PL168596B1 - Zawór do cieczy PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Zawór do cieczy, skladajacy sie z korpusu ma- jacego wlot i wylot oraz gniazda posiadajacego w swojej centralnej czesci co najmniej jeden otwór prze- plywowy dla cieczy, z która wspólpracuje dociskany sprezyna, pierwszy zespól zaworowy osadzony na trzpieniu, znamienny tym, ze w gniezdzie jest umie- szczona pierscieniowa plytka (5), która posiada usy- tuowany promieniowo w kierunku na zewnatrz wzgledem swej czesci centralnej co najmniej jeden obwodowy otwór przeplywowy (7) dla cieczy, zas na trzpieniu (2) osadzony jest korzystnie, dociskany spre- zyna (13), drugi zespól zaworowy posiadajacy cylin- dryczna tuleje (11) otaczajaca pierwszy zespól zaworowy, przy czym oba zespoly zaworowe sa umie- szczone przesuwnie wzgledem siebie, zas na trzpieniu (2) sa osadzone elementy oporowe dla kazdego z zespolów zaworowych. Fig.1 PL PL PL PL PL

Description

PrueZmiotem wynalazku jest zawór Zo cieczy, uwłaszcza w instalacjach chłoZnicuych lub grzewczych, w których płynie oZcowieZnia ciecz chłoZuąca lub grzejna.

Ciecz chłoZuąca lub ogrzewająca o oZpowieZniej temperaturze jest Zostarcuana, oZpowieZnio, Zo instalacji chłoZnicuej lub grzewczej. Zazwyczaj jej przepływ jest regulowany za pomocą zaworu bocznikowego napęZuanego silnikiem elektrycznym.

Zawór bocznikowy u napęZem elektrycznym jest konstrukcją stosunkowo Zrogą ze wuglęZu na konieczność stosowania pruekłaZni reZukcyjnej, umniejszającej obroty silnika lub innego urząZuenia przekazującego napęZ. PonaZto znane instalacje tego typu wymagają stosowania ułożonych mechanizmów regulacyjnych umoPliwiających przekazywanie oZpowieZnich impulsów potrzebnych Zo sterowania silnikiem elektrycznym, a tym samym stopniem otwarcia zaworu.

W znanych Zotychcuas urząZueniach tego typu nie można sterować wspomnianym silnikiem elektrycznym za pomocą zwykłego termostatu, ponieważ termostat wysyła wyłącznie sygnały Zwustanowe (włączony-wyłącuony).

Inną waZą normalnie używanych zaworów bocznikowych jest to, Pe warunkiem uzyskania ich prapiZłowych charakterystyk jest konieczność przystosowania unajZujących się w nich Zławic Zo każZej śreZnicy rurociągu.

W związku u powyższym, głównym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie zaworu Zo cieczy pracującego w zespole zawór/regulator, tj. zaworu wyposażonego w element regulacyjno-zamykaj ący.

Zawór Zo cieczy, skłaZający się u korpusu mającego wlot i wylot oraz gniauZa posiaZającego w swojej centralnej części co najmniej jeZen otwór przepływowy Zla cieczy, z którą współpracuje Zociskany sprężyną, pierwszy zespół zaworowy osaZuony na trzpieniu, weZług wynalazku, charakteryzuje się tym, że w gnieźZzie jest umieszczona płytka, która posiaZa usytuowany promieniowo w kierunku na zewnątrz wuglęZem swej części centralnej co najmniej jeZen otwór przepływowy Zla cieczy, zaś na trzpieniu osaZzony jest korzystnie, Zociskany sprężyną, Zrugi zespól zaworowy posiaZający cylinZrycuną tuleję otaczającą pierwszy zespół zaworowy, przy czym oba zespoły zaworowe są umieszczone ruchomo wuglęZem siebie, zaś na trzpieniu są osaZzone elementy oporowe Zla każZego u zespołów zaworowych.

Korzystnie, w pierwszym zespole zaworowym unajZuje się otwór połączony przepływowo z wewnętrzną częścią korpusu zaworu za pośreZnictwem co najmniej jeZnego otworu Zławiącego umieszczonego w klocku, przy czym w otworze jest umieszczona ruchomo końcowa część trzpienia wsuwana na głębokość zmieniającą się w zależności oZ stanu otwarcia lub zamknięcia zaworu.

Korzystnie, w pierwszym zespole zaworowym znajZuje się otwór połączony przepływowo z wewnętrzną częścią korpusu zaworu za pośreZnictwem co najmniej jeZnego otworu Zławiącego, umieszczonego w klocku, przy czym w otworze jest umieszczona ruchomo końcowa część trzpienia wsuwana na głębokość zmieniającą się w zależności oZ stanu otwarcia lub zamknięcia zaworu.

Korzystnie, Zrugi zespół zaworowy mający kształt kubka, otacza koncentrycznie pierwszy zespół zaworowy, a w jego skłaZ wchoZzi tulejka prowaZuąca, stanowiąca część centralnej tulei, ślizgająca się wzZłuż trzpienia oraz pierścieniowy kołnierz, który jest oparty o płytkę szczelnie zamykając otwory przelotowe w jeZnym z położeń osiowych trzpienia, przy czym w ściance cylinZrycunej tulei znajZują się otwory.

Korzystnie, centralny otwór płytki tworzącej ściankę gniazZa jest połączony przepływowo z pierwszym zespołem zaworowym, zaś otwory przepływowe umieszczone na współosiowym

168 596 okręgu, korzystnie, w równych odstępach od siebie, są połączone przepływowo z drugim zespołem zaworowym, przy czym otwory przepływowe są mniejsze od centralnego otworu.

Korzystnie, na pierwszym zespole zaworowym jest umieszczona ściskana sprężyna obciążając go i wymuszając jego przesuw do położenia zamkniętego, przy czymjeden koniec sprężyny jest oparty na kołpaku umieszczonym na zamykającym końcu pierwszego zespołu zaworowego, natomiast jej drugi koniec jest oparty na biegnącej w kierunku promieniowym, wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulei drugiego zespołu zaworowego, znajdującego się po przeciwległej stronie względem zamykającego końca drugiego zespołu zaworowego.

Korzystnie, na drugim zespole zaworowym jest umieszczona ściskana, korzystnie słaba sprężyna, obciążając go i wymuszając jego przesuw do położenia zamkniętego, której jeden koniec jest oparty na pierścieniowym kołnierzu zamykającego końca drugiego zespołu zaworowego, natomiast drugi koniec spoczywa na wewnętrznej powierzchni, biegnącej w kierunku promieniowym, ścianki korpusu zaworu.

Korzystnie, oba elementy oporowe trzpienia stanowią, zamocowane na stałe pierścienie osadzone po jednym z każdej strony klocka pierwszego zespołu zaworowego, przy czym pierścienie są rozstawione w pewnej odległości od siebie, większej od osiowej długości klocka.

Korzystnie, pierścień współpracujący z pierwszym zespołem zaworowym jest przymocowany na końcu trzpienia i jest umieszczony wewnątrz otworu.

Korzystnie, trzpień, zaworu współpracuje z elektromagnesem, który z kolei współpracuje z termostatem zamontowanym w instalacji przepływowej cieczy.

Przykład wykonania zaworu, według wynalazku, jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 - 3 przedstawiają przekroje osiowe przez korpus zaworu, na którym widać zespoły zaworu w różnych położeniach względem siebie, przy czym fig. 1 przedstawia zawór w położeniu zamkniętym, fig. 2 - zawór w częściowo otwartym położeniu pośrednim pomiędzy pozycją zamkniętą a otwartą, fig. 3 - zawór w położeniu całkowicie otwartym; zaś fig. 4 przedstawia perforowaną płytkę gniazda zaworu z centralnym otworem przepływowym i peryferyjnymi otworami przepływowymi cieczy; afig. 5 przedstawia przekrój osiowy odpowiadający przekrojom z fig. 1-3 przez zawór według nieco zmodyfikowanego rozwiązania, w którym oś podłużna korpusu zaworu tworzy pewien kąt z osiami wlotu i wylotu, zaś korpus, w którym osadzone są zespoły zaworu oraz jego gniazdo, tworzy kąt ostry z głównym kierunkiem przepływu cieczy. Jeżeli chodzi o inne cechy tego rozwiązania, to zastosowana w nim konstrukcja jest oparta na takich samych zasadach jak w przykładach wykonania pokazanych na poprzednich figurach, przy czym zastosowano również takie same oznaczenia liczbowe poszczególnych elementów.

Na figurze 1-3 pokazano korpus 1 zaworu z dwiema końcówkami rurowymi, stanowiącymi odpowiednio wlot 1 i wylot 1’. Jak widać na fig. 1-3 osie wspomnianego wlotu i wylotu są względem siebie ustawione prostopadle, natomiast w przypadku pokazanym na fig. 5 osie te znajdują się na jednej linii. Jak z tego wynika położenie kierunkowe wlotu 1 względem wylotu 1’ nie ma zasadniczego znaczenia dla niniejszego wynalazku.

Tuleja Y korpusu 1 stanowi prowadnicę dla trzpienia 2 zaworu 1, ustawioną współosiowo z jedną z rurowych końcówek 1’. Zawór ma oś 3. Terminy osiowy i promieniowy odnoszą się zawsze do osi 3 zaworu. Na zewnętrznej powierzchni trzpienia 2 zaworu osadzone są pierścienie uszczelniające 4 typu O-ring, wchodzące do środka rowków znajdujących się na obwodzie tulei Y.

Na wewnętrznym końcu rurowej końcówki w korpusie 1 zaworu jest osadzona, promieniowo biegnąca perforowana płytka 5, stanowiąca gniazdo zaworu. Płytka 5 może być przykręcona do sąsiadującej z nią wewnętrznej części korpusu 1, albo też można ją przymocować do korpusu 1 w inny, odpowiedni do tego sposób. Płytka 5 posiada osiowe otwory przepływowe, a mianowicie duży otwór centralny 6 oraz, według pokazanego na fig. 4 przykładu wykonania osiem mniejszych otworów 7, rozmieszczonych w zasadzie w równych odległościach kątowych na okręgu umieszczonym koncentrycznie z okręgiem stanowiącym obwód gniazda. Zarówno kształt jak i względne wymiary tych otworów oraz ich położenie względem siebie mogą być różne i modyfikowane bez wykraczania poza zakres wynalazku. Z praktycznego punktu widzę168 596 nia wygodne jest centralne usytuwanie otworu 6, oraz takie dobranie jego wymiarów, żeby jego powierzchnia była większa od sumarycznej powierzchni pozostałych otworów, ale rozwiązanie takie nie jest warunkiem ograniczającym z punktu widzenia osiągnięcia odpowiednich efektów. Zewnętrzne otwory 7 mogą mieć kształt owalny, przy czym większa średnica może leżeć w kierunku obwodowym, a ich powierzchnia przepływowa może być mniejsza lub większa, na przykład w zależności od zastosowania zaworu, prędkości przepływu cieczy, etc.

Integralnym elementem tulei 1' prowadzącej trzpień 2 zaworu, stanowiącej część korpusu 1 zaworu, jest pierścieniowy kołnierz 1, który wraz z tuleją 1 tworzy pokrywę korpusu 1 zaworu. Pokrywa ta umożliwia dostęp do środka zaworu i jest przykręcana do pozostałej części korpusu w punktach 8. Pomiędzy pokrywą korpusu 1, a korpusem 1 znajduje się uszczelka 9.

Nie pokazany na rysunku, koniec trzpienia 2 zaworu jest połączony z nie pokazanym elektromagnesem, przeznaczonym do uruchamiania zaworu. Elektromagnes jest uruchamiany za pomocą termostatu. Na drugim końcu trzpienia 2 znajduje się pierwszy zespół zaworowy składający się z wydrążonego klocka 10 z nakręconym na niego kołpakiem 10’, który ma szczelnie przylegać do gniazda 5, zamykając tym samym znajdujący się w tym gnieździe otwór centralny 6. Pierwszy zespół zaworowy ma możliwość ograniczonego przemieszczania się w kierunku osiowym względem trzpienia, co zostanie wyjaśnione później. W pierwszym zespole zaworowym znajduje się cylindryczny otwór 10 o ograniczonej długości w kierunku osiowym, oraz współosiowo z nim ustawiony otwór prowadzący 10'.

Na trzonie 2 zaworu osadzony jest również drugi zespół zaworowy składający się z cylindrycznej tulei 11 z biegnącym na zewnątrz pierścieniowym kołnierzem 11’, dociskanym szczelnie do płytki 5, tym samym zamykając obwodowe otwory przepływowe 7, oraz z promieniowym denkiem, które w swojej centralnej części przechodzi w krótką tulejkę prowadzącą 11. W promieniowej, dennej części drugiego zespołu zaworowego uformowano osiowe otwory przelotowe 11 a przeznaczone do kompensacji ciśnienia. Dzięki temu ciśnienia wewnątrz na zewnątrz drugiego zespołu zaworowego są cały czas takie same. W dalszej części opisu zostanie wyjaśniony cel wspomnianej kompensacji ciśnień w drugim zespole zaworowym.

Zarówno pierwszy jak i drugi zespół zaworowy są zaopatrzone w specjalne sprężyny ściskane, odpowiednio, 12 i 13. Jeden koniec sprężyny ściskanej 12 pierwszego zespołu zaworowego spoczywa na wewnętrznej powierzchni kołpaka 10’, natomiast drugi na wewnętrznej powierzchni dna drugiego zespołu zaworowego. Z kolei jeden koniec sprężyny ściskanej 13 drugiego zespołu zaworowego spoczywa na pierścieniowym kołnierzu 11’, natomiast jej drugi koniec jest umieszczony na wewnętrznej powierzchni korpusu 1 zaworu.

Dwa pierścienie 14, 15 osadzone są na stałe na trzpieniu zaworowym 12 w pewnej odległości od siebie. Pierścień 14 stanowi ogranicznik ruchu pierwszego zespołu zaworowego, natomiast pierścień 15 jest ogranicznikiem ruchu drugiego zespołu zaworowego podczas ich ewentualnego przemieszczania się od położenia zamkniętego do otwartego.

Jak już wspomniano, w pierwszym zespole zaworowym znajduje się w obszarze trzpienia otwór prowadzący 10'. Ciecz może wypływać z otworu 10 albo odpowiednią szczeliną pomiędzy trzpieniem 2, a zespołem zaworowym w obszarze otworu przelotowego 10', albo też otworem promieniowym 16 - pokazanym na fig. 1-3 linią przerywaną - uformowanym przelotowo w ściance pierwszego zespołu zaworowego.

Na figurze 1 pokazano zawór w położeniu zamkniętym, w którym kołpak 10’ pierwszego zespołu zaworowego spoczywa szczelnie na płytce 5, zamykając centralny otwór przepływowy 6, natomiast pierścieniowy kołnierz 11’ drugiego zespołu zaworowego również opiera się szczelnie o płytkę 5, zamykając znajdujące się w nim obwodowe otwory przepływowe 7.

Wyobraźmy sobie, że zawór ten jest wbudowany w instalację o obiegu zamkniętym, w którym pracuje pompa odśrodkowa, i w którym po zamknięciu zaworu następuje odcięcie przepływu cieczy.

W takim przypadku rośnie różnica ciśnień pomiędzy otworami 6 i 7 gniazda a płytką 5.

Jak już wspomniano, w drugim zespole zaworowym znajdują się otwory 11a, dzięki czemu w cylindycznej tulei 11 ciśnienie jest takie same jak w korpusie 1 zaworu, otrzymującym tuleję 11, stanowiącą część drugiego zespołu zaworowego.

168 596

W razie braku otworów kompensujących ciśnienia, należałoby poZcuas przesuwania Zrugiego zespołu zaworowego 11 z jego położenia zamkniętego Zo otwartego pokonać siły zamykające, Zziałające zarówno w otworze centralnym 6 jak i w obwoZowych otworach 7. Dzięki kompensacji ciśnień poprzez otwory 11 a nie jest to konieczne. A zatem, poZczas przesuwania Zrugiego zespołu zaworowego Zo położenia otwartego, za każZym uruchomieniem trzpienia za pomocą elektromagnesu, nie pokazanego, który u kolei jest uruchamiany za pomocą termostatu umieszczonego w pruewoZuie przepływowym zimnej lub gorącej cieczy płynącej w instalacji, trzeba pokonać tylko różnicą ciśnień na obwoZowych otworach 7. Oprócz różnicy ciśnień na obwoZowych otworach 7 trzeba również pokonać siłę, z jaką Zuiała sprężyna ściskana 13. Ale sprężyna 13 może być stosunkowo słaba, ponieważ jej jeZynym uaZaniem jest Zociskanie Zrugiego zespołu zaworowego 11 Zo płytki 5 za pośreZnictwem pierścieniowego kołnierza 11’.

Na figurze 2 pokazano zawór w położeniu pośreZnim, w którym trzpień 2 zaworu został oZsunięty za pomocą elektromagnesu na pewną oZległość w prawo, wskutek cuegojego pierścień pociągnął za sobą Zrugi zespół zaworowy, leżący na zewnątrz, w kierunku promieniowym, wuglęZem pierwszego zespołu zaworowego, w wyniku czego nastąpiło rousucuelnienie połączenia pierścieniowego kołnierza 11 ’ z płytką 5. W rezultacie zostały otwarte peryferyjne otwory 7 w płytce 5, natomiast pierwszy zespół zaworowy, znajZujący się wewnątrz w kierunku promieniowym, naZal zamyka centralny otwór przepływowy 6 za pomocą swojego kołpaka 10’.

W taki położeniu pośreZnim obwoZowe otwory 7 są całkowicie otwarte, w związku u czym po obu stronach płytki 5 są takie same ciśnienia, tj. Zo przesunięcia pierwszego zespołu zaworowego Zo położenia otwartego jest potrzebna tylko niewielka siła. JeZyną siłą, jaką trzeba pokonać, jest siła, u jaką Zuiała sprężyna 12.

W wyniku Zalsuego przesunięcia osiowego zespołów zaworu w prawo pierścień 14 trzpienia 2 oprze się o pierwszy zespół zaworowy.

Dzięki temu nastąpi całkowite otwarcie zaworu, pokazane na fig. 3.

Powołajmy się teraz na wspomniane już uagaZnienia uwiązane u płytką 5 tworzącą gniazZo zaworu. Należy stwierZuić, że Zuży centralny otwór przepływowy i mniejsze obwoZowe otwory przepływowe umożliwiają barZzo Zobre charakterystyki przepływu cieczy przez zawór.

W razie wzrostu temperatury cieczy w instalacji obiegowej, w której zamontowano zawór weZług wynalazku, Zo oZpowieZniego poziomu, termostat wysyła impuls Zo wspomnianego elektromagnesu uruchamiającego trzpień 2 zaworu, co powoZuje oZcięcie Zopływu Zo niego prąZu. W takiej sytuacji trzpień 2 zaworu przesuwa się poZ wpływem Zziałania sprężyny ściskającej 13 oraz sił ssących, wywieranych przez ciecz obejściową na pierwszy i Zrugi zespół zaworowy i, w kierunku osiowym ku płytce 5, w wyniku czego pierwszy zespół zaworowy, leżący wewnątrz w kierunku promieniowym, jest przemieszczany Zo położenia zamkniętego, co powoZuje zamknięcie otworu centralnego 6 w płytce 5 (patrz fig. 2).

W następnym etapie zostanie zZławiony przepływ cieczy przez zawór wskutek tego, że bęZzie ona płynęła tylko obwoZowymi otworami 7. PręZkość przepływu cieczy wzrośnie w porównaniu z jej pręZkością przepływu przy pełnym otwarciu zaworu, co zapobiega wszelkim niepożąZanym uZerzeniom hyZraulicznym w instalacji. UZerzenia tego typu powstają w przypaZku całkowitego otwierania lub zamykania przepływu cieczy poZczas jeZnej operacji. Opisane Zławienie ma barZzo korzystny wpływ na tłumienie przepływu cieczy.

W kolejnym etapie następuje powolne zamykanie zewnętrznego,w kierunku promieniowym, Zrugiego zespołu zaworowego, co wynika z tego, że znajZująca się w otworze 10 ciecz musi być oZprowaZzona na zewnątrz poprzez pierścieniową szczelinę 10' wzZłuż trzpienia 2. OZprowaZzenie cieczy z otworu 10 umożliwi trzpieniowi 2 Zalsze przesunięcie się w lewo jak pokazano na fig, 2. Jak już wspomniano, w ściance pierwszego zespołu zaworowego znajZuje się promieniowy otwór 16, którego zaZaniem jest oZprowaZzenie cieczy z otworu 10. Otwór pokazano a fig. 1-3 liniami przerywanymi, jako rozwiązanie alternatywne. O szybkości zamykania Zrugiego zespołu zaworowego ZecyZują wymiary otworu 10 i/lub otworu promieniowego 16. ZnajZujący się w zespole trzpień 2 zaworu wyciska pewną część cieczy z otworu 10 przeZ całkowitym zamknięciem zaworu, tj. w fazie ostatecznego zamykania zapewniony jest powolny ruch zespołów, eliminujący możliwość pojawienia się niepożąZanych uZerzeń hyZraulicznych w instalacji.

168 596

Na figurze 5 pokazano zawór w drugim przykładzie wykonania, gdzie korpus 1 zaworu posiada wlot 1 i wylot 1’. Osie 3 wlotu 1 i wylotu 1' są ustawione względem siebie na jednej linii, zaś oś podłużna korpusu 1 zaworu tworzy kąt z osiami wlotu 1 i wylotu 1’. Korpus, w którym osadzone są zespoły zaworu oraz jego gniazdo, tworzy kąt ostry z głównym kierunkiem przepływu cieczy. Tuleja Γ korpusu 1 stanowi prowadnicę dla trzpienia 2 zaworu 1 i ustawiona jest pod kątem względem głównej osi 3 zaworu. Na zewnętrznej powierzchni trzpienia 2 zaworu osadzone są pierścienie uszczelniające 4 typu O-ring, wchodzące do środka rowków znajdujących się na obwodzie tulei 1’.

Na wewnętrznym końcu rurowej końcówki w korpusie 1 zaworu jest osadzona, promieniowo biegnąca, perforowana płytka 5, stanowiąca ściankę gniazda zaworu. Płytka 5 może być przykręcona do sąsiadującej z nią wewnętrznej części korpusu 1, albo też możnają przymocować do korpusu 1 w inny, odpowiedni do tego sposób. Płytka 5 posiada osiowe otwory przepływowe, a mianowicie duży otwór centralny 6 oraz mniejsze otwory 7, rozmieszczone w zasadzie w równych odległościach kątowych na okręgu ustawionym koncentrycznie z okręgiem stanowiącym obwód gniazda. Zarówno kształt jak i względne wymiary tych otworów oraz ich położenie względem siebie mogą być różne i modyfikowane bez wykręcania poza zakres wynalazku. Z praktycznego punktu widzenia wygodnejest centralne usytuowanie otworu 6, oraz takie dobranie jego wymiarów, żeby jego powierzchnia była większa od sumarycznej powierzchni pozostałych otworów, ale rozwiązanie takie nie jest warunkiem ograniczającym z punktu widzenia osiągnięcia odpowiednich efektów. Zewnętrzne otwory 7 mogą mieć kształt owalny, przy czym większa średnica takiego otworu leży w kierunku obwodowym, a ich powierzchnia przepływowa może być mniejsza lub większa, na przykład w zależności od zastosowania zaworu, prędkości przepływu cieczy, etc.

Integralnym elementem tulei 1 ’ prowadzącej trzpień 2 zaworu, stanowiącej część korpusu 1 zaworu, jest pierścieniowy kołnierz 1, który wraz z tuleją 1 tworzy pokrywę korpusu 1 zaworu. Pokrywa ta umożliwia dostęp do środka zaworu i jest przykręcona do pozostałej części korpusu w punktach 8. Pomiędzy pokrywą korpusu 1, a korpusem 1 znajduje się uszczelka 9.

Nie pokazany na rysunku, koniec trzpienia 2 zaworu jest połączony z nie pokazanym elektromagnesem, przeznaczonym do uruchamiania zaworu. Elektromagnes jest uruchamiany za pomocą termostatu. Na drugim końcu trzpienia 2 znajduje się pierwszy zespół zaworowy składający się z wydrążonego klocka 10 z nakręconym na niego kołpakiem 10’, który ma szczelnie przylegać do gniazda 5, zamykając tym samym znajdujący się w tym gnieździe otwór centralny 6. Pierwszy zespół zaworowy ma możliwość ograniczonego przemieszczania się w kierunku osiowym względem trzonka, co zostanie wyjaśnione później. W pierwszym zespole zaworowym znajduje się cylindryczny otwór 10 o ograniczonej długości w kierunku osiowym, oraz współosiowo z nim ustawiony otwór prowadzący 10’.

Na trzpieniu 2 zaworu osadzony jest również drugi zespół zaworowy składającej się z cylindrycznej tulei 11 z biegnącym na zewnątrz pierścieniowym kołnierzem 11’, dociskanym szczelnie do płytki 5, tym samym zamykając obwodowe otwory przepływowe 7, oraz z promieniowym denkiem, które w swojej centralnej części przechodzi w krótką tulejkę prowadzącą 11. W promieniowej, dennej części drugiego zespołu zaworowego uformowano osiowe otwory przelotowe 11 a przeznaczone do kompensacji ciśnienia. Dzięki temu ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz drugiego zespołu zaworowego są cały czas takie same. W dalszej części opisu zostanie wyjaśniony cel wspomnianej kompensacji ciśnień w drugim zespole zaworowym.

Zarówno pierwszy jak i drugi zespół zaworowy są zaopatrzone w specjalne sprężyny ściskane, odpowiednio 12 i 13. Jeden koniec sprężyny ściskającej 12 pierwszego zespołu zaworowego spoczywa na wewnętrznej powierzchni kołpaka 10’, natomiast drugi - na wewnętrznej powierzchni dna drugiego zespołu zaworowego. Z kolei jeden koniec sprężyny ściskanej 13 drugiego zespołu zaworowego spoczywa na pierścieniowym kołnierzu 11’, natomiast jej drugi koniec jest umieszczony na wewnętrznej powierzchni korpusu 1 zaworu.

Dwa pierścienie 14, 15 są osadzone na stałe na trzpieniu zaworowym 12 w pewnej odległości od siebie. Pierścień 14 stanowi ogranicznik ruchu pierwszego zespołu zaworowego, natomiast pierścień 15 jest ogranicznikiem ruchu drugiego zespołu zaworowego podczas ich ewentualnego przemieszczania się od położenia zamkniętego do otwartego.

168 596

Jak już wspomniano, w pierwszym zespole zaworowym znajduje się w obszarze trzpienia 2 otwór prowadzący 10'. Ciecz może wypływać z otworu 10 albo o<dj^owi(e<^in^ szczeliną pomiędzy trzpieniem 2, a zespołem zaworowym w obszarze otworu przelotowego 10', albo też otworem promieniowym 16 - pokazanym na fig. 1-3 linią przerywaną - uformowanym przelotowo w ściance pierwszego zespołu zaworowego.

Na figurze 5 pokazano zawór w położeniu zamkniętym, w którym kołpak 10’ pierwszego zespołu zaworowego spoczywa szczelnie na płytce 5, zamykając centralny otwór przepływowy 6, natomiast pierścieniowy kołnierz 11’ drogiego zespołu zaworowego również opiera się szczelnie o płytkę 5, zamykając znajdujące się w nim obwodowe otwory przepływowe 7.

W drugim zespole zaworowym znajdują się otwory 11a, dzięki czemu w cylindrycznej tulei 11 ciśnienie jest takie same jak w korpusie 1 zaworu, otaczającym tuleję 11, stanowiącą część drugiego zespołu zaworowego.

W razie braku otworów kompensujących ciśnienia, należałoby podczas przemieszczania drugiego zespołu zaworowego 1 z jego położenia zamkniętego do otwartego pokonać siły zamykające, działające zarówno w otworze centralnym 6 jak i w obwodowych otworach 7. Dzięki kompensacji ciśnień poprzez otwory 11a nie jest to konieczne. A zatem, podczas przesuwania drugiego zespołu zaworowego do położenia otwartego, za każdym uruchomieniem trzpienia za pomocą elektromagnesu, nie pokazanego, który z kolei jest uruchamiany za pomocą termostatu umieszczonego w przewodzie przepływowym zimnej lub gorącej cieczy płynącej w instalacji, trzeba pokonać tylko różnicę ciśnień na obwodowych otworach 7. Oprócz różnicy ciśnień na obwodowych otworach 7 trzeba również pokonać siłę, z j aką działa sprężyna ściskana 13. Ale sprężyna 13 może być stosunkowo słaba, ponieważ jej jedynym zadaniem jest dociskanie drugiego zespołu zaworowego 11 do płytki 5 za pośrednictwem pierścieniowego kołnierza 11’.

Należy stwierdzić, że duży centralny otwór przepływowy i mniejsze obwodowe otwory przepływowe umożliwiają bardzo dobre charakterystyki przepływu cieczy przez zawór.

W razie wzrostu temperatury cieczy w instalacji obiegowej, w której zamontowano zawór według wynalazku, do odpowiedniego poziomu, termostat wysyła impuls do wspomnianego elektromagnesu uruchamiającego trzpień 2 zaworu, co powoduje odcięcie dopływu do niego prądu. W takiej sytuacji trzpień 2 zaworu przesuwa się pod wpływem działania sprężyny ściskanej 13 oraz sił ssących, wywieranych prze ciecz obejściową na pierwszy i drugi zespół zaworowy i, w kierunku osiowym ku płytce 5, w wyniku czego pierwszy zespół zaworowy, leżący wewnątrz w kierunku promieniowym, jest przemieszczany do położenia zamkniętego, co powoduje zamknięcie otworu centralnego 6 w płytce 5 (patrz. fig. 2).

W następnym etapie zostanie zdławiony przepływ cieczy przez zawór wskutek tego, że będzie ona płynęła tylko obwodowymi otworami 7. Prędkość przepływu cieczy wzrośnie w porównaniu z jej prędkością przepływu przy pełnym otwarciu zaworu, co zapobiega wszelkim niepożądanym uderzeniom hydraulicznym w instalacji. Uderzenia tego typu powstają w przypadku całkowitego otwierania lub zamykania przepływu cieczy podczas jednej operacji. Opisane dławienie ma bardzo korzystny wpływ na tłumienie przepływu cieczy

W kolejnym etapie następuje powolne zamykanie zewnętrznego, w kierunku promieniowym, drugiego zespołu zaworowego, co wynika z tego, że znajdująca się w otworze 10' ciecz musi być odprowadzona na zewnątrz poprzez pierścieniową szczelinę 10’ wzdłuż trzpienia 2.

W ściance pierwszego zespołu zaworowego znajduje się promieniowy otwór 16, którego zadaniem jest odprowadzenie cieczy z otworu 10. Otwór 16 pokazano na fig. 1-3 liniami przerywanymi, jako rozwiązanie elternatywne. O szybkości zamykania drugiego zespołu zaworowego decydują wymiary otworu 10 i/lub otworu promieniowego 16. Znajdujący się w zespole trzpień zaworu 2 wyciska pewną część cieczy z otworu 10 przed całkowitym zamknięciem zaworu, tj. w fazie ostatecznego zamykania zapewniony jest powolny ruch zespołów, eliminujący możliwość pojawienia się niepożądanych uderzeń hydraulicznych w instalacji.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór do cieczy, składający się z korpusu mającego wlot i wylot oraz gniazda posiadającego w swojej centralnej części co najmniej jeden otwór przepływowy dla cieczy, z którą współpracuje dociskany sprężyną, pierwszy zespół zaworowy osadzony na trzpieniu, znamienny tym, że w gnieździe jest umieszczona pierścieniowa płytka (5), która posiada usytuowany promieniowo w kierunku na zewnątrz względem swej części centralnej co najmniej jeden obwodowy otwór przepływowy (7) dla cieczy, zaś na trzpieniu (2) osadzony jest korzystnie, dociskany sprężyną (13), drugi zespół zaworowy posiadający cylindryczną tuleję (11) otaczającą pierwszy zespół zaworowy, przy czym oba zespoły zaworowe są umieszczone przesuwnie względem siebie, zaś na trzpieniu (2) są osadzone elementy oporowe dla każdego z zespołów zaworowych.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym zespole zaworowym znajduje się otwór (10) połączony przepływowo z wewnętrzną częścią korpusu (1) zaworu za pośrednictwem co najmniej jednego otworu dławiącego (10', 16) umieszczonego w klocku (10), przy czym w otworze (10) jest umieszczona przesuwnie końcowa część trzpienia (2) wsuwana na głębokość zmieniającą się w zależności od stanu otwarcia lub zamknięcia zaworu.
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi zespół zaworowy mający kształt kubka, otacza koncentrycznie pierwszy zespół zaworowy, a w jego skład wchodzi tulejka prowadząca (11), stanowiąca część centralnej tulei (11), ślizgająca się wzdłuż trzpienia (2) oraz pierścieniowy kołnierz (11’), któryjest oparty o płytkę (5) szczelnie zamykając otwory przelotowe (7) w jednym z położeń osiowych trzpienia (2), przy czym w ściance cylindycznej tulei (11) znajdują się otwory (lla).
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że centralny otwór (6) płytki (5) tworzącej ściankę gniazdajest połączony przepływowo z pierwszym zespołem zaworowym zaś obwodowe otwory przepływowe (7) umieszczone na współosiowym okręgu, korzystnie, w równych odstępach od siebie, są połączone przepływowo z drugim zespołem zaworowym, przy czym te otwory (7) są mniejsze od otworu (6) centralnego.
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że na pierwszym zespole zaworowym jest umieszczona ściskana sprężyna (12) obciążając go i wymuszając jego przesuw do położenia zamkniętego, przy czym jeden koniec sprężyny (12) jest oparty na kołpaku (10’) umieszczonym na zamykającym końcu pierwszego zespołu zaworowego, natomiast jej drugi koniec jest oparty na biegnącej w kierunku promieniowym, wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulei (11) drugiego zespołu zaworowego, znajdującego się po przeciwległej stronie względem zamykającego końca drugiego zespołu zaworowego.
6. 6. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że na drugim zespole zaworowym jest umieszczona ściskana, korzystnie słaba sprężyna (13), obciążając go i wymuszając jego przesuw do położenia zamkniętego, której jeden koniec jest oparty na pierścieniowym kołnierza (11’) zamykającego końca drugiego zespołu zaworowego, natomiast drugi koniec spoczywa na wewnętrznej powierzchni, biegnącej w kierunku promieniowym, pierścieniowego kołnierza (1) korpusu (1) zaworu.
7. 7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że oba elementy oporowe trzpienia, (2) stanowią, zamocowane na stałe pierścienie (14,15) osadzone po jednym z każdej strony klocka (10) pierwszego zespołu zaworowego, przy czym pierścienie (14,15) są rozstawione w pewnej odległości od siebie, większej od osiowej długości klocka (10).
8. 8. Zawór według zastrz. 7, znamienny tym, że pierścień (14) współpracujący z pierwszym zespołem zaworowym (10) jest przymocowany na końcu trzpienia (2) i jest umieszczony wewnątrz otworu (10).

   168 596
9. 9. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że trzpień (Pl) zaworu współpracuje ac elektromagnesem, który u kslei współpracuje u termostatem zamontowanym w instalacji przepływowej cieczy.