PL195928B1

PL195928B1 - Check valve with movable closing component and method of stopping reverse flow of fluid by means of such valve

Info

Publication number: PL195928B1
Application number: PL343137A
Authority: PL
Inventors: Mirosław Szuster
Original assignee: Przed Inzynierii Srodowiska Ek; Szuster Miroslaw
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2007-11-30
Also published as: PL343137A1; WO2002031390A1; AU2001292462A1

Abstract

In the valve according to this invention the moving valve body in open position separates, in principle in a tight manner, the reduced pressure area (7) from the deflected area (4) upper part. The method according to this invention consists in a fact that the, tight in principle, closing of the passage between the deflected area (4) upper part and the reduced pressure area (7) is maintained due to a pressure difference existing between the points in front of and behind the moving valve body, and during the reverse liquid flow an additional water hammer energy is used, resulting from the impact of part of the reverse liquid flow against the closed, in principle in a tight manner, reduced pressure area (7).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zawór zwrotny z ruchomym elementem zamykającym, którego korpus jest zaopatrzony w kanał przelotowy z wylotem i wlotem zakończonym pierścieniowym gniazdem lub siedliskiem, na którym osadza się ruchomy element zamykający w położeniu zamknięcia, a ponadto w przestrzeń odchyloną o szerokości większej od ruchomego elementu zamykającego, do której on wchodzi w otwartym położeniu zaworu, przy czym przy wlocie, w miejscu połączenia przestrzeni odchylonej z kanałem przelotowym, korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu połączonej bezpośrednio z kanałem przelotowym i jest zaopatrzony wewnątrz w odchylony względem kanału przelotowego występ stanowiący prowadnicę ruchomego elementu zamykającego lub w miejsce wahliwego zaczepienia ruchomego elementu zamykającego, a w narożu, łączącym bezpośrednio przestrzeń odchyloną, przy wylocie, z kanałem przelotowym, znajduje się przestrzeń narożna, ograniczona powierzchnią wewnętrzną ścianki narożnej korpusu, która łączy przestrzeń odchyloną z kanałem przelotowym, od strony wylotu.The subject of the invention is a non-return valve with a movable closure element, the body of which is provided with a passage with an outlet and inlet ending with an annular seat or seat on which the movable closure element is seated in the closed position, and moreover into a tilted space with a width greater than that of the movable closure element. into which it enters in the open position of the valve, wherein at the inlet, at the junction of the deflected space with the through passage, the body has a widened cross-section of the flow space connected directly to the through passage and is provided inside with a projection deviating from the through passage, constituting a guide for the movable closing element or in the place of pivoting engagement of the movable closing element, and in the corner connecting directly the deflected space, at the outlet, with the through-passage, there is a corner space, limited by the inner surface of the body corner wall, which connects p the space deflected with the through passage on the outlet side.

W znanym z polskiego opisu patentowego nr PL 174 939 zaworze zwrotnym z ruchomym elementem zamykającym w postaci kuli, wewnątrz korpusu zaworu, przed narożem, łączącym kanał przelotowy z przestrzenią odchyloną, znajduje się dwustronne, symetryczne względem osi symetrii zaworu, zagłębienie, utworzone przez zewnętrzne wybrzuszenie ścianki korpusu. Również w polskim opisie wzoru użytkowego nr RU 58828 znajduje się podobne rozwiązanie.In the check valve known from the Polish patent specification No. PL 174 939 with a movable closure element in the form of a ball, inside the valve body, in front of the corner connecting the passage with the deflected space, there is a recess, symmetrical on both sides of the symmetry axis of the valve, formed by the outer bulge. body walls. Also in the Polish description of the utility model no. RU 58828 there is a similar solution.

W powyższych rozwiązaniach podstawową ich wadą jest to, że występ stanowiący prowadnicę ruchomego elementu w postaci kuli ma zawsze z nią styk punktowy, co nie zapewnia stabilizacji kuli, w jej położeniu pełnego otwarcia i nie powoduje zasadniczo szczelnego oddzielenia przestrzeni narożnej od strony przestrzeni odchylonej.In the above solutions, their main disadvantage is that the projection constituting the guide of the movable ball-shaped element always has point contact with it, which does not ensure the stabilization of the ball in its fully open position and does not result in a substantially tight separation of the corner space from the side of the tilted space.

Badania eksploatacyjne zaworów według tych rozwiązań wykazały, że zarówno straty energii przepływu cieczy przez ten zawór jak i drgania tego zaworu i są znacznie mniejsze w porównaniu do znanych zaworów podobnego rodzaju.The operational tests of the valves according to these solutions have shown that both the losses of the energy of the liquid flow through this valve and the vibrations of this valve are much smaller compared to the known valves of a similar type.

Nie wyeliminowano jednak drgań zaworu, zwłaszcza przy przepływie dużego strumienia cieczy, lecz tylko je ograniczono. Drgania zaworu świadczą o zaburzonym przepływie cieczy, co jest przyczyną dodatkowych strat energii przepływu cieczy przez zawór.However, the vibrations of the valve are not eliminated, especially when a large stream of liquid flows, but only limited. Valve vibrations indicate a disturbed liquid flow, which causes additional losses of energy flowing through the valve.

Główną przyczyną drgań zaworu jest niestabilność ruchomego elementu zamykającego w położeniu otwarcia, gdyż w większości znanych konstrukcji zaworów zwrotnych występuje przepływ cieczy zarówno pod, jak i nad ruchomym elementem zamykającym. Niewielkie zaburzenia w przepływie strumienia cieczy powodują nagłą zmianę położenia ruchomego elementu zamykającego. Dotyczy to również zaworów klapowych, chociaż w tym przypadku niestabilność klapy jest mniejsza. Duża i płaska powierzchnia klapy lepiej tłumi zaburzenia występujące w opływającej ją cieczy, w której niejako pływa, gdyż jest zawieszona wahliwie. W zaworach klapowych występuje większy problem z jej szybkim zamknięciem przy zwrotnym przepływie, gdyż duża i mało opływowa powierzchnia klapy tłumi jej szybki powrót do położenia zamknięcia i osadzenia jej na siedlisku. Jeszcze większym problemem jest nieprzewidywalność kierunku ruchu ruchomego elementu zamykającego, a zwłaszcza klapy, gdy siedlisko położone jest poziomo przy kierunku przepływu z dołu do góry. W tym przypadku, gdy w momencie odchylania się klapy od siedliska nastąpi nagły zanik przepływu, klapa musi również zmienić kierunek swego ruchu, co może doprowadzić do niekontrolowanego uderzenia hydraulicznego. Takie uderzenie hydrauliczne może być dużo większe niż gdyby, w tym momencie krytycznym, klapa była nieruchoma. To samo, chociaż w mniejszym stopniu, dotyczy również zaworu zwrotnego kulowego.The main cause of valve vibration is the instability of the movable closure member in the open position, since in most known check valve designs there is fluid flow both under and over the movable closure member. Minor disturbances in the flow of the liquid stream cause a sudden change in the position of the movable closing element. This also applies to the flap valves, although in this case the instability of the flap is less. The large and flat surface of the damper better suppresses disturbances occurring in the liquid flowing around it, in which it floats, as it is, because it is oscillatingly suspended. In flap valves, there is a greater problem with its quick closure with reverse flow, because the large and little streamlined surface of the flap dampens its quick return to the closed position and settling it on the seat. An even greater problem is the unpredictability of the direction of movement of the movable closure member, in particular the flap, when the seat is horizontal in the upward flow direction. In this case, when the flow suddenly ceases when the damper is deviating from the seat, the damper must also change its direction of movement, which may lead to uncontrolled water hammer. Such a water hammer can be much greater than if, at this critical moment, the flap was stationary. The same, although to a lesser extent, also applies to the ball check valve.

Znane jest również z opisu patentowego EP nr 0163620 urządzenie zwrotne zawierające w sobie nietypowy zawór zwrotny, który działa odmiennie od typowego zaworu zwrotnego, gdyż w przypadku wyłączenia pompy pozwala on na opróżnienie pionu tłocznego z cieczy znajdującej się nad nim poprzez drugi wylot, w którym wykonane jest pełne pierścieniowe gniazdo, na którym osadza się kula w położeniu pełnego otwarcia oddzielająca przestrzeń odchyloną od bocznego przewodu upustowego. Tego rodzaju urządzenia spustowo zwrotne są stosowane np. w kopalniach przy hydrotransporcie, a ich zadaniem jest automatyczny spust hydromieszaniny z przewodu tłocznego z pominięciem pompy.There is also known from the patent description EP 0163620 a non-return device containing an atypical non-return valve, which works differently from a typical non-return valve, because in the event of switching off the pump, it allows the discharge of the liquid above it to be emptied through a second outlet in which there is a full annular seat on which the ball seats in the fully open position separating the space deviated from the side discharge conduit. This type of discharge and return devices are used, for example, in mines for hydrotransport, and their task is to automatically drain the hydro-mixture from the discharge line, bypassing the pump.

Znane są również z opisu patentowego DE nr 1811288 oraz z opisu polskiego wzoru użytkowego RU 42595 rozwiązania zaworów zwrotnych z ruchomym elementem zamykającym w postaci klapy zaczepionej wahliwie w narożu korpusu zaworu, gdzie znajduje się przestrzeń narożna łącząca bezpośrednio przestrzeń odchyloną, przy wylocie, z kanałem przelotowym.Also known from DE patent description No. 1811288 and from the description of the Polish utility model RU 42595 are solutions of non-return valves with a movable closing element in the form of a flap pivotally hooked in the corner of the valve body, where there is a corner space connecting the tilted space directly at the outlet with the passage .

PL 195 928 B1PL 195 928 B1

W rozwiązaniach tych klapa, w położeniu otwarcia nie oddziela zasadniczo szczelnie przestrzeni narożnej od strony przestrzeni odchylonej, co może powodować blokowanie klapy przez części stałe znajdujące się w przepływającej przez zawór cieczy, które wbijając się pomiędzy ściankę narożną a krawędź klapy uniemożliwiają jej zamkniecie lub klapa zacinając się wywołuje duże niekontrolowane uderzenia hydrauliczne. To samo dotyczy zaworów zwrotnych kulowych i blokowania się w ten sposób kuli, w jej położeniu pełnego otwarcia, gdyż unoszone z cieczą części stałe mogą zablokować szczelinę pomiędzy ścianką narożną a powierzchnią kuli.In these solutions, the flap, in the open position, does not substantially tightly separate the corner space from the side of the tilted space, which may cause blocking of the flap by solid parts in the liquid flowing through the valve, which, by sticking between the corner wall and the edge of the flap, prevent it from closing or the flap jamming causes large uncontrolled water hammer. The same is true for the ball check valves and thus for locking the ball in its fully open position, as liquid floated may block the gap between the corner wall and the ball surface.

Zatem jest potrzebna taka konstrukcja zaworu, która eliminowała by powyższe wady przez zasadniczo szczelne zamykanie przepływu cieczy w położeniu pełnego otwarcia ruchomego elementu zamykającego, tak aby prędkość przepływu w tym obszarze była minimalna. Taka konstrukcja zaworu jest potrzebna w przypadku długich cykli pracy zaworu, zwłaszcza w zastosowaniu do przepompowni ścieków.Thus, what is needed is a valve design that overcomes the above drawbacks by substantially sealing off the liquid flow in the fully open position of the movable closure member, so that the flow rate in this area is kept to a minimum. This design of the valve is needed for long valve cycles, especially in sewage pumping stations.

Znane są również zawory zwrotne, zwłaszcza do montażu miedzy kołnierzowego, w których klapa odchyla się tylko o kąt np. około 60° i w tym miejscu jest blokowana. Zapobiega to silnym i nieprzewidywalnym uderzeniom hydraulicznym przy przepływie zwrotnym cieczy, lecz wywołuje znaczne straty energii ciśnienia cieczy czy gazu, a ponadto ma ograniczone zastosowanie dla cieczy i gazów zanieczyszczonych częściami stały mi, które mogą zablokować prześwit pomiędzy krawędzią klapy, a wewnętrzną ścianką korpusu zaworu.Non-return valves are also known, especially for mounting between flanges, in which the flap only deflects by an angle of e.g. about 60 ° and is blocked at this point. This prevents strong and unpredictable water hammer on liquid reverse flow, but causes significant losses of liquid or gas pressure energy, and is of limited use for liquids and gases contaminated with solid parts, which may block the clearance between the flap edge and the inner wall of the valve body.

W przypadku zaworów zwrotnych, w których ruchomy element zamykający przemieszcza się z położenia zamknięcia do położenia otwarcia i odwrotnie wzdłuż osi wlotu i wylotu, występuje problem dużych strat energii przepływu płynu przez zawór. Straty te są spowodowane zwłaszcza dużym odkształceniem strumienia wokół ruchomego elementu zamykającego ze wszystkich stron.In the case of non-return valves in which the movable closure member moves from the closed position to the open position and vice versa along the inlet and outlet axes, there is the problem of large losses of fluid flow energy through the valve. These losses are due in particular to the high deformation of the flow around the movable closing element on all sides.

Znane dotychczasowe sposoby zwrotnego blokowania przepływu płynu za pomocą ruchomego elementu zamykającego nie zapewniały odpowiedniej stabilności utrzymywania ruchomego elementu zamykającego, w odpowiednim miejscu, przy jednocześnie małych oporach przepływu oraz małej podatności na zablokowanie się ruchomego elementu zamykającego przez części stałe występujące np. w ściekach. Również, jak do tej pory, nie opracowano skutecznego i przewidywalnego zamknięcia zaworu zwrotnego w krótkim czasie, bez znacznego przewężenia przekroju przepływu płynu przez ten zawór i uciekania się do dodatkowego wyposażania go w elementy ograniczające skutki lub zapobiegające uderzeniu hydraulicznemu.The known methods of reverse blocking the fluid flow by means of a movable closure element did not ensure adequate stability of keeping the movable closure element in the right place, with at the same time low flow resistance and low susceptibility to blocking of the movable closure element by solid parts occurring e.g. in sewage. Also, until now, an effective and predictable closure of a check valve in a short time has not been developed without significantly restricting the flow section of the fluid through this valve and resorting to additionally equipping it with elements limiting the effects or preventing water hammer.

W wyniku głębokiej analizy dotychczasowego stanu techniki i przeprowadzonych badań, pod kątem dalszego ograniczania oporów przepływu strumienia płynu przez zawór zwrotny i wyeliminowania zmian położenia ruchomego elementu zamykającego pod wpływem zaburzeń przepływu tego ośrodka w rurociągu, na którym jest on zamontowany, opracowano nowe konstrukcje zaworu według wynalazku.As a result of an in-depth analysis of the prior art and the research carried out, in terms of further limiting the flow resistance of the fluid stream through the check valve and eliminating changes in the position of the movable closing element due to disturbances in the flow of this medium in the pipeline on which it is mounted, new valve constructions according to the invention have been developed. .

Również, w wyniku tych badań, opracowano sposób podtrzymywania ruchomego elementu zamykającego w stałym położeniu jego pełnego otwarcia i przewidywalnego w skutkach jego zamknięcia przy nagłym zaniku przepływu.Also, as a result of these studies, a method has been developed to keep the movable closure member in a fixed position to be fully open and foreseeable with its closing effects upon sudden cessation of flow.

Zawór według wynalazku charakteryzuje się tym, że ruchomy element zamykający jest wykonany w postaci kuli, a zawór posiada niepełne gniazdo oporowe znajdujące się w miejscu łączenia się przestrzeni odchylonej z przestrzenią narożną, na którym osadza się kula w położeniu pełnego otwarcia i oddziela zasadniczo szczelnie przestrzeń narożną od strony przestrzeni odchylonej. W jednym z możliwych wykonań niepełne gniazdo oporowe wykonane jest korzystnie w kształcie niepełnego pierścienia.The valve according to the invention is characterized in that the movable closing element is made in the form of a ball, and the valve has an incomplete thrust seat located at the junction of the tilted space with the corner space, on which the ball rests in the fully open position and separates the corner space substantially tightly. from the side of the deviated space. In one possible embodiment, the partial abutment seat is preferably made in the form of an incomplete ring.

W innym wykonaniu niepełne gniazdo oporowe wykonane jest korzystnie w kształcie dwóch niepełnych połówek pierścienia.In another embodiment, the partial abutment seat is preferably made in the shape of two incomplete ring halves.

Celem uniknięcia zablokowania zaworu według wynalazku przez części stałe występujące w przepływającym płynie, a zwłaszcza w ściekach, szerokość przelotu niepełnego gniazda oporowego powinna być zbliżona do szerokości kanału przelotowego.In order to avoid blockage of the valve according to the invention by solids present in the flowing fluid, in particular in the waste water, the passage width of the incomplete thrust seat should be similar to the width of the passage.

Niepełne gniazdo oporowe jest wykonane w korpusie lub w pokrywie zaworu.An incomplete thrust seat is provided in the valve body or cover.

W wykonaniu zaworu, w którym przestrzeń odchylona leży w osi wlotu i wylotu zaworu, powierzchnia zewnętrzna kuli, w położeniu jej pełnego otwarcia, rozdziela kanał przelotowy na dwie symetryczne części.In an embodiment of the valve, in which the deflected space lies with the inlet and outlet axis of the valve, the outer surface of the ball, in its fully open position, divides the passage into two symmetrical parts.

W odmiennym niezależnym wykonaniu zawór według wynalazku charakteryzuje się tym, że ruchomy element zamykający jest wykonany w postaci klapy, która ma na odwrotnej stronie obrzeże uszczelniające w kształcie podkowy, dla osadzania jej, w położeniu pełnego otwarcia, na przeciwległejIn a different, independent embodiment, the valve according to the invention is characterized in that the movable closing element is designed in the form of a flap which has a horseshoe-shaped sealing rim on the reverse side in order to seat it, in the fully open position, on the opposite side.

PL 195 928 B1 ściance narożnej korpusu lub na przeciwległej ściance narożnej korpus posiada obrzeże osadzające w kształcie podkowy, dla osadzania na nim odwrotnej strony klapy, w położeniu pełnego otwarcia, która oddziela zasadniczo szczelnie przestrzeń narożną od strony przestrzeni odchylonej. Oddziela się tym samym przestrzeń narożną od przestrzeni odchylonej.On the corner wall of the body or on the opposite corner wall, the body has a horseshoe-shaped seating rim for mounting the reverse side of the flap thereto in the fully open position, which substantially seals the corner space from the side of the tilted space. The corner space is thus separated from the tilted space.

Obrzeże uszczelniające lub obrzeże osadzające albo oba te obrzeża dystansują odległość odwrotnej strony klapy od przeciwległej ścianki narożnej korpusu, na taką odległość, aby co najmniej koniec tej klapy, w miejscu gdzie obrzeża te są otwarte, znajdował się w polu przepływu strumienia płynu przez kanał przelotowy lub odchylał ten strumień.The sealing rim or the seating rim, or both, distance the reverse side of the flap from the opposite corner wall of the body, to such a distance that at least the end of the flap, where the flanges are open, is in the flow field of the fluid stream through the passage or diverged that stream.

Podstawową, zaletą zaworu według wynalazku jest to, że zapewnia on stabilność położenia ruchomego elementu zamykającego, przy pełnym otwarciu zaworu, przy niewielkich zaburzeniach przepływającego przez niego strumienia płynu i przy jednocześnie niewielkich stratach miejscowych ciśnienia. Konstrukcja tego zaworu zapewnia również prawidłowe jego działanie przy np. przepływie przez niego ścieków surowych, gdyż szybkie zamknięcie przepływu tych ścieków z przestrzeni odchylonej do przestrzeni narożnej przez ruchomy element zamykający, w położeniu jego pełnego otwarcia, zabezpiecza ruchomy element zamykający przed zablokowaniem go częściami stałymi występującymi w tych ściekach.The main advantage of the valve according to the invention is that it ensures the stability of the position of the movable closing element when the valve is fully opened, with little disturbance of the fluid flow flowing through it and, at the same time, with little local pressure losses. The design of this valve also ensures its correct operation, e.g. when raw sewage flows through it, because the quick closing of the flow of this sewage from the space deviated into the corner space by the movable closing element, in its fully open position, protects the movable closing element against blocking it with fixed parts present. in these wastewater.

Zaletą zaworu według wynalazku jest również to, że wykorzystuje się stratę miejscową ciśnienia do podtrzymywania ruchomego elementu zamykającego w położeniu pełnego otwarcia, a także do zamknięcia przestrzeni narożnej od strony przestrzeni odchylonej.It is also an advantage of the valve according to the invention that the local pressure loss is used to support the movable closure member in the fully open position and also to close the corner space on the side of the tilted space.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 - 6 przedstawia korpus zaworu zwrotnego kulowego w przekroju wzdłużnym; fig. 7 - fragment korpusu zaworu zwrotnego z niepełnym gniazdem oporowym w rzucie prostopadłym A z fig. 1 - 5 -w powiększeniu; fig. 8 - korpus zaworu zwrotnego w przekroju poprzecznym B -B z fig. 6; fig. 9 -12 korpus zaworu zwrotnego klapowego w przekroju wzdłużnym, w wykonaniu liniowym i kątowym 90°; fig. 13 - korpus zaworu zwrotnego klapowego w przekroju wzdłużnym, w wykonaniu liniowym; fig. 14 fragment korpusu zaworu zwrotnego z obrzeżem uszczelniającym w rzucie prostopadłym C z fig. 9, w powiększeniu; fig. 15 - fragment korpusu zaworu zwrotnego z obrzeżem osadzającym w rzucie prostopadłym D z fig. 10 -13, w powiększeniu.The subject of the invention is illustrated in the examples of embodiments in the drawings, in which Figs. 1-6 show the body of the ball check valve in longitudinal section; Fig. 7 is an enlarged view of a fragment of the non-return valve body with an incomplete thrust seat, A from Figs. 1-5, enlarged; Fig. 8 is a cross sectional view of the check valve body B-B in Fig. 6; 9-12 flap check valve body in longitudinal section in linear and 90 ° angular design; Fig. 13 is a linear longitudinal section of the flap check valve body; Fig. 14 shows a fragment of the body of the check valve with a sealing rim in the perpendicular view C of Fig. 9, enlarged; Fig. 15 is an enlarged view of a fragment of the body of the check valve with a mounting rim in the perpendicular view D of Figs. 10-13.

Pokazany na fig. 1 -6 zawór zwrotny z ruchomym elementem zamykającym wykonanym w postaci kuli 1, posiada korpus zaopatrzony w kanał przelotowy 2 z wlotem zakończonym niepełnym pierścieniowym gniazdem 3, na którym osadza się kula 1 w położeniu zamknięcia. Korpus posiada również przestrzeń odchyloną 4 o szerokości większej od średnicy kuli 1, do której wchodzi kula 1 w położeniu otwarcia zaworu. Przy wlocie, w miejscu połączenia przestrzeni odchylonej 4 z kanałem przelotowym 2 korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu połączonej bezpośrednio z kanałem przelotowym 2 i jest zaopatrzony wewnątrz w odchylony względem kanału przelotowego 2 występ 5 stanowiący prowadnicę kuli 1. W narożu 6 łączącym bezpośrednio przestrzeni odchylonej 4 z kanałem przelotowym 2, od strony jego wylotu, znajduje się przestrzeń narożna 7 ograniczona powierzchnią wewnętrzną ścianki narożnej 8 korpusu, która łączy przestrzeni odchylonej 4 z kanałem przelotowym 2. Kula 1, w położeniu pełnego otwarcia, oddziela zasadniczo szczelnie przestrzeń 7 od strony przestrzeni odchylonej 4 osadzając się na niepełnym gnieździe oporowym 9.The non-return valve shown in Figs. 1-6 with a movable closing element made in the form of a ball 1 has a body provided with a passage 2 with an inlet ending with an incomplete annular seat 3, on which the ball 1 is seated in the closed position. The body also has a deflected space 4 with a width greater than the diameter of the ball 1, into which the ball 1 enters in the valve opening position. At the inlet, at the junction of the deflected space 4 with the through-channel 2, the body has a widened cross-section of the flow space connected directly to the through-channel 2 and is provided internally with a projection 5 deviating from the through-channel 2, which forms a guide for the ball 1. In the corner 6 directly connecting the deflected space 4 with the through passage 2, on its outlet side, there is a corner space 7 limited by the inner surface of the body corner wall 8, which connects the tilted space 4 with the through passage 2. The ball 1, in the fully open position, separates the space 7 substantially tightly from the side of the tilted space 4 settling on the incomplete thrust seat 9.

Niepełne gniazdo oporowe 9 usytuowane jest w miejscu łączenia się przestrzeni odchylonej 4 z przestrzenią narożną 7. Gniazdo to jest wykonane korzystnie w kształcie niepełnego pierścienia (fig. 7) lub w kształcie dwóch niepełnych połówek pierścienia (fig. 8).The incomplete abutment seat 9 is located at the junction of the deflected space 4 with the corner space 7. The seat is preferably made in the shape of an incomplete ring (Fig. 7) or in the shape of two incomplete half-rings (Fig. 8).

Szerokość przelotu niepełnego gniazda oporowego 9 w korzystnym wykonaniu powinna być zbliżona do szerokości kanału przelotowego 2 i pozbawiona ostrych krawędzi (fig. 7 i fig. 8). Zabezpiecza to zawór według wynalazku przed zablokowaniem się częściami stałymi znajdującymi się w przepływającym przez niego strumieniu płynu, a zwłaszcza w ściekach surowych. Połączenie występu 5, stanowiącego prowadnicę kuli 1, na drodze jej przemieszczania się z położenia zamknięcia do położenia pełnego otwarcia, z gniazdem oporowym 9 powinno być wykonane w sposób płynny, co pokazano na fig.1 -5. Na fig.1 -5 pokazano również różne warianty usytuowania gniazda oporowego 9 względem występu 5, przy czym na fig. 1, 2 i 4 gniazdo oporowe 9 wykonane jest bezpośrednio w korpusie zaworu, a na fig. 3 i 5 wykonane jest jako oddzielne i połączone trwale z pokrywą 10.The passage width of the incomplete abutment seat 9 should preferably be similar to the width of the passage 2 and free from sharp edges (Fig. 7 and Fig. 8). This prevents the valve according to the invention from clogging with solid parts in the fluid stream flowing through it, in particular in raw sewage. The connection of the projection 5, which guides the ball 1, by its movement from the closed position to the fully open position, with the support seat 9 should be made smoothly, as shown in Figures 1-5. Figures 1-5 also show different variants of the positioning of the thrust seat 9 in relation to the projection 5, where in Figures 1, 2 and 4 the thrust seat 9 is provided directly in the valve body, and in Figures 3 and 5 it is made separate and permanently connected to the cover 10.

Rozwiązanie zaworów według wynalazku z fig. 1 -5 stanowią ulepszenia zaworów znanych ze stanu techniki, natomiast rozwiązanie z fig. 6 stanowi nową konstrukcję charakteryzującą się tym, że powierzchnia zewnętrzna kuli 1 w położeniu jej pełnego otwarcia, rozdziela kanał przelotowy 2 na dwie symetryczne części. Podział kanału przelotowego 2 na dwie symetryczne części zapewniaThe solution of the valves according to the invention in Figs. 1-5 are improvements to the valves known from the prior art, while the solution of Fig. 6 is a new structure characterized in that the outer surface of the ball 1, in its fully open position, divides the passage 2 into two symmetrical parts. . The division of the through-duct 2 into two symmetrical parts ensures

PL 195 928 B1 gniazdo oporowe 9, na którym osadza się kula 1 w położeniu pełnego otwarcia zaworu. Taki podział kanału przelotowego 2 powoduje mniejsze odkształcenie strumienia medium w porównaniu do opływu kulistego, co sprzyja zmniejszeniu strat energii przepływu przez ten zawór. Ważną cechą tego rozwiązania jest również to, że kula 1 prowadzona jest przez cztery występy 5 (fig. 8) utworzone przez krawędzie przecięcia się cylindrycznej przestrzeni odchylonej 4 z cylindrycznym kanałem przelotowym 2, a gniazdo oporowe 9, jest usytuowane prostopadle do linii przemieszczania się kuli 1 w przestrzeni odchylonej 4. Ponadto, gniazdo oporowe 9 składające się z dwóch niepełnych połówek pierścieni, jest rozłączne. Jedna część gniazda jest wykonana w korpusie, a druga część zespolona jest z pokrywą 10 przykręcaną do ścianki korpusu w obrębie przestrzeni odchylonej 4. Takie wykonanie gniazda oporowego 9 znacznie upraszcza konstrukcję tego zaworu, jak również ułatwia dostęp do kuli 1, co pokazano na fig. 8. Precyzyjne ustalanie pokrywy to w korpusie zaworu dokonuje się za pomocą kołków ustalających mocowanych w tym korpusie.The thrust seat 9 on which the ball 1 sits in the fully open position of the valve. Such a division of the passage 2 causes a smaller deformation of the medium stream compared to the ball flow, which helps to reduce the energy loss of the flow through this valve. An important feature of this solution is also the fact that the ball 1 is guided by four projections 5 (Fig. 8) formed by the edges of the intersection of the cylindrical deflected space 4 with the cylindrical passage 2, and the abutment seat 9 is perpendicular to the line of movement of the ball. 1 in the deflected space 4. Moreover, the thrust seat 9, consisting of two incomplete half-rings, is separable. One part of the seat is made in the body and the other part is integrated with the cover 10 screwed to the wall of the body within the tilted space 4. Such a design of the thrust seat 9 greatly simplifies the construction of this valve, as well as facilitates access to the ball 1, as shown in Fig. 8. Precise positioning of the cover in the valve body is achieved by means of locating pins fixed in this body.

Zasada działania zaworu według wynalazku zgodnie z fig. 1 -6 polega na tym, że pod wpływem przepływu strumienia płynu przez kanał przelotowy 2 od strony wlotu zakończonego pierścieniowym gniazdem 3 do wylotu kula 1 odrywa się od pierścieniowego gniazda 3 i przemieszcza się do przestrzeni odchylonej 4 na skutek różnicy ciśnień pomiędzy jedną a drugą częścią przestrzeni odchylonej 4. Tę różnicę ciśnień, na drodze przemieszczania się kuli 1 do drugiej części przestrzeni odchylonej 4, uzyskuje się przez przepływ części strumienia płynu nad kulą 1 i przez przestrzeń narożną 7. Gdy kula 1 znajdzie się na wysokości gniazda oporowego 9, to oddziaływanie obniżonego ciśnienia w narożu 6 spowoduje osadzenie się kuli 1 na gnieździe oporowym 9. Szybkie uszczelnienie na połączeniu kuli 1 z gniazdem oporowym 9 zabezpiecza tę część zaworu przed odkładaniem się w niej zanieczyszczeń, jeżeli płyn zawiera grubsze części stałe, a także stabilizuje położenie kuli 1.The principle of operation of the valve according to the invention, according to Figs. 1-6, consists in the fact that due to the flow of the fluid stream through the passage 2 from the inlet ending with an annular seat 3 to the outlet, the ball 1 detaches from the annular seat 3 and moves into the deviated space 4. due to the pressure difference between one part of the deflected space 4 and the other. This pressure difference, on the path of the ball 1 to the other part of the deflected space 4, is obtained by the flow of a part of the fluid flow over the ball 1 and through the corner space 7. When the ball 1 finds at the height of the thrust seat 9, the effect of lowered pressure in the corner 6 will cause the ball 1 to settle on the thrust seat 9. A quick seal at the connection between the ball 1 and the thrust seat 9 protects this part of the valve against the accumulation of impurities in it, if the fluid contains thicker parts fixed and also stabilizes the position of the ball 1.

Pokazany na fig. 7 - 13 zawór zwrotny z ruchomym elementem zamykającym wykonany jako klapowy posiada korpus zaopatrzony w kanał przelotowy 2 z wlotem zakończonym siedliskiem 11, na którym osadza się klapa 12 w położeniu zamknięcia. Korpus posiada również przestrzeń odchyloną 4 o szerokości większej od szerokości klapy 12, do której ona wchodzi w położeniu otwartym zaworu. Przy wlocie, w miejscu połączenia przestrzeni odchylonej 4 z kanałem przelotowym 2, korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu połączonej bezpośrednio z kanałem przelotowym 2 i jest zaopatrzony wewnątrz w miejsce wahliwego zaczepienia 13 klapy 12. W narożu 6 łączącym bezpośrednio przestrzeni odchylonej 4 z kanałem przelotowym 2, od strony wylotu, znajduje się przestrzeń narożna 7 ograniczona powierzchnią wewnętrzną ścianki narożnej 8 korpusu, która łączy przestrzeń odchyloną 4 z kanałem przelotowym 2, od strony wylotu.The non-return valve with a movable closing element, shown in Figs. 7-13, designed as a flapper, has a body provided with a passage 2 with an inlet ending in a seat 11, on which the flap 12 is seated in the closed position. The body also has a deflected space 4 with a width greater than that of the flap 12 into which it enters in the open position of the valve. At the inlet, at the junction of the deflected space 4 with the through-channel 2, the body has a widened cross-section of the flow space connected directly to the through-channel 2 and is provided internally with a pivoting engagement 13 of the flap 12. In the corner 6 directly connecting the deflected space 4 with the through-channel 2 on the outlet side, there is a corner space 7 limited by the inner surface of the body corner wall 8, which connects the bent space 4 with the through-channel 2 on the outlet side.

Klapa 12, w położeniu pełnego otwarcia, oddziela szczelnie przestrzeń narożną 7 od strony przestrzeni odchylonej 4. W jednym z wariantów wykonań klapa 12, na odwrotnej stronie, posiada obrzeże uszczelniające 14 w kształcie podkowy. Obrzeże uszczelniające 14, w położeniu, pełnego otwarcia klapy 12, oddziela przestrzeń narożną 7 od przestrzeni odchylonej 4 przez osadzenie obrzeża uszczelniającego 14 na przeciwległej ściance narożnej 8 korpusu (fig. 9). W innym wariancie wykonania, ścianka narożna 8 korpusu posiada połączone z nią obrzeże osadzające 15 w kształcie podkowy dla osadzania na nim odwrotnej strony klapy 12 posiadającej obustronny obszar uszczelniający (fig. 10 -12). Na fig. 13 odwrotna strona klapy 12 posiada odrębny dysk, równoległy do dysku zamykającego. Odwrotna strona klapy 12, w położeniu pełnego otwarcia, oddziela przestrzeń narożną 7 od przestrzeni odchylonej 4. Samo obrzeże uszczelniające 14 i/lub obrzeże osadzające 15 dystansuje odległość odwrotnej strony klapy 12 od przeciwległej strony ścianki narożnej 8 korpusu, na taką odległość, aby co najmniej koniec tej klapy, gdzie obrzeża te są otwarte, znajdował się w polu przepływu strumienia płynu przez kanał przelotowy 2 albo go odchylał w stronę przeciwną. Na fig. 14 pokazano, w powiększeniu, fragment odwrotnej strony klapy 12 z fig.9 z obrzeżem uszczelniającym 14 w kształcie podkowy otwartym od strony wylotu. Na fig. 15 przedstawiono, w powiększeniu, fragment korpusu zaworu ze ścianką narożną 8 z fig. 10-13 i połączone z nią obrzeże osadzające 15 w kształcie podkowy. Dla wariantów wykonania zaworów kątowych 90°, co zaznaczono pogrubioną linią przerywaną na fig. 9 - 12, obrzeże osadzające 15, również oznaczone pogrubioną linią przerywaną posiada w obrysie wewnętrznym otwór przelotowy o szerokości zbliżonej do szerokości kanału przelotowego 2. Dla tych wariantów wykonania zasadniczą korzyścią jest to, że zawór jest praktycznie nie do zablokowania przez części stałe występujące w ściekach surowych, a ponadto, strata ciśnienia na kolanie 90° sprzyja osadzeniu się odwrotnej strony klapy 12 lub obrzeża uszczelniającego 14 na przelotowym obrzeżu osadzającym 15 już przy niewielkich przepływach strumienia płynu. Klapa 12 przedstawiona na fig. 9 - 12 jest zasadniczo zamocowana sprężyście w pokrywie 10 korpusu, przy czym klapa 12The flap 12, in the fully open position, seals off the corner space 7 from the side of the deflected space 4. In one embodiment, the flap 12 has a horseshoe-shaped sealing rim 14 on the reverse side. The sealing rim 14, in the fully open position of the flap 12, separates the corner space 7 from the deflected space 4 by seating the sealing rim 14 on the opposite corner wall 8 of the body (Fig. 9). In another embodiment, the body corner 8 has a horseshoe-shaped seating rim 15 connected thereto to accommodate the reverse side of a flap 12 having a double-sided sealing area (Figs. 10-12). In Figure 13, the reverse side of the flap 12 has a separate disc, parallel to the closure disc. The reverse side of the flap 12, in the fully open position, separates the corner space 7 from the tilted space 4. The sealing rim 14 itself and / or the seating rim 15 distances the distance of the reverse side of the flap 12 from the opposite side of the body corner wall 8 by at least the end of this flap, where the edges are open, is in the flow field of the fluid stream through the passage 2 or is deflecting it in the opposite direction. Fig. 14 shows an enlarged view of a portion of the reverse side of the flap 12 of Fig. 9 with a horseshoe-shaped sealing rim 14 open at the outlet side. Fig. 15 shows an enlarged part of the valve body with corner wall 8 of Figs. 10-13 and the horseshoe-shaped seating rim 15 connected thereto. For variants of the 90 ° angle valves, which is marked with bold dashed lines in Figs. 9-12, the seating rim 15, also marked with bold dashed lines, has a through-hole in the inner contour with a width similar to the width of the passage 2. For these variants, the main advantage is it is that the valve is virtually unblockable by solids present in the raw sewage, and furthermore, the pressure loss on the 90 ° elbow promotes the opposite side of the flap 12 or sealing rim 14 to settle on the through mounting rim 15 even at low fluid flow flows. The flap 12 shown in Figs. 9-12 is substantially resiliently mounted in the housing cover 10, the flap 12

PL 195 928 B1 z fig. 10 i 11 może wykonywać ograniczony ruch obrotowy w miejscu jej zamocowania na wałku. W rozwiązaniach, jak to pokazano na fig.9 -12, można wykonać klapę 12 jako obrotową na łożyskowanej obustronnie osi, podobnie, jak na fig. 13,z tym, że język klapy 12 jest elastyczny. Pośrednim rozwiązaniem pomiędzy sprężystym zamocowaniem klapy 12 na gumowym języku, a obrotowym na łożyskowanej osi może być wersja z pocienionym gumowym językiem klapy 12, celem zmniejszenia jej sprężystości, a tym samym nie łatwiejszym odchylaniem jej przy minimalnych przepływach strumienia płynu przez zawór.The parts of Figs. 10 and 11 can perform a limited rotational movement at its location on the shaft. In embodiments, as shown in Figures 9-12, the flap 12 can be made pivotable on an axle bearing on both sides, similar to Fig. 13, except that the tab of the flap 12 is flexible. An intermediate solution between the resilient mounting of the flap 12 on the rubber tongue and the pivoting on the bearing axle may be a version with a thinned rubber tongue of the flap 12, in order to reduce its resilience, and thus not easier to deflect it with minimal fluid flow through the valve.

W wykonaniu kątowym 90° zaworu klapowego według wynalazku powrotny strumień płynu oddziaływuje na dużą powierzchnię klapy 12 prawie prostopadle do niej, co zapewnia jej szybkie i pewne osadzenie się na siedlisku 11. Wykonanie kątowe 90° zaworu pokazanego na fig. 12 umożliwia, w porównaniu do wykonania liniowego, jego łatwiejszą eksploatację związaną z możliwością łatwego jego wymontowania z rurociągu i wymiany klapy 12 przez rozkręcenie dzielonego korpusu. Zasada działania zaworu według wynalazku z fig. 9-13 polega na tym, że pod wpływem przepływu medium przez kanał przelotowy 2 od strony wlotu zakończonego siedliskiem 11do wylotu, klapa 12 odrywa się od siedliska 11i przemieszcza się wahliwie wokół miejsca wadliwego zaczepienia 13 do górnej części przestrzeni odchylonej 4 na skutek różnicy ciśnień pomiędzy jedną a drugą częścią przestrzeni odchylonej 4. Tę różnicę ciśnień, na drodze przemieszczania się klapy 12 do drugiej części przestrzeni odchylonej 4, uzyskuje się przez przepływ części strumienia płynu nad klapą 12 i przez przestrzeń narożną 7. Gdy obrzeże uszczelniające 14 klapy 12 znajdzie się na wysokości ścianki narożnej 8 korpusu zaworu, to oddziaływanie obniżonego ciśnienia w narożu 6 spowoduje osadzenie się obrzeża uszczelniającego 14 klapy 12 na siedlisku 11, co pokazano na fig. 9. W podobny sposób następuje osadzenie się odwrotnej strony klapy 12, posiadającej obustronny obszar uszczelniający, na obrzeżu osadzającym 15.In the 90 ° angle version of the flap valve according to the invention, the return flow of the fluid acts on a large surface of the flap 12 almost perpendicular to it, which ensures that it is quickly and securely seated on the seat 11. The 90 ° angle version of the valve shown in Fig. 12 allows, compared to linear design, its easier operation due to the possibility of its easy removal from the pipeline and replacement of the flap 12 by unscrewing the divided body. The principle of operation of the valve according to the invention shown in Figs. 9-13 is that, due to the flow of the medium through the passage 2 from the side of the inlet ending with the seat 11 to the outlet, the flap 12 breaks away from the seat 11 and moves around the defective hook 13 to the upper part. of the deflected space 4 due to the pressure difference between one and the other portions of the deflected space 4. This pressure difference, on the path of the flap 12 to the other part of the deflected space 4, is obtained by passing a portion of the fluid flow over the flap 12 and through the corner space 7. When the sealing rim 14 of the clapper 12 will be at the height of the corner wall 8 of the valve body, the action of the reduced pressure in the corner 6 will cause the sealing rim 14 of the clapper 12 to settle on the seat 11, as shown in Fig. 9. In a similar manner, the reverse side of the clapper settles 12, having a sealing area on both sides, on the seating rim 15.

W wykonaniu kątowym 90° zawór według wynalazku z fig. 9 -12 posiada obrzeże osadzające 15 w wersji z wewnętrznym otworem przelotowym, na którym osadza się klapa 12 w położeniu jej pełnego otwarcia.In the 90 ° angular design, the valve according to the invention of FIGS. 9-12 has a seating rim 15 in the version with an internal through hole against which the flap 12 sits in its fully open position.

Zgodnie z fig. 13 na obrzeżu osadzającym 15 osadza się, w położeniu pełnego otwarcia, odrębny dysk odwrotnej strony klapy 12.According to FIG. 13, a separate disk of the reverse side of the flap 12 is mounted on the mounting rim 15 in the fully open position.

Podczas przepływu płynu przez kanał przelotowy 2, ruchomy element zamykający, znajdujący się w położeniu pełnego otwarcia, utrzymuje się w tym położeniu przez zasadniczo szczelne zamknięcie nim przelotu pomiędzy przestrzenią odchyloną 4, a przestrzenią narożną 7. Zamknięcie to jest podtrzymywane przez różnicę ciśnień występującą w punktach przed i za ruchomym elementem zamykającym, w chwili odpowiedniej wielkości przepływu strumienia płynu.As the fluid flows through the passage 2, the movable closure member, in its fully open position, is held in this position by substantially sealing the passage between the deflected space 4 and the corner space 7 with it. The closure is supported by the pressure difference occurring at the points. upstream and downstream of the movable closure element, at the time of a suitable flow rate of the fluid stream.

Przepływ strumienia płynu, w stronę przeciwną, blokuje się przy dodatkowym wykorzystaniu energii uderzenia części zwrotnego strumienia płynu w zamkniętą, zasadniczo szczelnie, przestrzeń narożną 7. Uderzenie to powoduje przyspieszony ruch ruchomego elementu zamykającego w stronę pierścieniowego gniazda 3, lub siedliska 11 blokując przepływ zwrotny.The flow of the fluid stream in the opposite direction is blocked with the additional use of the energy of hitting the portion of the reverse fluid stream against the closed, substantially sealed corner space 7. This impact causes the moving closure element to accelerate towards the annular seat 3, or seat 11, blocking the return flow.

Poszczególne, elementy korpusu zaworu, jak i ruchomego elementu zamykającego, mogą być wykonane z typowych materiałów, z jakich wykonywane są konstrukcje klasyczne tych zaworów.The individual elements of the valve body and of the movable closing element can be made of typical materials from which classic constructions of these valves are made.

Powyższe przykłady wykonania zaworu i sposobu według wynalazku nie wyczerpują wszystkich możliwości wykonania i zastosowania objętych zastrzeżeniami patentowymi od 1 do 8.The above embodiments of the valve and method according to the invention do not exhaust all the possible implementation and application covered by claims 1 to 8.

Claims

1. A non-return valve with a movable closing element, the body of which is provided with a passage with an outlet and an inlet ending with an annular seat on which the movable closing element is mounted in the closed position, and furthermore into a tilted space with a width greater than the width of the movable closing element, to it enters in the open position of the valve, wherein at the inlet, at the junction of the deflected space with the through passage, the body has a widened cross-section of the flow space connected directly to the through passage and is provided inside with a projection deviating from the through passage, constituting a guide for the movable closing element, and in corner, connecting directly the tilted space, at the outlet, with the through-channel, there is a corner space, limited by the inner surface of the body corner wall, which connects the deviated space with the through-channel, on the outlet side, characterized in that the movable element closing is made

PL 195 928 B1 in the form of a ball (1), and the valve has an incomplete thrust seat (9) at the junction of the tilted space (4) with the corner space (7), on which the ball rests in the fully open position and essentially separates tightly corner space (7) from the side of the tilted space (4).

2. The valve according to claim A device according to claim 1, characterized in that the incomplete abutment seat (9) is preferably made in the shape of an incomplete ring.

3. The valve according to claim A device according to claim 1, characterized in that the incomplete abutment seat (9) is preferably made in the shape of two incomplete ring halves.

4. The valve according to claim The method of claim 2, characterized in that the width of the incomplete thrust seat (9) is similar to the width of the through-flow channel (2).

5. The valve according to claim The valve as claimed in claim 2, characterized in that the partial thrust seat (9) is provided in its body or in the valve cover (10).

6. The valve according to claim A method according to claim 2, characterized in that the outer surface of the ball (1), in its fully open position, divides the passage (2) into two symmetrical parts.

7. A non-return valve with a movable closing element, the body of which is provided with a passage with an outlet and an inlet ending with a seat, on which the movable closing element is seated in the closed position, and also into a tilted space with a width greater than the width of the movable closing element, to which he enters in the open position of the valve, and at the inlet, at the junction of the deflected space with the through-passage, the body has a widened cross-section of the flow space connected directly to the through-passage and is provided inside with the place of pivoting engagement of the movable closing element, and in the corner directly connecting the space a corner space bent at the outlet with a through-channel, limited by the inner surface of the body corner wall, which connects the bent-over space with the through-channel on the outlet side, characterized in that the movable closing element is made in the form of a flap (12), on the reverse side, the body has a horseshoe-shaped sealing rim (14) for mounting it, in the fully open position, on the opposite corner wall (8) of the body or on the opposite corner wall (8), the body has a horseshoe-shaped mounting rim (15), for mounting the reverse side of the flap (12) thereto in a fully open position which substantially seals the corner space (7) from the side of the tilted space (4).

8. The valve according to claim The flap according to claim 3, characterized in that the sealing rim (14) and / or the mounting rim (15) distances the distance of the reverse side of the flap (12) from the opposite corner wall (8) of the body to such a distance that at least the end of the flap where these edges are open, in the field of the flow of the fluid stream through the through passage (2) or deflecting the stream.