PL222374B1 - Wkładka zawirowująca - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222374 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 402170 ^{(51) Int.Cl.}

B05B 1/34 (2006.01) A62C 31/02 (2006.01) A62C 31/05 (2006.01) ⁽²²⁾ D^{ata z}g^{łoszenia: 21}·¹²·²⁰¹² A62C 99/00 (2010.01)

(54)	Wkładka zawirowująca
(43) Zgłoszenie ogłoszono:		(73) Uprawniony z patentu: CENTRUM NAUKOWO-BADAWCZE OCHRONY PRZECIWPOŻAROWEJ IM. JÓZEFA TULISZKOWSKIEGO, PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY,
24.06.2013 BUP 13/13		Józefów k/ Otwocka, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:		(72) Twórca(y) wynalazku: PAWEŁ ZBROŻEK, Otwock, PL
29.07.2016 WUP 07/16		(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Grażyna Więckowska-Lazanowicz

PL 222 374 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wkładka zawirowująca do dyszy.

Wynalazek dotyczy budowy wkładki zawirowującej do dysz mających zastosowanie w szczególności w głowicach mgłowych w instalacjach przeciwpożarowych w budynkach.

Znane są dysze rozpylające posiadają korpus wyposażony we wkładkę zawirowującą z otworem środkowym i łopatkami, umieszczoną w gnieździe w przewodzie przelotowym dyszy. Wkładka może mieć postać zbliżoną do walca, na powierzchni bocznej którego osadzone są f aliste łopatki, wykonane z blachy. Wkładka może posiadać przelotowy otwór usytuowany wzdłuż osi podłużnej walca. Otwór przewodu przelotowego dyszy zwęża się od wkładki w kierunku wylotu i ma kształt ściętego stożka. Ostatni odcinek przewodu przelotowego ma kształt walca.

Inne znane dysze rozpylające posiadają korpus wyposażony we wkładkę zawirowującą umieszczoną w przewodzie przelotowym dyszy w części przed zwężeniem przewodu przelotow ego. Wkładka ma postać bryły powstałej z łopatek mających kształt linii spiralnych rozciągniętych wzdłuż wkładki. Otwór przewodu przelotowego dyszy mocno zwęża się od wkładki w kierunku wylotu i ma kształt ściętego stożka a ostatni odcinek przewodu przelotowego ma postać ściętego stożka, mocno rozszerzającego się ku wylotowi.

Znane są też dysze rozpylające, których wkładka zawirowująca ma postać walca z nacięt ymi na powierzchni bocznej spiralnymi rowkami. Wkładka ta może mieć otwór przelotowy w osi wzdłużnej walca.

Znana jest z opisu zgłoszeniowego WO 97/43046 głowica do rozpylania cieczy posiadająca korpus wyposażony w kilka dysz rozpylających. W części stożkowej korpusu znajdują się dysze strumieniowo-wirowe. Posiadają one komory wirowe wewnątrz korpusu głowicy. W każdej kom orze wirowej umieszczona jest wkładka zawirowująca. Ma ona postać bryły z płaskim okrągłym kołnierzem w górnej części, walcowym przewężeniu w części środkowej i postaci ściętego stożka, zwężającego się ku dołowi w części dolnej. W górnym kołnierzu i częściowo w części walcowej występuje poprzecznie usytuowany rowek a w dolnej części na powierzchni stożkowej rowki us ytuowane skośnie.

Znana jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku o numerze P.393748 dysza rozp ylająca posiadająca wielostopniowy korpus, wewnątrz którego osadzona jest w gnieździe wkładka. Wkładka zaopatrzona jest we wlot i szczelinę i jest zabezpieczona korkiem. Dysza posiada czoło w kształcie ściętego stożka a w jego centrum znajduje się dołek.

Znana jest z opisu patentowego PL 122410 wkładka komory mieszania strumienicy skład ająca się z zespołu płytek złożonych najmniej z jednej płytki, umieszczonych wewnątrz komory mieszania, równolegle względem siebie i osi wzdłużnej strumienicy. Znana jest też z tego opisu patentowego wkładka komory mieszania strumienicy składająca się z zespołu rur koncentrycznych, złożonych co najmniej z jednej rury, umieszczonych wewnątrz komory mieszania tak, że osi wzdłużne rur pokrywają się osią z wzdłużną strumienicy.

Znana jest z polskiego opisu patentowego Nr PL 161654 dysza rozpylająca składająca się z korpusu i wkładki zawirowującej, która na swojej zewnętrznej, stożkowo-walcowej powierzchni ma kanały zawirowujące ustawione ukośnie w stosunku do pionowej osi dyszy. Przed kanałem wylotowym dysza ma część stożkową. Pomiędzy wkładką zawirowującą, a częścią stożkową jest wolna przestrzeń walcowa, przy czym stosunek wysokości części stożkowej do wysokości wolnej przestrzeni walcowej wynosi przynajmniej 3,7, a stosunek poprzecznych przekrojów kanałów z awirowujących do powierzchni poprzecznego przekroju kanału osiowego wkładki wynosi 3,75-4,25.

Znana jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku P. 250516 dysza zraszająca. W otworze kadłuba dyszy mieści się zawirowująca wkładka umieszczona naprzeciw dyszowej wkładki z wytryskowym otworem. Między czołową powierzchnią kadłuba a powierzchnią czołową wkładki znajduje się wylotowa komora. Powierzchnia czołowa wkładki ma kształt zewnętrznego stożka ściętego.

Wykonanie wkładki zawirowującej, według znanych rozwiązań, do małej dyszy rozpylającej o średnicy przewodu przelotowego rzędy kilku milimetrów, jest bardzo trudne albo wręcz niew ykonalne.

Wynalazek rozwiązuje ten problem. Wkładkę zawirowującą, według wynalazku, można w ykonać metodą tłoczenia z blachy i może mieć bardzo małe wymiary, nawet rzędu kilku milimetrów.

PL 222 374 B1

Wkładka zawirowująca, według wynalazku, posiada korpus wyposażony we wkładkę zaw irowującą z otworem środkowym i łopatkami, umieszczoną w gnieździe w przewodzie przelotowym dyszy. Wkładkę zawirowującą stanowi wytłoczka w kształcie koła z jednego kawałka materiału, w której po wykonaniu nacięć, utworzony jest pierścień z walcowo zagiętym zewnętrznym obrz eżem, przy czym wnętrze pierścienia podzielone jest wzdłuż osi pionowej y-y na jeden otwór wewnętrzny i dwa symetryczne otwory zewnętrzne przez dwa elementy łączące, które mają postać pasków o powierzchni prostopadłej do powierzchni czołowej wkładki zawirowującej. W każdym otworze zewnętrznym znajdują się dwie łopatki, połączone ze sobą w najszerszej części w pobliżu osi poziomej x-x a także połączone na tym poziomie z pierścieniem i elementem łączącym, utw orzone z materiału wyciętego przez pierścień i elementy łączące, ukształtowane w postaci powierzchni krzywokreślnej zbliżonej do wycinków powierzchni bocznej walca, odgięte naprzemie nnie: jedna na zewnątrz wkładki zawirowującej a druga do wewnątrz wkładki zawirowującej tak, że przybierają razem kształt zbliżony do litery „S” w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny cz ołowej wkładki zawirowującej.

Korzystnie jest, jeśli wygięcia par łopatek są symetryczne względem powierzchni czołowej wkładki zawirowującej.

Korzystnie jest, gdy elementy łączące są równoległe i tworzą otwór wewnętrzny w kształcie zbliżonym do prostokąta.

Korzystnie jest tak także, gdy elementy łączące mają kształt łuków, usytuowanych sym etrycznie względem osi pionowej y-y wkładki zawirowującej i tworzą otwór wewnętrzny mający kształt zbliżony do łezki.

Korzystnie jest również, gdy maksymalna szerokość d otworu wewnętrznego między el ementami łączącymi stanowi od 1/10 do 3/10 średnicy wewnętrznej D pierśc ienia.

Także korzystnie jest, gdy kąt stycznej każdej łopatki w miejscu jej połączenia z elementem łączącym i pierścieniem do powierzchni prostopadłej do osi pionowej y-y wkładki zawirowującej, nie przekracza 45 stopni.

Również korzystnie jest, gdy wolny koniec każdej łopatki wyprofilowany jest tak, że styczna do krzywizny tego końca jest równoległa do osi wzdłużnej z-z przewodu przelotowego dyszy.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wkładkę zawirowującą o równoległych elementach łączących po wykonaniu nacięć i przed wyprofilowaniem poszczególnych elementów, fig. 2 - wkładkę zawirowującą o łukowych elementach łączących po wykonaniu nacięć i przed wyprofilowaniem poszczególnych elementów, fig. 3 - wkładkę zawirowującą w widoku perspektywicznym z przodu, fig. 4 - przekrój wkładki zawirowującej wzdłuż płaszczyzny prostopadłej do powierzchni czołowej wkładki zawir owującej i pokrywającej się z osią pionową y-y wkładki zawirowującej a fig. 5 - wkładkę zawirowującą w widoku perspektywicznym z boku, fig. 6 - dyszę rozpylającą z wkładką zawirowującą w przekroju podłużnym.

Wkładkę zawirowującą 1, jak pokazano na fig. 1, 2, 3, 4 i 5 stanowi wytłoczka w kształcie koła z jednego kawałka materiału, w której po wykonaniu nacięć, utworzony jest pierścień 2 z walcowo zagiętym zewnętrznym obrzeżem 3, przy czym wnętrze pierścienia 2 podzielone jest wzdłuż osi pionowej y-y na jeden otwór wewnętrzny 4 i dwa symetryczne otwory zewnętrzne 5 przez dwa elementy łączące 6, które mają postać pasków o powierzchni prostopadłej do powierzchni czołowej wkładki zawirowującej 1. W każdym otworze zewnętrznym 5 znajdują się dwie łopatki 7, połączone ze sobą w najszerszej części w pobliżu osi poziomej x-x a także połączone na tym poziomie z pierścieniem 2 i elementem łączącym 6. Łopatki 7 utworzone są z materiału wyciętego przez pierścień 2 i elementy łączące 6 i ukształtowane są w postaci powierzchni krz ywokreślnej zbliżonej do wycinków powierzchni bocznej walca, odgięte nap rzemiennie: jedna na zewnątrz wkładki zawirowującej 1 a druga do wewnątrz wkładki zawirowującej 1 tak, że para p ołączonych ze sobą łopatek 7 przybiera kształt zbliżony do litery „S” w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny czołowej wkładki zawirowującej 1. Wygięcia par łopatek 7 są symetryczne względem powierzchni czołowej wkładki zawirowującej 1.

W pierwszym przykładzie wykonania wkładki zawirowującej 1, jak pokazano na fig. 1, 3 i 5 elementy łączące 6 są równoległe i tworzą otwór wewnętrzny 4 w kształcie zbliżonym do prostokąta. Szerokość d otworu wewnętrznego 4 między elementami łączącymi 6 stanowi 0,13 średnicy wewnętrznej D pierścienia 2.

PL 222 374 B1

W drugim przykładzie wykonania wkładki zawirowującej 1, jak pokazano na fig. 2 elementy łączące 6 mają kształt łuków, usytuowanych symetrycznie względem osi pionowej y-y wkładki zawirowującej 1 i tworzą otwór wewnętrzny 4 mający kształt zbliżony do łezki. Szerokość d otworu wewnętrznego 4 między elementami łączącymi 6 stanowi 3/10 średnicy wewnętrznej D pierścienia 2.

Na fig. 1 i 2 pokazano wytłoczki wkładki zawirowującej 1 po wykonaniu nacięć, które zazn aczono liniami ciągłymi, przed wyprofilowaniem poszczególnych elementów, to znaczy przed z agięciem obrzeża 3, zagięciem elementów łączących 6 do wewnątrz, prostopadle do płaszczyzny czołowej wkładki zawirowującej 1, przed wyprofilowaniem łopatek 7. Linie zagięć zaznaczono linią przerywaną.

W pierwszym i drugim przykładzie wykonania wkładki zawirowującej 1 kąt stycznej każdej łopatki 7, w miejscu jej połączenia z elementem łączącym 6 i pierścieniem 2 do powierzchni prostopadłej do osi pionowej y-y wkładki zawirowującej 1, wynosi 45 stopni, jak pokazano na fig. 4. Wolny koniec każdej łopatki 7 wyprofilowany jest tak, że styczna do krzywizny tego końca jest równoległa do osi podłużnej z-z przewodu przelotowego 8 dyszy 9.

Na fig. 6 przedstawiono usytuowanie wkładki zawirowującej 1 w dyszy rozpylającej 9. Dysza 9 posiada korpus 10 z przewodem przelotowym 8, w którego gnieździe 11 umieszczona jest na wcisk, powierzchnią czołową do dna gniazda 11, wkładka zawirowująca 1. Przewód przelotowy 8 dyszy 9 od wkładki zawirowującej 1 do wylotu dyszy ma kształt ściętego stożka bardzo delikatnie zwężającego się ku wylotowi. Na fig. 6 nie przekrojono wkładki zawirowującej 1 w celu pokazania symetrii wygięcia łopatek 7.

Przeciwny do wylotu koniec korpusu 10 dyszy rozpylającej 9 wyposażony jest w gwint z ewnętrzny 12 i uszczelkę 13 typu o-ring. Dyszę rozpylającą 9 wkręca się do nagwintowanego otw oru w głowicy mgłowej instalacji przeciwpożarowej w budynku. Uszczelka 13 zapewnia szczelność połączenia. Głowica przeciwpożarowa może być wyposażona w kilka dysz rozpylających 9.

W przewodzie przelotowym 8 dyszy rozpylającej 9, dzięki wkładce zawirowującej 1, następuje zderzenie prostego strumienia środkowego przepływającego przez otwór wewnętrzny 4 wkładki zawirowującej 1 z dwoma zawirowanymi strumieniami bocznymi wypływającymi z otw orów zewnętrznych 5 wkładki zawirowującej 1, przez co wypływa z dyszy rozpylającej 9 strumień o kształcie stożka pełnego w środku o dobrym rozpyleniu. Kształt strumienia, stopień i równ omierność rozpylenia zależy od wielu czynników takich jak, kąta nachylenia powierzchni bocznej stożkowego odcinka otworu przelotowego 8 dyszy 9, stosunku średnicy otworu wlotowego stożkowego odcinka przelotowego 8 dyszy 9 do długość L dyszy 9, gładkości powierzchni przewodu przelotowego 8 dyszy 9 i ciśnienia cieczy w instalacji. Przy odpowiednio dobranych, wyżej wymi enionych, parametrach można uzyskać równomierne rozpylenie w strumieniu wypływającym z dyszy 9 o bardzo dobrym rozdrobnieniu, to znaczy o kroplach o stosunkowo drobnej ziarnistości w całej przestrzeni stożka.

W głowicach mgłowych w instalacjach przeciwpożarowych w budynkach stosowane są d ysze rozpylające o niewielkich średnicach przewodów przelotowych, rzędu kilku milimetrów. Wkładka zawirowująca, według wynalazku, jest przeznaczona w szczególności do takich dysz, ponieważ można ją wykonać metodą tłoczenia z blachy o bardzo małych wymiarach, dostosow anych do średnicy przewodu przelotowego 8 dyszy 9, nawet gdy średnica wewnętrzna D pierści enia 2 wkładki zawirowującej 1 mieści się w zakresie od 1 mm do 10 mm.

Oczywiście przedmiot wynalazku nie ogranicza się do dysz rozpylających wyłącznie o m ałych wymiarach. Można go wykonać w dużo większej skali i zastosować, na przykład, do działka gaśniczego.

Claims (7)

Zastrzeżenia patentowe

1. Wkładka zawirowująca posiadająca otwór środkowy i łopatki, znamienna tym, że stanowi ją wytłoczka w kształcie koła z jednego kawałka materiału, w której po wykonaniu nacięć, utworzony jest pierścień (2) z walcowo zagiętym zewnętrznym obrzeżem (3), przy czym wnętrze pie rścienia (2) podzielone jest wzdłuż osi pionowej y-y na jeden otwór wewnętrzny (4) i dwa sym etryczne otwory zewnętrzne (5) przez dwa elementy łączące (6), które mają postać pasków o p owierzchni prostopadłej do powierzchni czołowej wkładki zawirowującej (1), przy czym w każdym otworze zewnętrznym (5) znajdują się dwie łopatki (7), połączone ze sobą w najszerszej części

PL 222 374 B1 w pobliżu osi poziomej x-x a także połączone na tym poziomie z pierścieniem (2) i elementem łączącym (6), utworzone z materiału wyciętego przez pierścień (2) i elementy łączące (6), ukształtowane w postaci powierzchni krzywokreślnej zbliżonej do wycinków powierzchni bocznej walca, odgięte naprzemiennie: jedna na zewnątrz wkładki zawirowującej (1) a druga do wewnątrz wkładki zawirowującej (1) tak, że przybierają razem kształt zbliżony do litery „S” w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny czołowej wkładki zawirowującej (1).

2. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że wygięcia par łopatek (7) są symetryczne względem powierzchni czołowej wkładki zawirowującej (1).

3. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy łączące (6) są równoległe i tworzą otwór wewnętrzny (4) w kształcie zbliżonym do prostokąta.

4. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy łączące (6) mają kształt łuków, usytuowanych symetrycznie względem osi pionowej y-y wkładki zawirowującej (1) i tworzą otwór wewnętrzny (4) mający kształt zbliżony do łezki.

5. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że maksymalna szerokość d otworu wewnętrznego (4) między elementami łączącymi (6) stanowi od 1/10 do 3/10 średnicy wewnętrznej D pierścienia (2).

6. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że kąt stycznej każdej łopatki (7) w miejscu jej połączenia z elementem łączącym (6) i pierścieniem (2) do powierzchni prostopadłej do osi pionowej y-y wkładki zawirowującej (1), nie przekracza 45 stopni.

7. Wkładka zawirowująca, według zastrz. 1, znamienna tym, że wolny koniec każdej łopatki (7) wyprofilowany jest tak, że styczna do krzywizny tego końca jest równoległa do osi wzdłużnej z-z przewodu przelotowego (8) dyszy 9.