PL191592B1 - Zawór - Google Patents

Abstract

1. Zawór, zwlaszcza zawór regulacyjny po- siadajacy punkt dlawienia utworzony zarówno przez loze zaworu jak i posiadajacy mozliwosc przesuwu osiowego element zamykajacy, który to punkt dlawienia znajduje sie pomiedzy osio- wym obszarem wplywowym, a przestrzenia wyplywowa, która rozchyla sie promieniowo, znamienny tym, ze pomiedzy punktem dlawie- nia (8), a przestrzenia wyplywowa (10) znajduje sie kanal (9; 24; 27; 31; 38; 47), którego prze- krój rozszerza sie zgodnie z kierunkiem prze- plywu. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór, zwłaszcza zawór regulacyjny posiadający punkt dławienia utworzony zarówno przez łoże zaworu jak i posiadający możliwość przesuwu osiowego element zamykający, który to punkt dławienia znajduje się pomiędzy osiowym obszarem wpływowym, a przestrzenią wypływową która rozchyla się promieniowo.

Zawory powinny podczas pracy wytwarzać możliwie najmniej szumów. Zachodzi to zwłaszcza w przypadku zaworów grzejników. Pomimo tego, że w zaworach grzejników nie występują szumy kawitacyjne, a jedynie szumy wywołane przepływem, szumy te są dalej wzmacniane przez grzejnik, szczególnie wtedy kiedy zawory są montowane w pobliżu lub bezpośrednio na grzejniku. Podobny efekt występuje w przypadku zaworów chłodziarek i innych zaworów regulacyjnych.

W zaworze regulacyjnym przedstawionym w opisie patentowym DE 44 02 752 A1, redukcja szumów została osiągnięta poprzez przynajmniej dwu lub więcej krotną zmianę kierunku przepływu wody grzejącej za punktem dławienia. Zostało to wykonane przez umieszczenie przestrzeni wypływowej wyznaczonej przez promieniowe otwory wylotowe w bezpośredniej bliskości łoża zaworu lub pod łożem zaworu. W rezultacie tej zmiany kierunku, woda grzejąca utraciła bardzo dużą ilość energii, przez co turbulencje i szumy związane z przepływem zostały bardzo znacznie zredukowane.

Celem wynalazku jest konstrukcja zaworu umożliwiającego osiągnięcie nowego rodzaju redukcji szumów.

W zaworze według wynalazku, pomiędzy punktem dławienia, a przestrzenią wypływową znajduje się kanał, którego przekrój rozszerza się zgodnie z kierunkiem przepływu.

W takiej konstrukcji zaworu prędkość cieczy, a zwłaszcza wody płynącej kanałem jest z konieczności obniżana, gdyż wysoka prędkość przepływu zmniejsza się w bliskiej odległości za punktem dławienia. Ponieważ wysoka prędkość przepływu jest głównym czynnikiem wpływającym na generację szumów, w rezultacie osiąga się ich znaczną redukcję.

Korzystne jest, aby w zaworze według wynalazku, rozszerzenie przekroju było zasadniczo bezstopniowe.

Prędkość przepływu jest wówczas redukowana w sposób ciągły, co również zapobiega występowaniu szumów.

Korzystne jest ponadto, aby w zaworze według wynalazku, kanał był ograniczony obszarem ścianki zewnętrznej występującym za łożem zaworu i obszarem ścianki wewnętrznej występującym za elementem zamykającym, z których przynajmniej jeden jest nachylony względem osi.

Poprzez odpowiedni dobór obszarów ścianek możliwe jest uzyskanie kanału o optymalnym przekroju.

W zaworze według wynalazku, często korzystne jest kiedy obszar ścianki zewnętrznej jest cylindryczny, a obszar ścianki wewnętrznej jest nachylony względem osi.

Alternatywnie korzystne jest kiedy w zaworze według wynalazku, obszar ścianki wewnętrznej jest cylindryczny, a obszar ścianki zewnętrznej jest nachylony względem osi.

W każdym z tych przypadków wystarczające jest nachylenie tylko jednego obszaru ścianki.

W zaworze według wynalazku, w najprostszym przypadku korzystne jest, aby obszar nachylonej ścianki posiadał kształt stożkowy.

Prędkość przepływu zmniejsza się wówczas zgodnie z funkcją kwadratową.

Alternatywnie korzystne jest kiedy w zaworze według wynalazku, obszar nachylonej ścianki jest nachylony przyrostowo, względem osi wraz z kierunkiem przepływu.

W rezultacie redukcja prędkości przepływu jest jeszcze większa.

W innej praktycznej formie zaworu według wynalazku, obszar ścianki zewnętrznej występuje po zewnętrznej stronie łoża zaworu, a obszar ścianki wewnętrznej jest utworzony przez element kształtowy połączony z elementem zamykającym.

Wykorzystanie elementu kształtowego umożliwia uzyskanie dowolnej zadanej obwiedni kanału.

Stosowne jest, aby w zaworze według wynalazku, element zamykający miał postać płytki, za którą znajduje się element kształtowy.

W innej korzystnej konstrukcji zaworu według wynalazku, element zamykający ma postać pierścienia uszczelniającego podtrzymywanego przez element kształtowy.

Częstokroć pożądane jest wówczas, aby w zaworze według wynalazku, element kształtowy był wykonany z tworzywa.

PL 191 592 B1

Element kształtowy może być wówczas artykułem masowej produkcji wytwarzanym drogą formowania wtryskowego bądź w inny sposób.

Korzystne jest także kiedy w zaworze według wynalazku, obszar ścianki zewnętrznej występuje za wewnętrzną stroną łoża zaworu, a obszar ścianki wewnętrznej jest utworzony przez trzpień zaworu.

W takim przypadku trzpień zaworu przechodzi przez łoże zaworu. Zawór tego typu jest odpowiedni jako zawór chłodziarki.

Znaczne uproszczenie konstrukcji osiąga się kiedy w zaworze według wynalazku, jednolity element otacza obszar wpływowy, podtrzymuje łoże zaworu i tworzy obszar ścianki zewnętrznej kanału.

Tak utworzona jednostka może być połączona z pozostałą częścią obudowy zaworu, na przykład połączeniem kołnierzowym.

W dogodnej konstrukcji zaworu według wynalazku, jednolity element otacza także przestrzeń wypływową i rozciąga ponad nią, gdzie ma obszar łączący dla połączenia z innymi elementami zaworu.

Jednolity element spełnia wiele funkcji i jest łatwy w połączeniu z innymi elementami zaworu w obszarze łączącym, na przykład za pomocą połączenia gwintowego lub połączenia przylegającego.

Korzystne jest aby zawór według wynalazku, posiadał formę wkładki do zamocowania w grzejniku.

Z uwagi na dobre tłumienie szumów nie są konieczne dalsze modyfikacje. Osiąga się redukcję szumów od 5 do 6 dB mniejszą w porównaniu z innymi zaworami grzejników dostępnymi na rynku. Pomimo bezpośredniej bliskości z powierzchniami grzejnika, nie występuje ryzyko występowania destrukcyjnych szumów będących rezultatem efektów wzmocnienia.

Korzystne jest ponadto, aby w zaworze według wynalazku, przestrzeń wypływowa była otoczona kołnierzem posiadającym otwory wylotowe, których wielkość może być regulowana poprzez obrót kołnierza.

Ponieważ kołnierz regulacyjny znajduje się w przestrzeni wypływowej, nie wpływa on na przebieg kanału, zgodnie z wynalazkiem.

Szczególnie dobre wyniki osiąga się kiedy w zaworze według wynalazku, odległość pomiędzy łożem zaworu, a otworem wylotowym jest przynajmniej dwa razy większa od maksymalnego wzniosu zaworu.

Dalszą redukcję szumów osiąga się kiedy w zaworze według wynalazku, łoże zaworu i/lub element zamykający i/lub fragmenty ścianek mają zaokrąglone krawędzie i narożniki.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia częściowy przekrój osiowy wkładki zaworu grzejnika, według wynalazku, fig. 2, fig. 3, fig.4 i fig.5 przedstawiają przekroje osiowe obszarów punktu dławienia w innych przykładach wykonania, a fig. 6 przedstawia przekrój osiowy obszaru punktu dławienia w zaworze chłodziarki według wynalazku.

Zwykle wkładka 1 przedstawiona na rysunku fig.1 jest przeznaczona do mocowania na grzejnikach, jak to przedstawiono na przykład w opisie patentowym DE 44 02 752 A1. Wkładka 1 posiada łoże zaworu 2, którego wewnętrzna część jest zakończona zaokrągloną krawędzią, a zewnętrzna część jest zakończona zaokrąglonym narożnikiem. Łoże zaworu 2 współpracuje z elementem zamykającym 3, który może przesuwać się w kierunku oznaczonym literą „A” za pomocą popychacza 5 poprzez trzon zaworu 4. Płyn grzejny wpływa z kierunku przedstawionego strzałką 6 do osiowego obszaru wpływowego 7, przepływa przez punkt dławienia 8, pomiędzy łożem zaworu 2, a elementem zamykającym 3 i przepływa kanałem 9 wystającym ponad element zamykający 3 do przestrzeni wypływowej 10, która jest wyznaczona przez znajdujący się nieopodal otwór wylotowy 11 tak, iż płyn grzejny jest kierowany promieniowo do przestrzeni wypływowej 10 i wypływa w kierunku oznaczonym strzałką 12.

Ten obszar kanału 9, który znajduje się poza elementem zamykającym 3, jest ograniczony cylindryczną ścianką zewnętrzną 13 i stożkową ścianką wewnętrzną 14 tak, iż kanał 9 posiada przekrój pierścieniowy, który rozszerza się w sposób ciągły w kierunku przepływu co w rezultacie znacznie redukuje prędkość przepływu, a co za tym idzie wytwarzanie szumów.

Wkładka 1 posiada obudowę 15, której dolny koniec jest połączony za pomocą kołnierza z elementem 16, który zawiera obszar wpływowy 7, łoże zaworu 2 i obszar cylindrycznej ścianki zewnętrznej 13 kanału 9. Obszar ścianki stożkowej jest utworzony przez element kształtowy 17, który wykonany jest z tworzywa choć może być również wykonany z innych materiałów takich jak mosiądz i który znajduje się na tylnej powierzchni płytowego elementu zamykającego 3.

W obudowie 15 zaworu wkładkowego 1 znajduje się tuleja regulacyjna 18, posiadająca jeden lub więcej wylotów wykonanych w sposób znany per se, która wraz z otworem wylotowym 11w obudowie 15

PL 191 592 B1 umożliwia zmianę przekroju wypływu. W tym celu tuleja regulacyjna 18 jest połączona z gałką regulacyjną 20 za pomocą elementu prowadzącego 19.

Odległość pomiędzy łożem zaworu 2, a otworem wylotowym 10 jest tak zwymiarowana aby nawet przy maksymalnym podniesieniu elementu zamykającego, część kanału pozostała aktywna. Dlatego też odległość ta powinna być korzystnie przynajmniej dwa razy większa od maksymalnej wysokości otwarcia zaworu.

W przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku fig. 2 element zamykający 21 posiada formę pierścienia uszczelniającego, znajdującego się na elemencie kształtowym 22. Element kształtowy 22 tworzy wewnętrzną ściankę 23 kanału 24, o kształcie w przybliżeniu parabolicznym. Element kształtowy 22 stanowi ponadto integralną część trzpienia zaworu 25. Pozostałe elementy zaworu przedstawione na rysunku fig.2 są takie same jak na rysunku fig. 1.

Przykład wykonania przedstawiony na rysunku fig.3 różni się od przykładu przedstawionego na rysunku fig.2 tym, że element kształtowy 26, który także posiada element zamykający w postaci pierścienia uszczelniającego, posiada kształt stożkowy, czego rezultatem jest rozszerzający się obszar ograniczający kanał 27. Jednolity element 28 otacza obszar wpływowy, zawiera łoże zaworu i tworzy obszar ścianki zewnętrznej kanału 27. Otacza on ponadto przestrzeń wypływową i rozciąga się poza przestrzeń wypływową do obszaru łączącego 29, służącego do połączenia z innymi elementami zaworu. Obszar łączący 29 może mieć formę gwintu, obszaru przylegającego bądź inną podobną.

Rozwiązanie przedstawione na rysunku fig. 4 różni się od rozwiązania przedstawionego na rysunku fig. 1 tym, że element kształtowy 30, który ogranicza kanał 31 obszarem ścianki stożkowej 32 stanowi jeden element wraz z trzpieniem zaworu 33. Ponadto, dno obudowy 34 kończy się we wkładce tworzącej łoże zaworu 36 i kanał wpływowy 37.

W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku fig. 5 kanał 38 jest ograniczony stożkowym obszarem ścianki zewnętrznej 39 znajdującym się za łożem zaworu i cylindrycznym obszarem ścianki wewnętrznej 41 na elemencie kształtowym 42, który wspiera ponadto pierścieniowy element zamykający 43.

W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku fig. 6, łoże zaworu 44 jest otwarte na obszar wpływowy 45 a trzpień zaworu 46 przechodzi przez łoże zaworu 44. Kanał 47 jest ograniczony obszarem ścianki zewnętrznej 48 za wewnętrzną stroną łoża zaworu 44 i cylindrycznym obszarem ścianki wewnętrznej 49 utworzonym przez trzpień zaworu 46. W tym przypadku element zamykający posiada postać płytki.

We wszystkich przykładach wykonania, prędkość cieczy grzejącej przyśpieszanej w punkcie dławiącym 8 jest redukowana w kanale (9 na rysunku fig. 1) występującym za punktem dławiącym tak, iż woda grzejąca, która wypływa po zmianie kierunku nie generuje żadnych niszczących szumów.

Claims (18)

1. Zawór, zwłaszcza zawór regulacyjny posiadający punkt dławienia utworzony zarówno przez łoże zaworu jak i posiadający możliwość przesuwu osiowego element zamykający, który to punkt dławienia znajduje się pomiędzy osiowym obszarem wpływowym, a przestrzenią wypływową, która rozchyla się promieniowo, znamienny tym, że pomiędzy punktem dławienia (8), a przestrzenią wypływową (10) znajduje się kanał (9; 24; 27; 31; 38; 47), którego przekrój rozszerza się zgodnie z kierunkiem przepływu.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że rozszerzenie przekroju jest zasadniczo bezstopniowe.

3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kanał jest ograniczony obszarem ścianki zewnętrznej (13; 39; 48) występującym za łożem zaworu (2; 36; 44) i obszarem ścianki wewnętrznej występującym za elementem zamykającym (3; 31; 27; 43; 50), z których przynajmniej jeden jest nachylony względem osi „A.

4. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że obszar ścianki zewnętrznej (13) jest cylindryczny, a obszar ścianki wewnętrznej (14; 23; 32) jest nachylony względem osi „A.

5. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że obszar ścianki wewnętrznej (41; 49) jest cylindryczny, a obszar ścianki zewnętrznej (39; 38) jest nachylony względem osi „A.

6. Zawór według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że obszar nachylonej ścianki (14; 32; 39; 48) posiada kształt stożkowy.

PL 191 592 B1

7. Zawór według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że obszar nachylonej ścianki (23) jest nachylony przyrostowo, względem osi „A wraz z kierunkiem przepływu.

8. Zawór według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że obszar ścianki zewnętrznej (13) występuje po zewnętrznej stronie łoża zaworu (2), a obszar ścianki wewnętrznej (14; 23; 32; 39) jest utworzony przez element kształtowy (17; 22; 26; 30; 42) połączony z elementem zamykającym (3; 31; 39).

9. Zawór według zastrz. 8, znamienny tym, że element zamykający (3) ma postać płytki, za którą znajduje się element kształtowy (17; 30).

10. Zawór według zastrz. 8, znamienny tym, że element zamykający (21; 43) ma postać pierścienia uszczelniającego podtrzymywanego przez element kształtowy (22; 26; 42).

11. Zawór według zastrz. 8 albo 9, albo 10, znamienny tym, że element kształtowy (17; 22; 26; 30; 42) jest wykonany z tworzywa.

12. Zawór według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że obszar ścianki zewnętrznej (48) występuje za wewnętrzną stroną łoża zaworu (44), a obszar ścianki wewnętrznej (49) jest utworzony przez trzpień zaworu (46).

13. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, znamienny tym, że jednolity element (16; 28) otacza obszar wpływowy (7; 45), podtrzymuje łoże zaworu (2; 94) i tworzy obszar ścianki zewnętrznej (13) kanału (9).

14. Zawór według zastrz. 13, znamienny tym, że jednolity element (28) otacza także przestrzeń wypływową i rozciąga ponad nią, gdzie ma obszar łączący(29) dla połączenia z innymi elementami zaworu.

15. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, znamienny tym, że posiada formę wkładki (1) do zamocowania w grzejniku.

16. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienny tym, że przestrzeń wypływowa (10) jest otoczona kołnierzem (18) posiadającym otwory wylotowe, których wielkość może być regulowana poprzez obrót kołnierza.

17. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, znamienny tym, że odległość pomiędzy łożem zaworu (2), a otworem wylotowym (10) jest przynajmniej dwa razy większa od maksymalnego wzniosu zaworu.

18. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, znamienny tym, że łoże zaworu (2) i/lub element zamykający (50) i/lub fragmenty ścianek mają zaokrąglone krawędzie i narożniki.