutina v tlakovaném prostoru 24 proudí do recirkulačního průchodu 30, kde je tlak tekutiny podstatně nižší. K poklesu tlaku tekutiny hlavně dochází, když proudí omezovacími otvory, vymezovanými štěrbinovitými plochami průchodového otevření 52a a 52b, když je ventilový prvek 32 obtoku plně otevřen jako na obr. 1, nebo tou částí štěrbinovitých otvorů průchodového otevření 52a a 52b nekrytou stěnou 56a, 56b na pouzdrové části 57 ventilového tělesa 12, když je ventilový prvek 32 obtoku částečně otevřený jako na obr. 2. Pro názornost je vyznačen okraj stěn 56a, 56b čárkovanými čarami 66a a 66b, vymezujícími horní část nekrytých otvorů, když je obtok částečně otevřen.

V situaci dle obr. 1, kde ventilový prvek 32, obtoku je plně otevřen, je omezovači otvor vymezován dolní tlačnou plochou 68a a horní tlačnou plochou 70a, štěrbinovitého průchodového otevření 52a (viz obr. 2, pokud jde o vyznačení tlačných ploch 68a a 70a). Tlačné plochy jsou vymezovány šířkou 72 stěny dříku a šířkou 74 štěrbinovitého otvoru. Jak dolní tlačná plocha 68a, tak i horní tlačná plocha 70a jsou vystaveny vysokotlaké tekutině na straně tlakovaného prostoru 24 tvořícího dolní část hlavního průchodu 22, a nízkotlaké tekutině na straně duté komory 46. Tlaková síla působící na dolní tlačnou plochu 68a má stejnou velikost, ale opačný směr k síle působící na horní tlačnou plochu 70a. Tyto dvě síly se vzájemně vyvažují, takže z otvoru nepůsobí na ventilový prvek 32 obtoku žádná účinná tlaková síla.

Štěrbinovité otvory průchodového otevření 52b působí podobně, když je ventilový prvek obtoku plně otevřen. Síly vyvíjené tekutinou na horní tlačnou plochu 70b vyvažují síly na dolní tlačnou plochu 68b, což má za následek, že z otvoru nepůsobí na ventilový prvek 32, obtoku žádné účinné tlakové síly.

Když je ventilový prvek 32, obtoku plně uzavřen, jsou otvory průchodového otevření 52a a 52b plně uzavřeny stěnami 56a a 56b. Dolní a horní stěna štěrbinovitého otvoru průchodového otevření 52a jsou stejně vystaveny pouze nízkotlaké tekutině, zatímco dolní a horní stěna otvoru průchodového otevření 52b jsou stejně vystaveny pouze vysokotlaké tekutině. Jako u plně otevřené polohy jsou síly vyvíjené tlakem tekutiny na stěny otvoru vzájemně vyvažovány, takže na ventilový prvek 32 obtoku nepůsobí žádné účinné síly.

Když je obtok částečně otevřený mohou účinné tlakové síly působit na každý štěrbinovitý otvor. Podle obr. 2 je omezovači otvor vymezován dolní tlačnou plochou 68a štěrbinovitého otvoru průchodového otevření 52a a okrajem 66a stěny 56a. přes který nyní vzniká pokles tlaku. Horní tlačná plocha 70a každého štěrbinovitého otvoru průchodového otevření 52a je nyní vystavena pouze nízkotlaké tekutině, která má podobný tlak, jako nízkotlaká tekutina recirkulačního průtoku 30, zatímco dolní tlačná plocha 68a je vystavena v prvé řadě vysokému tlaku tlakovaného prostoru 24. Tento rozdíl ve vystavení tlaku mezi horní tlačnou plochou 70a a dolní tlačnou plochou 68a má za následek, že na vnitřní stěny každého štěrbinovitého otvoru průchodového otevření 52a působí účinná síla, tlačící ventilový prvek 32 obtoku směrem dolů do jeho plně

-5CZ 285041 B6 otevřené polohy. Není-li vyvážena, bude kolidovat s požadovaným pohybem ventilového prvku 32 obtoku.

Prostředek pro vyvažování účinné tlakové síly na štěrbinovitých otvorech průchodového otevření 52a je vytvořen druhou soupravou štěrbinovitých otvorů průchodového otevření 52b, které vyvíjejí stejnou, avšak opačnou sílu, než je síla na otvorech průchodového otevření 52a. Jak je znázorněno na obr. 2, je omezovači otvor vymezován okrajem 66b stěny 56b a dolní tlačnou plochou 68b štěrbinovitého otvoru průchodového otevření 52b. přes který vzniká pokles tlaku z vysokotlaké duté komory 48 do nízkotlakého recirkulačního průchodu 30. Horní tlačná plocha 70b je vystavena pouze vysokotlaké tekutině horní duté komory 48, která má podobný tlak jako vysokotlaká tekutina v tlakovaném prostoru 24, zatímco dolní tlačná plocha 68b je vystavena v prvé řadě nízkotlaké tekutině recirkulačního průchodu 30.

Rozdíl v tlaku mezi tlačnými plochami 70b a 68b má za následek účinnou sílu, která má velikost stejně velkou, jako síla působící na otvor průchodového otevření 52a, ale která působí v opačném směru a tlačí ventilový prvek 32 obtoku vzhůru do plně uzavřené polohy, čímž vyvažuje tlakovou sílu působící na štěrbinovité otvory průchodového otevření 52a. Rozumí se však, že skutečný počet vyvažovačích otvorů nemusí být stejný, pokud součet všech účinných tlakových sil, působících na jednu skupinu štěrbinovitých otvorů v jednom směru, je vyvážen součtem účinných sil působících na druhou skupinu štěrbinovitých otvorů. Vyvážení takových tlakových sil, působících na štěrbinovité otvory, umožňuje rovnoměrný pohyb ventilového prvku obtoku jak je potřeba.

Toto provedení také vyvažuje jakékoli tlakové síly tekutiny, působící na dělicí člen 50 a zátku 51a, které také mohou být příčinou nerovnoměrného pohybu hlavního ventilového prvku 28. Účinná síla, která je výslednicí vysokého tlaku tlakované komory 24, působícím na vnější povrch 76 zátky, a nízkého tlaku tekutiny v komoře 46, působící na vnitřní povrch 78 zátky, tlačí zátku 51a směrem k plně otevřené poloze. Ta je vyvažována účinnou silou, která je výslednicí vysokého tlaku horní duté komory 48, působící na dělicí plochu 80 a nízkého tlaku dolní duté komory 46, působícího na dělicí plochu 82, která tlačí ventilový prvek 28 směrem k plně uzavřené poloze.

Na obr. 2 jsou pro ozřejmění geometrie otvorů průchodových otevření 52a, 52b vyznačeny vysokotlaké roviny Cl, C2 a nízkotlaké roviny C3, C4, jejichž označení vyplývá zvýše vysvětlené funkce a na jejichž základě jsou také průchodová otevření ventilu definována v definici předmětu vynálezu. Ve smyslu definice předmětu vynálezu je vstup 16 spojovatelný přes ventilový prvek 32 obtoku s recirkulačním výstupem 20 přes první průchodové otevření 52a a přes druhé průchodové otevření 52b, uložená v polohách současně odkrývaných a současně zakrývaných odpovídající stěnou 56a, 56b na ventilovém tělese, přičemž průchodová otevření 52a, 52b jsou vymezována příčnými tlačnými plochami obsahujícími vysokotlaké tlačné plochy 68a, 70b ve vysokotlakých rovinách Cl, C2, odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku 32 na vysokotlakou, stranu od přívodu ]6, a nízkotlaké tlačné plochy 68b, 70a v nízkotlakých rovinách C3, C4, odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku 32 na nízkotlakou stranu směrem k recirkulačnímu výstupu 20, přičemž vysokotlaké a nízkotlaké tlačné plochy obou průchodových otevření 52a, 52b jsou všechny stejně velké a vysokotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření 52a, 52b jsou orientovány opačně vůči vysokotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření 52a, 52b, stejně jako jsou nízkotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření orientovány opačně vůči nízkotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření 52a, 52b. Průchodová otevření 52a, 52b jsou tak uspořádána a uzpůsobena pro vyvažování tlakových sil tekutiny, které na ně působí.

I když je zde vynález popsán na konkrétním provedení, není tím vynález omezen, ale mohou být do něj zahrnuty změny a obměny v rámci definice jeho předmětu v patentových nárocích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Automatický recirkulační ventil, mající vstup (16) pro připojení ke zdroji tlakové tekutiny, hlavní výstup (18) pro napojení na odběr tlakové tekutiny, recirkulační výstup (20) pro recirkulaci tlakové tekutiny bez odběru nebo při sníženém odběru, hlavní ventilový prvek (28) otevíratelný nižším tlakem na straně hlavního výstupu (18) vzhledem ke vstupu (16) v důsledku odběru, a zpětně uzavíraný zrušením podtlaku na straně odběru, a dále ventilový prvek (32) obtoku, spřažený se zdvihem hlavního ventilového prvku (28) pro regulaci průtoku tekutiny mezi uvedeným vstupem (16) a recirkulačním výstupem (20), vyznačený tím, že vstup (16) je spojovatelný přes ventilový prvek obtoku (32) s recirkulačním výstupem (20) přes první průchodové otevření (52a) a přes druhé průchodové otevření (52b), uložená v polohách současně odkrývaných a současně zakrývaných odpovídající stěnou (56a, 56b), upevněnou na ventilovém tělese (12), přičemž průchodová otevření (52a, 52b) jsou vymezována příčnými tlačnými plochami obsahujícími vysokotlaké tlačné plochy (68a, 70b) ve vysokotlakých rovinách (Cl, C2), odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku (32) na vysokotlakou stranu od přívodu (16), a nízkotlaké tlačné plochy (68b, 70a) v nízkotlakých rovinách (C3, C4), odkrývané jako první při otevření ventilového prvku obtoku (32) na nízkotlakou stranu směrem k recirkulačnímu výstupu (20), přičemž vysokotlaké a nízkotlaké tlačné plochy obou průchodových otevření (52a, 52b) jsou všechny stejně velké a vysokotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření (52a, 52b) jsou orientovány opačně vůči vysokotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření (52a, 52b), stejně jako jsou nízkotlaké tlačné plochy jednoho průchodového otevření orientovány opačně vůči nízkotlakým tlačným plochám druhého průchodového otevření (52a, 52b).
2. Automatický recirkulační ventil podle nároku 1, vyznačený tím, že ventilový prvek obtoku (32) obsahuje dvě duté komory (46, 48), a to první dutou komoru (46), přes kterou otevřené první průchodové otevření (52a) spojuje tlakovaný prostor (24) u přívodu (16) s recirkulačním výstupem (20), a druhou dutou komoru (48), spojenou otevřeným druhým průchodovým otevřením (52a) s recirkulačním výstupem (20) a dále spojenou z tlakovaným prostorem (24) ventilu.
3. Automatický recirkulační ventil podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že okolo hlavního ventilového prvku (28) je umístěna vložka (65), kterou je nastavena šířka průtoku okolo jeho sedla (38) z přívodní strany na odběrovou stranu.
4. Automatický recirkulační ventil podle nejméně jednoho z nároků laž3, vyznačený tím, že do recirkulačního výstupu (20) je vsazena vyměnitelná vložka (67) s otvorem (67a) vymezujícím průtočné množství recirkulované tekutiny.