PL228267B1 - Zawór zwezkowy, zwłaszcza pirotechniczny - Google Patents

Abstract

Zawór jest złożony z korpusu (1), kolektora (3), grzybka (4), elementu ruchomego zamykającego przepływ oraz blokady elementu ruchomego, wyposażonej w element blokujący i urządzenie zwalniające blokadę. Element ruchomy stanowi zwężka (2) w kształcie tulei o profilu wewnętrznym zbieżno - rozbieżnym, zamocowana współosiowo przesuwnie w cylindrycznej komorze przelotowej, wykonanej w korpusie (1). Część wylotowa komory jest zakończona kryzą oporową (11), a część wlotowa jest połączona z kolektorem (3), do którego jest zamocowany współosiowo nieruchomy grzybek (4), zamykający przepływ przez zwężkę (2), zablokowaną przez element blokujący w położeniu zamkniętym zaworu.

Description

(12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228267 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 415761 (®1) IntCI.

F16K 1/38 (2006.01) F16K 37/00 (2006.01) F16K 31/72 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 11.01.2016 (54)

Zawór zwężkowy, zwłaszcza pirotechniczny

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	INSTYTUT LOTNICTWA, Warszawa, PL
17.07.2017 BUP 15/17	(72) Twórca(y) wynalazku:
	BARTOSZ BARTKOWIAK, Warszawa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.03.2018 WUP 03/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Jerzy Woźnicki

rco

CM oo

CM

CM

Q_

PL 228 267 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór zwężkowy, zwłaszcza pirotechniczny, przeznaczony do stosowania w pożarniczych urządzeniach gaśniczych oraz w instalacjach ciśnieniowych do szybkiego zrzutu czynnika z instalacji, w szczególności w technice lotniczej i rakietowej do instalacji doprowadzających paliwo lub utleniacz do silnika.

Wiele systemów hydraulicznych i pneumatycznych wymaga szybkootwieralnych zaworów. Przykładami mogą być zawory w urządzeniach przeciwpożarowych lub zawory bezpieczeństwa służące do szybkiego zrzutu czynnika z instalacji ciśnieniowej. Są to rozwiązania zazwyczaj duże gabarytowo i stosunkowo wolne w działaniu.

Z opisu patentowego PL 161947 znany jest zawór pirotechniczny, zwłaszcza dla pożarniczyc h urządzeń gaśniczych, złożony z korpusu, kolektora wlotowego, przesuwnego trzpienia zamykającego przepływ, elementu blokującego trzpień, oraz elementu pirotechnicznego, którego energia wybuchu przesuwa element blokujący. Uwolniony trzpień pod wpływem ciśnienia środka gaśniczego przesuwa się osiowo odsłaniając boczny otwór wylotowy wykonany w korpusie. W rozwiązaniu tym występują duże opory przepływu co wpływa na spowolnienie przepływu.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych wad.

Zawór zwężkowy, zwłaszcza pirotechniczny, złożony z korpusu, kolektora, grzybka, elementu ruchomego zamykającego przepływ, oraz blokady elementu ruchomego wyposażonej w element blokujący i urządzenie zwalniające blokadę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element ruchomy stanowi zwężka w kształcie tulei o profilu wewnętrznym zbieżno-rozbieżnym, zamocowana współosiowo przesuwnie w cylindrycznej komorze przelotowej wykonanej w korpusie, przy czym część wylotowa komory jest zakończona kryzą oporową, a część wlotowa jest połączona z kolektorem, do którego jest zamocowany współosiowo nieruchomy grzybek zamykający przepływ przez zwężkę zablokowaną przez element blokujący w położeniu zamkniętym zaworu.

Korzystnym jest, jeżeli grzybek ma średnicę zewnętrzną dopasowaną do średnicy gardzieli zwężki.

Korzystnym jest także, jeżeli średnica wewnętrzna otworu w kryzie oporowej nie przekracza maksymalnej średnicy wewnętrznej części rozbieżnej zwężki.

W korzystnym wykonaniu zaworu element blokujący stanowi przesuwny trzpień usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej do osi zwężki, przy czym na obwodzie zwężki jest wykonane wybranie współpracujące z końcem trzpienia. Ponadto przeciwny koniec trzpienia jest połączony z tłokiem urządzenia pirotechnicznego zwalniającego blokadę, które to urządzenie stanowi układ dwóch komór połączonych kanałem. Pierwsza komora stanowi cylinder tłoka z kanałem połączonym z częścią tej komory pomiędzy tłokiem a zwężką. Druga komora jest wyposażona w ładunek pirotechniczny.

W rozwiązaniu według wynalazku zadziałanie zaworu następuje natychmiast po odblokowaniu zwężki, która w położeniu otwartym zaworu pełni funkcję dyszy rozbieżno-zbieżnej, zwiększającej prędkość przepływu po stronie wylotowej. Po odblokowaniu zwężki jej przesunięcie następuje pod wpływem ciśnienia doprowadzanego przez kolektor wlotowy. Do przesunięcia elementu blokującego może być zastosowany napęd ręczny, hydrauliczny, lub pneumatyczny, a także wyzwalacz pirotechniczny. Mechanizm pirotechniczny pozwala na natychmiastowe zadziałanie zaworu pod wpływem impulsu energetycznego, a także pozwala na zmniejszenie masy i gabarytów zaworu.

Współosiowy układ zastosowanej zwężki i kolektora wlotowego pozwala na uzyskanie dużej prędkości przepływu i szybki zrzut czynnika z instalacji ciśnieniowej.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór w przekroju osiowym w pozycji zamkniętej, a fig. 2 - zawór z fig. 1 w pozycji otwartej.

Jak przedstawiono na rysunku, zawór ma korpus 1 z cylindryczną komorą przelotową, w której jest osadzona przesuwnie zwężka 2. Zwężka 2 ma kształt tulei o profilu wewnętrznym zbieżnorozbieżnym. Część wylotowa komory jest zakończona kryzą oporową 11 ograniczającą ruch zwężki 2. Średnica wewnętrzna otworu w kryzie oporowej 11 nie przekracza maksymalnej średnicy wewnętrznej części rozbieżnej zwężki 2. Po stronie wlotowej komory jest przykręcony kolektor 3 z zamocowanym współosiowo grzybkiem 4 o średnicy zewnętrznej dopasowanej do średnicy gardzieli zwężki 2. Grzybek 4 jest zamocowanych nieruchomo w osi kolektora 3 za pomocą usytuowanego współosiowo trzonu. W skrajnym górnym położeniu zwężki 2, widocznym na fig. 1, jej gardziel jest zamknięta przez grzybek 4 z uszczelnieniem 13. W tym położeniu zwężka 2 jest zablokowana przed przesunięciem

PL 228 267 B1 w kierunku kryzy oporowej 11 przez element blokujący w postaci przesuwanego trzpienia 5 usytuowanego w płaszczyźnie prostopadłej do jej osi. Na obwodzie zwężki jest wykonane wybranie 12 współpracujące z końcem trzpienia 5. Kiedy zwężka 2 znajduje się w skrajnym górnym położeniu, nieruchomy grzybek 4 zamyka przepływ przez zwężkę 2 i zawór jest zamknięty. W tej pozycji na zwężkę 2 działają siły ciśnieniowe wymuszające jej przesunięcie w skrajne dolne położenie, widoczne na fig. 2, gdzie zawór jest otwarty. Zasada działania opiera się na różnicy ciśnień: przed i za zwężką 2. Zwężka 2 jest blokowana w skrajnym górnym położeniu przez trzpień 5. Po odblokowaniu zwężki 2 jej przesunięcie w skrajne dolne położenie, widoczne na fig. 2, jest realizowane samoczynnie pod wpływem ciśnienia środka przepływającego przez zawór. Pomiędzy zwężką 2 a korpusem 1 są osadzone pierścienie uszczelniające 14 typu „o-ring”.

Zwalnianie blokady zwężki 2 może być realizowane za pomocą znanych środków technicznych. W przykładowym wykonaniu zaworu do przesunięcia trzpienia 5 wykorzystano proste urządzenie pirotechniczne złożone z układu dwóch komór 6, 7 połączonych kanałem 8, wykonanego w bloku korpusu 1. W pierwszej komorze 6 jest umieszczony tłok 10 połączony z trzpieniem 5. W drugiej k omorze 7 jest umieszczony ładunek pirotechniczny 9. Kanał 8 jest połączonym z częścią pierwszej komory 6 pomiędzy tłokiem 10 a zwężką 2. Po zadziałaniu ładunku pirotechnicznego 9 następuje wzrost ciśnienia w obu komorach połączonych kanałem 8 i odblokowanie zwężki 2 w wyniku przemieszczenia tłoka 10 wraz z trzpieniem 5. Taka konstrukcja blokady pozwala na zmniejszenie masy i gabarytów zaworu przy dużej szybkości zadziałania.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zawór zwężkowy, zwłaszcza pirotechniczny, złożony z korpusu, kolektora, grzybka, elementu ruchomego zamykającego przepływ, oraz blokady elementu ruchomego wyposażonej w element blokujący i urządzenie zwalniające blokadę, znamienny tym, że element ruchomy stanowi zwężka (2) w kształcie tulei o profilu wewnętrznym zbieżno-rozbieżnym, zamocowana współosiowo przesuwnie w cylindrycznej komorze przelotowej wykonanej w korpusie (1), przy czym część wylotowa komory jest zakończona kryzą oporową (11), a część wlotowa jest połączona z kolektorem (3), do którego jest zamocowany współosiowo nieruchomy grzybek (4) zamykający przepływ przez zwężkę (2) zablokowaną przez element blokujący w położeniu zamkniętym zaworu.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że grzybek (4) ma średnicę zewnętrzną dopasowaną do średnicy gardzieli zwężki (2).

3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wewnętrzna otworu w kryzie oporowej (11) nie przekracza maksymalnej średnicy wewnętrznej części rozbieżnej zwężki (2).

4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element blokujący stanowi przesuwny trzpień (5) usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej do osi zwężki (2), przy czym na obwodzie zwężki (2) jest wykonane wybranie (12) współpracujące z końcem trzpienia (5).

5. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym, że przeciwny koniec trzpienia (5) jest połączony z tłokiem (10) urządzenia pirotechnicznego zwalniającego blokadę, które to urządzenie stanowi układ dwóch komór (6, 7) połączonych kanałem (8), z których pierwsza (6) stanowi cylinder tłoka (10) z kanałem (8) połączonym z częścią tej komory pomiędzy tłokiem (10) a zwężką (2), a druga (7) jest wyposażona w ładunek pirotechniczny (9).