PL175387B1 - Zawór regulacyjny trójdrogowy z mechanicznym napędem zawieradła - Google Patents

Abstract

Zawór regulacyjny trójdrogowy z mechanicznym napędem zawieradła, posiadający dzielony korpus z umieszczonym wewnątrz zawieradłem obrotowym, będącym pod naciskiem elementu sprężystego 1 pod naporem medium, złożonym z trzech płaskich wkładek ceramicznych z otworami przelotowymi, z których wkładki zewnętrzne zawieradła umieszczone są nieobrotowo, wkładka środkowa zamontowana jest w ruchomej obejmie połączonej z pokrętłem, mającym kształt pierścienia, osadzonym obrotowo na korpusie, na którym w obszarze obrot pokrętła nałożonajest skala wskazująca wielkość promieniowego pokrętła oraz posiadający rozdzielacz strumienia medium połączony z jednej strony z zawieradłem, a z drugiej strony z dwoma końcówkami przyłączowymi, znamienny tym, że jest wyposażony w siłownik (16) elektryczny połączony z zaworem za pomocą wspornika (15) przymocowanego do korpusu (2) zaworu, a wał (17) napędowy tego siłownika (16) 1 pokrętło (10) zawór zaopatrzone są w dźwignie (21, 18) jednoramienne połączone ze sobą za pośrednictwem cięgna (19) i dwóch sworzni (20), przy czym siłownik (16) jest przystosowany do sterowania zdalnego, a jego wal (17) napędowy do wahliwego ruchu obrotowego 1 pozycjonowania w całym obszarze kąta (a) obrotu zawieradła.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór regulacyjny trójdrogowy z mechanicznym napędem zawieradła, przeznaczony do samoczynnej regulacji przepływu cieczy, pary wodnej lub gazu.

175 387

Znany jest zawór trój drogowy posiadający dzielony korpus, w którym osadzone jest zawieradło obrotowe, złożone z trzech przylegających do siebie płaskich wkładek ceramicznych, przez które transportowane jest medium. Wkładki zewnętrzne zawieradła osadzone są nieobrotowo w korpusie natomiast wkładka środkowa zamontowana jest w ruchomej obejmie osadzonej między korpusami. Obejma ta jest sprzęgnięta z pokrętłem posiadającym kształt pierścienia osadzonego obrotowo na korpusie. Zespół zawieradła podparty jest od strony napływu medium tulejką przesuwną, będącą pod naporem elementu sprężystego i pod naporem medium. W głębi korpusu, za zawieradłem, osadzony jest rozdzielacz strumienia medium posiadający cztery otwory przelotowe, z których dwa połączone są z otworem wylotowym końcówki przyłączeniowej leżącej w osi wzdłużnej zaworu, a wyloty dwóch kolejnych otworów usytuowane są poprzecznie do osi wzdłużnej rozdzielacza medium i połączone są z otworem wylotowym końcówki przyłączeniowej usytuowanej na obwodzie korpusu. Otwory przelotowe wkładek ceramicznych zawieradła i rozdzielacza strumienia medium kierują przepływające przez zawór medium do jednej lub drugiej końcówki przyłączowej, albo do obu końcówek jednocześnie. Ilość przepływającego medium przez jedną końcówkę przyłączową wzrasta wraz z obrotem zawieradła o tyle, o ile maleje ilość przepływającego medium przez drugą końcówkę przyłączową. Znane jest również rozwiązanie, w którym na korpusie, w obszarze obrotu pokrętła, nałożona jest skala wskazująca wielkość promieniowego przemieszczenia pokrętła, a tym samym wielkość przemieszczenia wkładki środkowej zawieradła względem jego wkładek zewnętrznych.

Opisany wyżej zawór trójdrogowy nadaje się do stosowania w instalacjach z ręczną regulacją przepływu i dzielenia strugi medium, nie jest natomiast przystosowany do pracy w systemie sterowania automatycznego. Podstawowym zadaniem wynalazku jest opracowanie zaworu mogącego pracować w układach automatycznych.

Zawór według wynalazku posiada dzielony korpus z umieszczonym wewnątrz zawieradłem obrotowym. Zawieradło jest złożone z trzech płaskich wkładek ceramicznych z otworami przelotowymi i jest pod naciskiem elementu sprężystego i pod naporem medium. Wkładki zewnętrzne zawieradła umieszczone są nieobrotowo, a wkładka środkowa zamontowana jest w ruchomej obejmie połączonej z pokrętłem. Pokrętło ma kształt pierścienia i jest osadzone obrotowo na korpusie, na którym w obszarze obrotu pokrętła nałożona jest skala wskazująca wielkość promieniowego przemieszczenia pokrętła. Skala ta współpracuje ze wskaźnikiem kąta otwarcia zawieradła, umieszczonym na pokrętle. Wewnątrz korpusu osadzony jest również rozdzielacz strumienia medium, połączony z jednej strony z zawieradłem, a z drugiej strony z dwoma końcówkami przyłączowymi. Zawór jest wyposażony w siłownik elektryczny, połączony z nim za pomocą wspornika przymocowanego do korpusu zaworu. Wał napędowy siłownika i pokrętło zaworu zaopatrzone są w dźwignie jednoramienne, połączone ze sobą za pośrednictwem cięgna i dwóch sworzni. Siłownik elektryczny jest przystosowany do sterowania zdalnego, a jego wał napędowy do wahliwego ruchu obrotowego i pozycjonowania w całym obszarze kąta obrotu zawieradła. Osie sworzni łączących cięgno z dźwigniami jednoramiennymi siłownika i pokrętła, leżą w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny przechodzącej przez osie obrotu wału napędowego siłownika i pokrętła zaworu. Osie te są do siebie równoległe i umieszczone względem siebie w tej samej odległości. Dźwignia jednoramienna siłownika jest osadzona na jego wale napędowym rozłącznie i ustalona w wybranym miejscu za pomocą zacisku śrubowego. Sworzeń łączący cięgno z dźwignią pokrętła zaworu zaopatrzony jest w rękojeść i zapadkę, przeznaczone do szybkiego rozsprzęglania napędu. Otwory przelotowe wkładki środkowej, rozdzielacza strumienia medium i co najmniej jednej wkładki zewnętrznej mają kształt wycinka pierścienia, a ścianki boczne tych otworów leżą w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu pokrętła zaworu. Kąty rozwarcia ścianek bocznych otworów przelotowych wkładki środkowej zawieradła są równe kątowi obrotu pokrętła. Kąty rozwarcia ścianek bocznych otworów przelotowych wkładek zewnętrznych i rozdzielacza strumienia medium są mniejsze o 5° do 25° od kąta rozwarcia ścianek bocznych otworów przelotowych wkładki środkowej, przy czym otwory te są rozmieszczone względem siebie symetrycznie.

175 387

Zastosowanie mechanicznego napędu zaworów obrotowych z zawieradłem ceramicznym, rozszerza obszar ich zastosowań w układach automatycznego transportu mediów.

Zawór trójdrogowy według wynalazku, wyposażony w zdalnie sterowany siłownik elektryczny, mający zdolność pozycjonowania swojego wału napędowego, stanowić może podstawowe wyposażenie instalacji transportujących wszelkiego rodzaju ciecze, parę wodną lub gazy i gdzie jest konieczność rozdziału tych mediów według z góry założonego programu. Możliwość zdalnego sterowania natężeniem przepływu i regulacją tej nastawy w sposób bardzo precyzyjny, jest bezsprzeczną zaletą tego zaworu. Zamocowanie siłownika elektrycznego do korpusu zaworu i zastosowanie układu dźwigniowego, pracującego bezluzowo, gwarantuje stabilność przekazywania napędu na pokrętło, co ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowej i powtarzalnej regulacji, a zwłaszcza regulacji wielkości przepływu medium przez zawieradło i obie końcówki przyłączowe. Szybkorozłączny sworzeń dźwigni pokrętła i cięgna pośredniczącego w napędzie, jest rozwiązaniem nieodzownym w przypadku jakiejkolwiek awarii siłownika. Na szczególną uwagę zasługuje kształt otworów przelotowych we wkładkach zawieradła i rozdzielacza strumienia medium, umożliwiający kształtowanie dowolnej charakterystyki przepływu medium przez zawór oraz dopasowanie wielkości tego przepływu do instalacji, w której zawory te będą pracować. Na przykład, dla instalacji centralnego ogrzewania, dobór właściwej charakterystyki przepływu, dopasowanej do odbiorników ciepła, ma znaczenie fundamentalne, gdyż stanowi to warunek poprawnej pracy całego układu. Zawór według wynalazku, wymaganiom takim sprosta w sposób wysoce zadowalający.

Zawór według wynalazku jest bliżej uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór od strony wylotu medium z przekrojem przez jedną z końcówek przyłączowych, fig. 2 - widok zaworu z góry, fig. 3 - częściowy przekrój zaworu w jego osi wzdłużnej, a fig. 4 - kształt otworów we wkładkach ceramicznych.

Zawór składa się z dwóch przelotowych korpusów 1 i 2 połączonych ze sobą przy pomocy gwintu oraz dwóch końcówek 3 i 4 przyłączowych, przymocowanych do jednego korpusu 2. Końcówki 3 i 4 przyłączowe i wlot jednego z korpusów 1 mają zakończenia gwintowe do połączenia z instalacją rurową transportującą medium. Wewnątrz korpusu 2 osadzone jest zawieradło obrotowe, złożone z trzech wkładek ceramicznych. Wkładki 5 zewnętrzne umieszczone są nieobrotowo, przy czym jedna wkładka 5 oparta jest czołowo o pierścień 6 elastyczny, natomiast druga wkładka 5 skojarzona jest z rozdzielaczem 7 strumienia medium. Wkładka 8 środkowa osadzona jest w ruchomej obejmie 9, która jest sprzęgnięta z pokrętłem 10 zamocowanym obrotowo na korpusie 2, za pomocą zabieraka 11. Zawieradło podparte jest od strony napływu medium tulejką 12 przesuwną będącą pod naporem elementu sprężystego 13 i pod naporem medium, tworząc rodzaj tłoka doszczelniającego zawieradło. Rozdzielacz 7 strumienia medium, osadzony szczelnie w korpusie 2, posiada cztery otwory 14 przelotowe, rozmieszczone symetrycznie, z których dwa połączone są końcówką 3 przyłączową leżącą w osi wzdłużnej zaworu, a drugie dwa otwory 14 połączone są z końcówką przyłączową usytuowaną prostopadle do osi wzdłużnej zaworu.

Do korpusu 2 zaworu przytwierdzony jest wspornik 15, a do niego przymocowany jest siłownik 16 elektryczny w takiej pozycji, że oś jego wału 17 napędowego jest równoległa do osi obrotu pokrętła 10. Siłownik 16 jest wyposażony w nie pokazane na rysunku elementy przeznaczone do zdalnego sterowania i pozycjonowania jego wału 17 napędowego, w zależności od założonego programu. Pokrętło 10 zaworu wyposażone jest w dźwignię 18 jednoramienną połączona poprzez cięgno 19 i dwa sworznie 20 z dźwignią 21 siłownika 16, osadzoną na jego wale 17 napędowym i zamocowaną na nim za pomocą zacisku 22 śrubowego. Osie sworzni 20 leżą w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny przechodzącej przez osie obrotu wału 17 napędowego siłownika 16 i pokrętła 10 i są do siebie równoległe. Odległości L w jakich umieszczone są osie obrotu pokrętła 10 i wału 17 siłownika 16 oraz osie sworzni 20 łączących obie dźwignie 18 i 21, są identyczne. Jeden ze sworzni 20, osadzony w dźwigni 18 pokrętła 10, posiada z jednej strony rękojeść 23, a z drugiej strony zapadkę 24 wahliwą, zabezpieczającą sworzeń 20 przed przypadkowym wysunięciem z otworu. Sworzeń 20 ten stanowi szybkorozłączny element mogący być użyty w trakcie ewentualnej awarii napędu i konieczności szybkiej, ręcznej obsługi zaworu. Zawór sterowany jest zdalnie według specjalne175 387 go programu, a jego siłownik 16 przemieszcza pokrętło 10 zaworu w sposób wahliwy w obszarze kąta a obrotu zawieradła wynoszącego 90°. Wskaźnik 25 w jaki wyposażone jest pokrętło 10 umożliwia odczyt promieniowego przemieszczania pokrętła 10 względem skali 26 kątowej naniesionej na korpusie 2, a tym samym przesunięcia promieniowego wkładki 8 środkowej zawieradła, względem wkładek 5 zewnętrznych. W wyniku promieniowego przemieszczenia wkładki 8 środkowej, przepływający przez zawór strumień medium kierowany jest do jednej lub drugiej końcówki 3, 4 przyłączowej lub do obu końcówek 3 i 4 równocześnie. Taki rozdział strumienia medium zapewniają dwa otwory 14 przelotowe w kształcie wycinka pierścienia, wykonane we wkładce 8 środkowej i cztery otwory 14 przelotowe, wykonane we wkładkach 5 zewnętrznych.

Kąt y rozwarcia ścianek bocznych otworów 14 we wkładce 8 środkowej wynosi 90° i jest równy kątowi a obrotu pokrętła 10, natomiast kąt β rozwarcia ścianek bocznych otworów 14 we wkładkach 5 zewnętrznych wynosi 66°. Zapewnia to całkowite zamknięcie przepływu medium przez jedną lub drugą końcówkę 3, 4 przyłączową, w krańcowych położeniach pokrętła 10 zaworu.

175 387

Κ >'

i9	ος X -
	\ X:

	( 1 1 / //>G 1 luŁ 1
	1 1 iWM 1 \ \uv 1 ' W*
	1

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

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór regulacyjny trójdrogowy z mechanicznym napędem zawieradła, posiadający dzielony korpus z umieszczonym wewnątrz zawieradłem obrotowym, będącym pod naciskiem elementu sprężystego i pod naporem medium, złożonym z trzech płaskich wkładek ceramicznych z otworami przelotowymi, z których wkładki zewnętrzne zawieradła umieszczone są nieobrotowo, wkładka środkowa zamontowana jest w ruchomej obejmie połączonej z pokrętłem, mającym kształt pierścienia, osadzonym obrotowo na korpusie, na którym w obszarze obrotu pokrętła nałożona jest skala wskazująca wielkość promieniowego pokrętła oraz posiadający rozdzielacz strumienia medium połączony z jednej strony z zawieradłem, a z drugiej strony z dwoma końcówkami przyłączowymi, znamienny tym, że jest wyposażony w siłownik (16) elektryczny połączony z zaworem za pomocą wspornika (15) przymocowanego do korpusu (2) zaworu, a wał (17) napędowy tego siłownika (16) i pokrętło (10) zaworu zaopatrzone są w dźwignie (21, 18) jednoramienne połączone ze sobą za pośrednictwem cięgna (19) i dwóch sworzni (20), przy czym siłownik (16) jest przystosowany do sterowania zdalnego, a jego wał (17) napędowy do wahliwego ruchu obrotowego i pozycjonowania w całym obszarze kąta (a) obrotu zawieradła.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że osie sworzni (20) łączących cięgno (19) z dźwigniami (21, 18) jednoramiennymi siłownika (16) i pokrętła (10) leżą w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny przechodzącej przez osie obrotu wału (17) napędowego siłownika (16) i pokrętła (10) zaworu, przy czym osie te są do siebie równoległe i umieszczone w tej samej odległości (L).
3. 3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dźwignia (21) jednoramienna siłownika (16) jest osadzona na jego wale (17) napędowym rozłącznie i ustalona w wybranym miejscu za pomocą zacisku (22) śrubowego.
4. 4. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sworzeń (20) łączący cięgno (19) z dźwignią (18) pokrętła (10) zaworu zaopatrzony jest w rękojeść (23) i zapadkę (24), przeznaczone do szybkiego rozsprzęglania napędu.
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że pokrętło (10) jest zaopatrzone we wskaźnik (25) kąta (a) obrotu zawieradła, który współpracuje ze skalą (26) kątową, naniesioną na obwodzie korpusu (2).
6. 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że otwory (14) przelotowe wkładki (8) środkowej, rozdzielacza (7) strumienia medium i co najmniej jednej wkładki (5) zewnętrznej mają kształt wycinka pierścienia, a ścianki boczne tych otworów (14) leżą w płaszczyznach przechodzących przez oś obrotu pokrętła (10) zaworu.
7. 7. Zawór według zastrz. 6, znamienny tym, że kąt (y) rozwarcia ścianek bocznych otworów (14) przelotowych wkładki (8) środkowej jest równy kątowi (a) obrotu pokrętła (10).
8. 8. Zawór według zastrz. 6, znamienny tym, że kąt (β) rozwarcia ścianek bocznych otworów (14) przelotowych wkładek (5) zewnętrznych i rozdzielacza (7) strumienia medium jest mniejszy o 5° do 25° od kąta (y) rozwarcia ścianek bocznych otworów (14) przelotowych wkładki (8) środkowej, przy czym otwory (14) te są rozmieszczone względem siebie symetrycznie.