PL177546B1 - Regulacyjny zawór membranowy - Google Patents

Abstract

1. Regulacyjny zawór membranowy do wodnej instalacji grzewczej zlozony z dwuczlonowego korpusu ze wspólosiowym otworem wlotowym i wylotowym, z umieszczonej prostopadle do osi zaworu membrany, której obrzeze jest zacisniete miedzy obydwoma czlonami korpusu, z osadzonej w srodku korpusu rury przelotowej, zaopatrzonej w gniazdo zaworu wspólpracujace z grzybkiem, oraz z nasadzonej na te rure przelotowa sprezyny reguluja- cej wielkosc otwarcia zaworu, przy czym membra- na oddzielajaca utworzona we wnetrzu korpusu i polaczona z otworem wylotowym komore cisnienia zewnetrznego od komory cisnienia wewnetrznego jest w srodku zaopatrzona w otwór umozliwiajacy umieszczenie w nim srodkowej rury przelotowej oraz jest polaczona z organem zamykajacym zawór, znamienny tym, ze grzybek (12, 112) zaworu jest przymocowany do uchwytu (18, 118) o osi wspól- nej z osia rury przelotowej (9, 109), przy czym uchwyt (18, 118) i rura przelotowa (9, 109) sa wzgledem siebie osadzone przesuwnie. F ig .1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest regulacyjny zawór membranowy do wodnej instalacji grzewczej złożony z dwuczłonowego korpusu ze współosiowym otworem wlotowym i wylotowym, z umieszczonej prostopadle do osi zaworu membrany, której obrzeże jest zaciśnięte między obydwoma członami korpusu, z osadzonej w środku korpusu rury przelotowej, zaopatrzonej w gniazdo zaworu współpracujące z grzybkiem, orae z nasadzonej na tę rurę przelotową sprężyny regulującej wielkość otwarcia zaworu. Membrana oddzielająca utworzoną we wnętrzu korpusu i połączoną z otworem wylotowym komorę ciśnienia zewnętrznego od komory ciśnienia wewnętrznego jest w środku zaopatrzona w otwór umożliwiający umieszczenie w nim środkowej rury przelotowej orae jest połączona z organem zamykającym zawór.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0354427 znany jest zawór membranowy, w którym zarówno membrana, jak i oddzielone przez nią komory: ciśnienia wewnętrznego i ciśnienia zewnętrznego, znajdują się w obudowie membrany przymocowanej do korpusu zaworu ea pomocą śrub. Natomiast do obudowy membrany jest przymocowany zespół sprężyny i urządzenie do regulacji żądanej wielkości otwarcia zaworu. Jednakże konstrukcja tego zaworu jest stosunkowo skomplikowana, a sam zawór ma dużą wysokość, zaś jego ocena jest odpowiednio wysoka.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 2926683 znany jest zawór regulacyjny doprowadeający powietrze e butli do wnętrza maski aparatu oddechowego. Między korpusem i przykręconą do niego pokrywą są zaciśnięte obrzeża dużej membrany orae równoległej do niej małej membrany pomocniczej, natomiast środki obydwu tych membran są przymocowane do tulei poruszającej się wzdłuż osi korpusu zaworu. Wnętrze tulei jest połączone z wlotem zaworu, zaś jej koniec od strony maski ma postać grzybka współpracującego e gniazdem ukształtowanym w korpusie zaworu, prey czym średnica dużej membrany jest znacznie większa od średnicy grzybka. Komora utworzona z jednej strony dużej membrany jest połączona z wnętrzem maski, zaś komora z jej drugiej strony - z atmosferą. Zawór otwiera się prey nieznacznym nawet zmniejszeniu ciśnienia w masce, a zamyka się po dostarczeniu do niej pełnej dawki powietrza.

Niedogodnością konstrukcji tego zaworu jest fakt, że może on być przeznaczony tylko do niewielkich przepływów gazu, prey stosunkowo małej różnicy ciśnień, bliskich wartości ciśnienia atmosferycznego. Zawór tego rodzaju nie nadaje się do pracy w wodnych instalacjach grzewczych.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 3253608 znany jest zawór regulacyjny przeznaczony do rurociągów zasilających paliwem kilka miejsc poboru, zwłaszcza na lotnisku. W czteroczęściowym korpusie zaworu, zaopatrzonym na swoich końcach w króćce: wlotowy i wylotowy, jest osadzona przesuwnie wzdłuż jego osi tuleja o średnicy wewnętrznej równej średnicy wewnętrznej rurociągu, uszczelniona za pomocą trzech dławnic. Między częściami korpusu są zaciśnięte obrzeża dwóch membran, których środki są przymocowane do wspomnianej tulei. Tuleja ta jest ponadto zaopatrzona w otwory łączące przestrzeń znajdującą się w jej wnętrzu z komorą pod membraną od strony wlotu zaworu, natomiast do komory nad membraną od strony wylotu zaworu, jest doprowadzone sprężone powietrze. W przypadku zmniejszonego poboru paliwa i związanego z tym podwyższenia ciśnienia w rurociągu, membrana przesuwa tuleję w kierunku powodującym zmniejszenie przekroju otworu wlotowego zaworu, natomiast w przypadku zwiększonego poboru paliwa - powoduje przesunięcie tulei w kierunku przeciwnym.

Wadą opisanego zaworu jest jego skomplikowana budowa i wysoki koszt wykonania. Ponadto jego prawidłowe działanie wymaga zapewnienia pełnej szczelności między korpusem a ruchomą tuleją, co jak wiadomo stwarza poważne trudności eksploatacyjne. Z tych wzglę4

177 546 dów zastosowanie zaworu tego rodzaju jest ograniczone wyłącznie do instalacji zasilających w paliwo samoloty na lotniskach.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB 2176875 znany jest zawór regulacyjny niskociśnieniowy przeznaczony dla rurociągu doprowadzającego gaz ziemny do indywidualnych odbiorców. Otwory wlotowy i wylotowy zaworu są współosiowe, przy czym między dwoma członami korpusu jest zaciśnięte obrzeże kształtowej membrany, która wraz ze sprzężoną z nią i przesuwającą się wzdłuż osi korpusu tuleją, zaopatrzoną w gniazdo zaworu, dzieli wnętrze korpusu na dwie komory: komorę górną połączoną z wylotem zaworu oraz komorę dolną utworzoną pod membraną w dolnej części korpusu i obejmującą również wnętrze tulei i połączoną z otworem wlotowym, a zamkniętą lub przymkniętą u góry grzybkiem współpracującym z gniazdem zaworu. Powiększenie ilości pobieranego gazu powoduje spadek ciśnienia, uniesienie się tulei i powiększenie przekroju otwarcia zaworu.

Istotną wadą tego rodzaju zaworu jest bardzo skomplikowany kształt membrany, powodujący nie tylko podniesienie kosztów wykonania zaworu, ale również częste jej uszkodzenia podczas eksploatacji. Ponadto zawór tego rodzaju może mieć zastosowanie wyłącznie dla przewodzenia ośrodka gazowego.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego regulacyjnego zaworu membranowego o zwartej budowie, który umożliwi wyeliminowanie opisanych wyżej wad i niedogodności znanych dotychczas zaworów tego rodzaju. Ponadto swą budową i działaniem będzie przystosowany do wodnych instalacji grzewczych.

Cel ten zrealizowano w konstrukcji regulacyjnego zaworu membranowego według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że grzybek zaworu jest przymocowany do uchwytu o osi wspólnej z osią rury przelotowej, przy czym uchwyt i rura przelotowa są względem siebie osadzone przesuwnie.

Rura przelotowa zaworu jest korzystnie przymocowana i uszczelniona jednym swym końcem względem korpusu, stanowiąc prowadnicę osadzonej na niej przesuwnie tulei regulacyjnej połączonej z membraną oraz z uchwytem grzybka zaworu.

Tuleja regulacyjna jest korzystnie wyposażona w kołnierz, stanowiący podparcie środkowej części membrany, natomiast uchwyt grzybka jest przymocowany do tulei regulacyjnej i zaopatrzony w przelotowe otwory umieszczone korzystnie pod grzybkiem.

Nasadzona na zewnętrzną powierzchnię tulei regulacyjnej sprężyna opiera się z jednej strony o kołnierz tej tulei regulacyjnej, z drugiej zaś o gniazdo oporowe rury przelotowej.

W korpusie zaworu jest osadzony obrotowo sworzeń regulacyjny, zaopatrzony w umieszczoną między jego walcowymi końcami powierzchnię kształtową ograniczającą przemieszczanie grzybka zaworu, przy czym powierzchnia kształtowa sworznia regulacyjnego stanowi powierzchnię oporową uchwytu grzybka.

Ponadto zawór jest korzystnie wyposażony w kołek wciśnięty w otwór korpusu zaworu i współpracujący z powierzchnią oporową sworznia regulacyjnego, ograniczając kąt jego obrotu.

W odmianie konstrukcyjnej zaworu według wynalazku rura przelotowa jest osadzona przesuwnie w korpusie zaworu i przymocowana do środka membrany, natomiast grzybek ma stałe położenie wyznaczone zestykiem z powierzchnią oporową części kształtowej sworznia regulacyjnego, natychmiast uchwyt grzybka jest osadzony osiowo przesuwnie w korpusie zaworu i dociskany nasadzoną na wewnętrzną powierzchnię przelotowej rury sprężyną do powierzchni oporowej części kształtowej sworznia regulacyjnego, a ponadto jest zaopatrzony w przelotowe otwory, umieszczone korzystnie pod grzybkiem.

Uchwyt grzybka jest w tym rozwiązaniu zaworu korzystnie zaopatrzony w będącą jego przedłużeniem tuleję kołnierzową, której powierzchnia wewnętrzna stanowi prowadnicę sprężyny, zaś obrzeże - prowadnicę rury przelotowej, natomiast rura przelotowa jest zaopatrzona w zewnętrzny kołnierz, do którego jest przymocowana membrana i który spełnia ponadto rolę powierzchni oporowej dla sprężyny.

Dzięki opisanej konstrukcji zaworu uzyskano znaczne zmniejszenie liczby części, unikając między innymi konieczności stosowania, jak w znanych zaworach, elementów łączących obudowę membrany z korpusem zaworu, a dzięki temu - odpowiednie zmniejszenie

177 546 kosztów wytwarzania zaworu. Inna zaleta zaworu według wynalazku polega na tym, że skuteczność działania membrany jest tym większa, im bliżej jest ona usytuowana w bezpośredniej bliskości otwarcia zaworu, jak to ma miejsce w konstrukcji według wynalazku. Zbędne są również długie elementy przenoszące ruch membrany na grzybek zaworu, które w praktyce ulegają częstym zacięciom.

Rozwiązanie zaworu, w którym umieszczona wewnątrz korpusu przelotowa rura stanowi prowadzenie dla tulei regulacyjnej, połączonej z membraną i z grzybkiem zaworu, jest korzystne zwłaszcza w przypadku zastosowania zaworu na przewodzie zasilającym obiegowej instalacji ogrzewania gorącą wodą. Ponadto konstrukcja ta umożliwia znaczne zmniejszenie długości zaworu, co ma często istotne znaczenie w projektowaniu instalacji grzewczych.

Odmiana rozwiązania konstrukcyjnego zaworu według wynalazku, w którym rura przelotowa jest umieszczona przesuwnie w korpusie zaworu i przymocowana do membrany, natomiast grzybek zaworu ma stałe położenie, jest korzystna zwłaszcza w przypadku zastosowania zaworu na przewodzie zwrotnym instalacji grzewczej. Ponadto fakt, że grzybek ma stałe położenie i znajduje się pod działaniem dociskającej go sprężyny, ułatwia montaż zaworu.

Ponadto korzystne jest zastosowanie w zaworze według wynalazku osadzonego obrotowo w korpusie sworznia regulacyjnego, zaopatrzonego w powierzchnię kształtową, regulującą wielkość przesunięcia grzybka zaworu i umożliwiającego również zamknięcie zaworu.

Wynalazek jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia regulacyjny zawór membranowy według wynalazku w przekroju osiowym, a fig. 2 - odmianę rozwiązania konstrukcyjnego zaworu według fig. 1 w przekroju osiowym.

Figura 1 przedstawia regulacyjny zawór membranowy, sterowany różnicą ciśnienia i przeznaczony zwłaszcza do zamontowania w przewodzie zasilającym wodnej instalacji grzewczej. Korpus 1 zaworu składa się z dwóch członów 2 i 3, połączonych ze sobą wzdłuż płaszczyzny membrany, przy czym między czołowymi powierzchniami tych członów 2 i 3 jest zaciśnięte, za pomocą pierścienia zaciskowego 4, obrzeże 5 membrany 6. Otwór wlotowy 7 członu 2 korpusu i otwór wylotowy 8 członu 3 korpusu 1 zaworu, a ponadto osadzona w jego środku przelotowa rura 9 są współosiowe z osią korpusu 1 i prostopadłą do płaszczyzny membrany 6.

Przelotowa rura 9 jest przymocowana swym rozszerzonym końcem do korpusu 1, przy czym między kołnierzem tej rury 9 i wewnętrznym gniazdem korpusu 1 jest umieszczona uszczelka 10. Przeciwległe obrzeże 11 przelotowej rury 9 tworzy gniazdo współpracujące z grzybkiem 12 zaworu, otwierającym lub zamykającym jego otwór 13.

Na zewnętrznej powierzchni przelotowej rury 9 jest osadzona przesuwana osiowo tuleja regulacyjna 14, której kołnierz stanowi powierzchnię oporową śrubowej sprężyny 16, współpracującej z membraną 6 i opierającej się swym drugim końcem o gniazdo oporowe 17, utworzone między kołnierzem i powierzchnią zewnętrzną przelotowej rury 9. Z przesuwną tuleją regulacyjną 14 jest połączony za pośrednictwem uszczelki 10 - przesuwny uchwyt 18 grzybka 12, zaopatrzony na powierzchni obwodowej, korzystnie pod grzybkiem 12, w otwory 20 dla przepływu czynnika grzejnego.

Wewnątrz korpusu 1 zaworu jest utworzona wewnętrzna komora ciśnieniowa 22, w której jest umieszczona sprężyna 16, jak również zewnętrzna komora ciśnieniowa 21, połączona z otworem wylotowym 8, przy czym różnica ciśnień w obydwu komorach 21 i 22 oddziaływuje w postaci parcia na membranę 6 (fig. 1). Wewnętrzna komora ciśnieniowa 22 jest ponadto połączona przewodem impulsowym 23 z komorą ciśnienia regulacyjnego, na przykład z wylotem instalacji grzejnej. Wielkość otwarcia 13 zaworu jest określona różnicą ciśnień po obydwu stronach membrany 6 oraz charakterystyką sprężyny 16.

W korpusie 1 jest ponadto osadzony obrotowo sworzeń regulacyjny 24 osi równoległej do płaszczyzny membrany 6, przy czym obydwa końce 25 i 26 tego sworznia mają kształt walcowy. Na powierzchni czołowej końca 25, na którym osadzona jest uszczelka 27, znajduje się sześciokątne gniazdo 28. Sworzeń regulacyjny 24 jest ponadto zaopatrzony w część kształtową 31, umieszczoną między jego walcowymi końcami 25 i 26, przy czym powierzchnia tej części kształtowej zwrócona w kierunku uchwytu 18 grzybka 12 stanowi powierzchnię

177 546 oporową ograniczającą przesunięcie tego grzybka. Sworzeń regulacyjny 24 jest również wyposażony w kołek 30, wciśnięty w otwór korpusu 1 zaworu i współpracujący z powierzchnią oporową 29 tego sworznia 24, ograniczającą kąt jego obrotu.

Pokręcanie kluczem osadzonym w gnieździe 28 na czołowej powierzchni końca 25 powoduje obrót sworznia regulacyjnego 24, przy czym obrót ten jest ograniczony zetknięciem się powierzchni oporowej 29 tego sworznia z kołkiem 30. Obrót sworznia regulacyjnego 24 powoduje odpowiednie przesunięcie powierzchni oporowej 135, ograniczającej wielkość przesunięcia grzybka 12 zaworu, przy czym przy maksymalnym przesunięciu tej powierzchni następuje całkowite zamknięcie zaworu.

Figura 2 przedstawia regulacyjny zawór membranowy dostosowany do zainstalowania w przewodzie powrotnym wodnej instalacji grzewczej. Oznaczenia części i elementów na fig. 2 są powiększone o 100 w porównaniu do odpowiednich oznaczeń na fig. 1.

Odmiana rozwiązania konstrukcyjnego zaworu przedstawionego na fig. 2 różni się od omówionego poprzednio zaworu według fig. 1 tym, że zewnętrzna komora ciśnieniowa 121 jest umieszczona z lewej strony membrany 106 i połączona z otworem wlotowym 107 zaworu, natomiast wewnętrzna komora ciśnieniowa 122, połączona z przewodem impulsowym 123, jest umieszczona z prawej strony tej membrany 106.

Rura przelotowa 109 jest w tym rozwiązaniu nie przymocowana lecz osadzona przesuwnie wewnątrz korpusu 101 i zaopatrzona w kołnierz 115, za pomocą którego jest przymocowana do środka membrany 106, dociskanej do tego kołnierza drugostronnie za pomocą płytki 132. Ponadto o utworzone w dolnej części tego kołnierza 115 gniazdo oporowe opiera się sprężyna 116. Drugostronną powierzchnią czołową kołnierz 115 współpracuje ze zderzakiem 133 ukształtowanym wewnątrz członu 103 korpusu 101, ograniczającym maksymalną wielkość otwarcia 113 zaworu.

Uchwyt 118 grzybka jest natomiast zaopatrzony w będącą jego przedłużeniem tuleję kołnierzową 134, której powierzchnia wewnętrzna stanowi prowadnicę sprężyny 16, zaś obrzeże - prowadnicę przelotowej rury 109. Pod działaniem sprężyny 116 przesuwu uchwytu 118, prowadzonego swą zewnętrzną powierzchnią walcową w tulei 136 wciśniętej w korpus 101 zaworu, jest ograniczony przez znajdującą się w jego pobliżu powierzchnię oporową 135 części kształtowej 127 sworznia regulacyjnego 124.

Również i w tym rozwiązaniu zaworu wielkość otwarcia 113 jest określona przez równowagę siły parcia, będącej wynikiem różnicy ciśnień oddziaływujących na membranę 106, oraz siły docisku sprężyny 116 i może być regulowana przez obrót sworznia regulacyjnego 124, który może również służyć do całkowitego zamknięcia zaworu.

177 546

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Regulacyjny zawór membranowy do wodnej instalacji grzewczej złożony z dwuczłonowego korpusu ze współosiowym otworem wlotowym i wylotowym, z umieszczonej prostopadle do osi zaworu membrany, której obrzeże jest zaciśnięte między obydwoma członami korpusu, z osadzonej w środku korpusu rury przelotowej, zaopatrzonej w gniazdo zaworu współpracujące z grzybkiem, oraz z nasadzonej na tę rurę przelotową sprężyny regulującej wielkość otwarcia zaworu, przy czym membrana oddzielająca utworzoną we wnętrzu korpusu i połączoną z otworem wylotowym komorę ciśnienia zewnętrznego od komory ciśnienia wewnętrznego jest w środku zaopatrzona w otwór umożliwiający umieszczenie w nim środkowej rury przelotowej oraz jest połączona z organem zamykającym zawór, znamienny tym, że grzybek (12, 112) zaworu jest przymocowany do uchwytu (18,118) o osi wspólnej z osią rury przelotowej (9, 109), przy czym uchwyt (18, 118) i rura przelotowa (9, 109) są względem siebie osadzone przesuwnie.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że rura przelotowa (9) jest jednym swym końcem przymocowana do korpusu i uszczelniona względem niego, stanowiąc prowadnicę osadzonej na niej przesuwnie tulei regulacyjnej (14) połączonej z membraną (6) oraz z uchwytem (18) grzybka (12) zaworu.
3. 3. Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że tuleja regulacyjna (14) jest wyposażona w kołnierz (15), stanowiący podparcie środkowej części membrany (6).
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że uchwyt (18) grzybka (12) jest przymocowany do tulei regulacyjnej (14) i zaopatrzony w przelotowe otwory (20) umieszczone korzystnie pod grzybkiem (12).
5. 5. Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że nasadzona na zewnętrzną powierzchnię tulei regulacyjnej (14) sprężyna (16) opiera się z jednej strony o kołnierz tej tulei regulacyjnej (14), z drugiej zaś o gniazdo oporowe (17) rury przelotowej (9).
6. 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że w korpusie (1,101) zaworu jest osadzony obrotowo sworzeń regulacyjny (24, 124), zaopatrzony w umieszczoną między jego walcowymi końcami (25 i 26) powierzchnię kształtową (31, 127) ograniczającą przemieszczanie grzybka (12,112) zaworu.
7. 7. Zawór według zastrz. 6, znamienny tym, że powierzchnia kształtowa (127) sworznia regulacyjnego (124) stanowi powierzchnię oporową (135) uchwytu (118) grzybka (112).
8. 8. Zawór według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że jest wyposażony w kołek (30) wciśnięty w otwór korpusu (1) zaworu i współpracujący z powierzchnią oporową (29) sworznia regulacyjnego (24), ograniczając kąt jego obrotu.
9. 9. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że rura przelotowa (109) jest osadzona przesuwnie w korpusie (101) zaworu i przymocowana do środka membrany (106), natomiast grzybek (112) ma stałe położenie wyznaczone zestykiem z powierzchnią oporową (135) części kształtowej (127) sworznia regulacyjnego (124).
10. 10. Zawór według zastrz. 9, znamienny tym, że uchwyt (118) grzybka (112) jest osadzony osiowo przesunie w korpusie (101) zaworu i dociskany nasadzoną na wewnętrzną powierzchnię przelotowej rury (109) sprężyną (116) do powierzchni oporowej (135) części kształtowej (127) sworznia regulacyjnego (124), a ponadto jest zaopatrzony w przelotowe otwory (120), umieszczone korzystnie pod grzybkiem (112).
11. 11. Zawór według zastrz. 9, znamienny tym, że uchwyt (118) grzybka (112) jest zaopatrzony w będącą jego przedłużeniem tuleję kołnierzową (114), której powierzchnia wewnętrzna stanowi prowadnicę sprężyny (116), zaś obrzeże - prowadnicę rury przelotowej (109).

    177 546
12. 12. Zawór wedługzasta. 9, znamienny tym, że mra prarlotowa (1(^9) zaopatrzona w ezwnęareny kołnierz (15), do którego jest przymocowana membrana (106) i kaóry spełnia ponadto rolę powierzchni oporowej dla sprężyny (116).