PL169533B1 - Zawór pływakowo-klapowy do samoregulacji przepływu cieczy - Google Patents

Abstract

1. Zawór pływakowo-klapowy do samoregulacji przepływu cieczy, wywołanej różnicą ciśnienia, zwłaszcza na końcówkach sieci rurociągów podciśnieniowych, posiadający pływak połączony cięgnem z zawieradłem w postaci klapy, zamykającym wlot rurociągu podciśnieniowego, znamienny tym, że ma klapę (6) zawieradła wykonaną z półelastycznego materiału, korzystnie o właściwościach anizotropowych, zamocowanej na trwałe na obrzeżu przeciwległym względem obrzeża, do którego przytwierdzonejest cięgno (8) pływaka (9).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór pływakowo-klapowy do regulacji przepływu płynu, wywołanej różnicą ciśnienia, zwłaszcza w końcówkach sieci kanalizacyjnej podciśnieniowej, posiadający pływak umiejscowiony elastycznym przegubem i połączony za pomocą cięgna z zawieradłem w postaci półelastycznej klapy, zamykającym wlot rurociągu podciśnieniowego.

Zawory do cyklicznego odprowadzania cieczy na końcówkach rurociągów sieci kanalizacji podciśnieniowej montowane są w studzienkach zbiorczych, do których dopływają ścieki kanałem stanowiącym zakończenie kanalizacji grawitacyjnej. W czasie dopływu cieczy do studzienki zbiorczej pływak zaworu jest unoszony ku górze siłą wyporu. To powoduje, że połączona z nim klapa zawieradła odsłania wlot rurociągu podciśnieniowego, którym zasysana jest ciecz znajdująca się w studzience. Na skutek ubytku cieczy następuje obniżenie zwierciadła cieczy, a tym samym obniżenie się pływaka.

W wyniku tego zostaje samoczynnie zamknięty za pomocą klapy otwór wlotowy rurociągu podciśnieniowego do odprowadzania ścieków.

Zawór wyżej omówionego rodzaju znany jest na przykład z opisu polskiego wzoru użytkowego nr Ru: 46 911. Zawór ten ma zwierciadło w postaci sztywnej klapy połączonej poprzez dźwignię i ciągło z pływakiem prowadzonym na prowadnicy. Pływak ma pionową prowadnicę i ogranicznik ruchu umieszczony nad zwierciadłem cieczy, natomiast ogranicznik otwarcia klapy znajduje się pod zwierciadłem cieczy powyżej otworu wlotowego rurociągu podciśnieniowego.

Znane jest również inne rozwiązanie zaworu do opróżniania studzienki w sposób pulsacyjny przedstawione w polskim opisie wzoru użytkowego nr Ru: 46 912. Zawór ten składa się ze sztywnej klapy połączonej cięgłem bezpośrednio z pływakiem, przy czym klapa ustawiona jest pod kątem ostrym do pionu. Zawór ma również pionową prowadnicę i ogranicznik ruchu pływaka umieszczone nad zwierciadłem cieczy oraz ogranicznik otwarcia klapy znajdujący się pod zwierciadłem cieczy.

169 533

Wadą zaworów tego typu jest możliwość zacinania się pływaka na prowadnicach cięgła lub dźiwgni w przegubie. Zacięcia takie muszą powodować zawodność działania systemu i w konsekwencji konieczność interwencji obsługi.

Drugą istotną wadą jest niebezpieczeństwo niepełnego zamknięcia wlotu rurociągu podciśnieniowego sztywną klapą w przypadku gdy nastąpi zatrzymanie się na krawędzi wlotu większych części stałych znajdujących się na ściekach.

Ponadto zawory te mają skomplikowaną konstrukcję i montaż. Wykluczone jest stosowanie ich bezpośrednio w obiektach np. w piwnicach, skąd odprowadzane są ścieki. Istnieje możliwość emisji do atmosfery uciążliwych gazów w tym również toksycznych produktów rozkładu biochemicznego zanieczyszczeń.

Do cyklicznego odprowadzania cieczy mogą być również stosowane zawory, w których wlot otworu rurociągu podciśnieniowego, usytuowanego pionowo, zamykany lub otwierany jest za pomocą stożkowego zawieradła, odpowiednio do tego, jak przemieszcza się pod wpływem napływającej lub odpływającej cieczy pływak. Taki zawór przedstawiony jest na przykład w polskim opisie patentowym nr 159 802.

Zawory te również mają szereg wad. Są one zawodne, ciężkie, materiałochłonne. Otwieranie takich zaworów związane jest z koniecznością pokonania dużej siły wynikającej z podciśnienia działającego jednocześnie na całą powierzchnię zawieradła stożkowego. W konsekwencji wymagana jest duża siła wyporu do otwierania takich zaworów.

Dotychczasowe rozwiązania zaworów dopuszczają do zalegania osadów w studzienkach zbiorczych i emisji przykrych zapachów, stąd nie nadają się do stosowania ich w piwnicach budynków. Dostęp do ich elementów w czasie montażu lub napraw jest utrudniony.

W rozwiązaniu według wynalazku zawór posiada klapę wykonaną z półelastycznego materiału, korzystnie poprzez połączenie materiałów elastycznego i sztywnego nadające jej właściwości anizotropowe, zamocowaną sztywno na obrzeżu przeciwległym względem obrzeża, do którego dołączona jest dźwignia pływaka w postaci sztywnego elementu tworzącego z klapą elastyczny przegub o regulowanej długości ramienia dźwigni. Anizotropowa cecha materiału, z którego zbudowana jest klapa polega na uzyskaniu jednokierunkowej jej sztywności przy jednoczesnej elastyczności w kierunku prostopadłym i zachowaniu właściwości uszczelniających.

Korzystnym jest umieszczenie pływaka wraz z klapą zawieradła w szczelnie zamkniętej obudowie, do której doprowadzona jest końcówka wylotowa przewodu grawitacyjnego oraz końcówka wlotowa rurociągu podciśnieniowego.

W rozwiązaniu według wynalazku, w którym klapa zawieradła wykonana jest z półelastycznego materiału, podczas podnoszenia się poziomu ścieków a tym samym unoszenia się pływaka następuje stopniowe otwieranie zaworu wynikające z odchylania się elastycznej klapy od końcówki wlotowej rurociągu podciśnieniowego. Dodatkowo otwieranie klapy wspomagane jest tzw. odciążeniem hydraulicznym wywołanym cieczą wpływającą przez stopniowo otwierający się wlot zaworu. Pozwala to na korzystne zredukowanie siły niezbędnej do otwarcia zaworu, a w konsekwencji zmniejszenie wyporu pływaka-jego wielkości, wymiarów zaworu i wyeliminowanie tzw. martwych przestrzeni - miejsca zalegania i zagniwania osadów w studzience z zaworem opróżniającym.

Ponadto, regulowana długość sztywnego elementu, stanowiącego ramię dźwigni pływaka, zamocowanego do klapy, pozwala na uzyskanie przełożenia mechanicznego o elastycznym przegubie stosownie do żądanej wielkości siły otwarcia i opóźnienia otwarcia zaworu. Przykładowo, zwiększenie długości tego elementu spowoduje wzrost początkowej siły otwarcia i zwiększenie opóźnienia otwarcia zaworu, a w konsekwencji zwiększenie objętości cieczy odprowadzanej w ramach pojedynczego cyklu pracy zaworu. Natomiast zmniejszenie elementu sztywnego umożliwia dalszą redukcję siły otwarcia zaworu i zmniejszenie objętości porcji cieczy odprowadzanej podczas jednorazowego otwarcia zaworu.

Zawór charakteryzuje się wyższym stopniem niezawodności, gdyż mniejsza jest możliwość zablokowania zaworu zanieczyszczeniami stałymi. Kolejnymi zaletami proponowanego rozwiązania zaworu jest wyeliminowanie przegubów, prowadnic i innych elementów mechanicznych. Zawory te mogą być montowane jako indywidualne urządzenia kanalizacji podciśnie4

169 533 niowej bezpośrednio w piwnicach budynku w przypadku zastosowania szczelnej ich obudowy. Zastosowanie szczelnej obudowy zaworu umożliwia wentylację kanalizacji podciśnieniowej przez kanał grawitacyjny, pion i rurę wywiewną w budynkach. W przypadku stosowania urządzeń zbiorczych kanalizacji podciśnieniowej zawory mogą być montowane bez obudowy w studzienkach zbiorczych z odpowiednio ukształtowaną kinetą ograniczającą odkładanie się osadów i zanieczyszczeń stałych. Ponadto konstrukcja zaworu ułatwia i umożliwia montaż skrzyżowania kanału grawitacyjnego i rurociągu podciśnieniowego w studzience zbiorczej w dowolnym kierunku, przy jednoczesnym wprowadzeniu obydwu przewodów w osi studzienki.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony w przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, który pokazuje przekrój pionowy zaworu.

Zawór przedstawiony na rysunku ma króciec wlotowy 1 ze stopą 2 do oparcia na dnie studzienki zbiorczej lub szczelnej obudowy i kołnierzem 3 wyprofilowanym w postaci uszczelki dociskanej luźnym kołnierzem 4 do kołnierza rurociągu podciśnieniowego 13 po połączeniu ich śrubami 14. Na króćcu wlotowym umieszczono podłużną listwą 5 do mocowania pływaka 9 za pomocą elastycznego zawiasu 10 na żądanym poziomie zwierciadła ścieków w studzience zbiorczej lub w obudowie zaworu opróżniającego. Półelastyczna klapa 6 przytwierdzona jest na stałe w dolnej części listwy 5. Do przeciwległego obrzeża klapy zamocowany jest element 7 mocujący cięgno 8 pływaka. Pływak wyposażony jest w dodatkowe cięgno 11 przeznaczone do ręcznego otwierania zaworu dla potrzeb kontroli pracy układu, płukania sieci rurociągów podciśnieniowych itp. Do regulacji stopnia otwarcia klapy przewidziany jest ogranicznik 12 o odpowiedniej długości ramienia ograniczającego górne położenie pływaka.

Uchylny ruch pływaka wywołany jest siłą wyporu rosnącą wraz z przyrostem poziomu cieczy w studzience zbiorczej lub w obudowie zaworu, do której włączony jest kanał grawitacyjny doprowadzający ścieki. Unoszenie się pływaka 9 na zawiasie 10 tworzy dźwignię oddziaływującą za pośrednictwem cięgna 8 i elementu mocującego 7 na klapę 6. Po osiągnięciu początkowej siły otwarcia, równoważącej siłę podciśnienia oddziaływującego na sztywny element klapy, następuje stopniowe odchylanie się klapy 6 od płaszczyzny otworu wlotowego króćca 1 oraz odpływ ścieków zasysanych rurociągiem podciśnieniowym. Cykl pracy zaworu stymulowany jest bilansem dopływu i odpływu ścieków w studzience zbiorczej lub w obudowie zaworu. Zamykanie zaworu następuje samoczynnie wraz z obniżeniem się poziomu ścieków i opadaniem pływaka 9, uwalniającym cięgno 8. Zwolniona od unoszenia klapa 6 powraca do pierwotnego położenia w płaszczyźnie otworu wlotowego króćca 1, przy którym podlega działaniu podciśnienia powodującego przyleganie jej do krawędzi otworu wlotowego i odcięcie odpływu cieczy rurociągiem podciśnieniowym.

169 533

169 533

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór pływakowo-klapowy do samoregulacji przepływu cieczy, wywołanej różnicą ciśnienia, zwłaszcza na końcówkach sieci rurociągów podciśnieniowych, posiadający pływak połączony cięgnem z zawieradłem w postaci klapy, zamykającym wlot rurociągu podciśnieniowego, znamienny tym, że ma klapę (6) zawieradła wykonaną z półelastycznego materiału, korzystnie o właściwościach anizotropowych, zamocowanej na trwałe na obrzeżu przeciwległym względem obrzeża, do którego przytwierdzone jest cięgno (8) pływaka (9).
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że cięgno (8) przytwierdzone jest do klapy (6) za pomocą elementu sztywnego (7) o regulowanej długości i tworzącego z klapą (6) elastyczny przegub.
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma listwę (5) umieszczoną na króćcu (1) zaworu, posiadającą otwory-uchwyty do mocowania zawiasu (10) pływaka (9) na żądanej wysokości.
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że pływak (9) umiejscowiony jest za pomocą zawiasu elastycznego (10), zamocowanego na obrzeżu pływaka (9).
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że ma ogranicznik (12) o regulowanej długości ramienia ograniczającego górne położenie pływaka (9).