Wynalazek niniejszy dotyczy zaworu tlokowego, rozrzadzanego za pomoca ma¬ lych sil, czyli np. zaworu tlokowego, slu¬ zacego do regulowania zasilania wody i roz¬ rzadzanego bezposrednio, a wiec bez zwie¬ kszania sily przez plywak regulatora po¬ ziomu wody. Sily wytwarzane przez ply¬ wak sa tym mniej skuteczne, im dokladniej zawór ma dzialac przy zmianach poziomu wody. Sila, wywierana przez plywak, jest bowiem zalezna od zmiany glebokosci za¬ nurzenia plywaka, spowodowanej przez zmiane poziomu wody.Na podstawie tych rozwazan zaopatry¬ wano w znanych zaworach tlokowych tlok w otwory odciazajace, aby cisnienie pod tlokiem bylo zawsze równe cisnieniu nad nim. Takie otwory odciazajace powoduja wiec statyczne odciazenie. Okazalo sie je¬ dnak, ze mimo takiego statycznego odcia¬ zenia na tlok dzialaja jeszcze sily przy przeplywie wody na krawedziach reguluja¬ cych tloka. Zmieniajacy sie przeswit prze¬ plywu zaworu jest miejscem dlawienia stru¬ mienia cieczy, który, oczywiscie, wytwarza ssanie zalezne od szybkosci przeplywu i róz¬ nicy cisnienia. Tossanie wywiera w znanych zaworach tlokowych w pewnych warunkach dosc znaczna sile na tlok i dziala przeto szkodliwie na jego ruchy regulujace w spo¬ sób niepozadany mimo statycznego wyrów¬ nywania cisnienia.Wynalazek niniejszy opiera sie na spo¬ strzezeniu, ze w takich zaworach tloko¬ wych zastosowanie tylko otworów do sta¬ tycznego -wyrównywania cisnienia nie jestWystarczajace do umozliwienia regulacji bez dzialania zwrotnego i ze konieczne jest usuwanie wplywów przeplywajacej cieczy na tlok.Uskutecznia sie to wedlug wynalazku w ten sposób, ze konce otworów w tloku do statycznego odciazania znajduja sie w stre¬ fie ssawczej przelotu dlawiacego zaworu.Przez takie umieszczenie otworów od¬ ciazajacych w tloku zaworowym osiaga sie, ze przez te otwory wyrównuje sie nie tyl¬ ko cisnienie statyczne, lecz takze dynamicz¬ ne cisnienia,,powstajace wskutek przeply¬ wu wzglednie dlawienia w zaworze i wy¬ wierajace niepozadane dzialanie na tlok.Najlepej zaopatrzyc tlok pod krawedzia regulujaca w wystep zwlaszcza stozkowy.Ten stozek sluzy z jednej strony do roz¬ dzielania strumienia wody, a poniewaz nie posiada on ostrych krawedzi, powoduja¬ cych powstawanie wirów, wiec zmienia la¬ godnie kierunek strumienia i prowadzi wo¬ de do wylotów. Z drugej strony umozliwia taki wystep wykonanie na wysokosci kra¬ wedzi regulujacej poprzecznych wydrazen, stanowiacych kanaly odciazajace, które wewnatrz tloka lacza sie z odpowiednimi otworami podluznymi. Stozkowy wystep kieruje wtedy strumien wody mimo otwo¬ rów odciazajacych.Na rysunku jest uwidoczniony przyklad wykonania zaworu wedlug niniejszego wy¬ nalazku oraz podane schematy, objasniaja¬ ce dzialanie zaworu.Na fig. 1 jest uwidoczniony schematycz¬ nie znany zawór tlokowy. W cylindrze 1 znajduja sie cztery na obwodzie rozmiesz¬ czone otwoiy regulacyjne 2, 3, 4. W cy¬ lindrze 1 znajduje sie tlok 5. Tlok 5 posia¬ da otwory odciazajace 6, 7, wskutek czego w przestrzeni 8 nad tlokiem 5 jest takie samo cisnienie statyczne, jak pod tym tlo¬ kiem. Dolny brzeg 9 tloka 5 posiada kra¬ wedz regulacyjna i powoduje wraz z otwo- frami 2 3, 4 mniejsze lub wieksze -dlawienie wody zasilajacej, doplywajacej od dolu do cylindra 1. Tlok 5 jest za pomoca drazka 10 rozrzadzany od odpowiedniego narza¬ du, np. plywaka.W takim znanym zaworze powstaje przed otworami 2, 3, 4 ssanie, dazace do sciagniecia tloka w dól. Wyrównanie tej sily ssawczej przez otwory odciazajace 6, 7, oczywiscie, nie nastepuje jak to wiadomo z praktyki, poniewaz w znanych zaworach te otwory odciazajace 6, 7 nie znajduja sie dosc blisko dlawiacego przelotu i nie sa skierowane ku otworom regulacyjnym.Mozna to wyjasnic w sposób nastepuja¬ cy. W przelocie dlawiacym / powstaje znaczniejszy spadek cisnienia, wskutek cze¬ go strumien ma w tym miejscu duza szyb¬ kosc przeplywu, powodujaca dzialanie ssawcze. Najwieksze ssanie powstaje w naj¬ wezszym miejscu przeplywu i rozprzestrze¬ niania sie na cala powierzchnie otworu 2 wzglednie 4, czyli dziala, takze na dolna czesc plaszcza tloka 5. Z tego dzialania ssawczeigo powstaje wiec sila K, dzialaja¬ ca na tlok. Ta sila moze byc rozlozona na osiowa skladowa A i promieniowa sklado¬ wa R. Promieniowe skladowe, rozdzielone równomiernie na calym obwodzie tloka, znosza sie wzajemnie, natomiast osiowe skladowe A nie zostaja wyrównane, wobec czego tlok w znanych zaworach jest obcia¬ zony sila dzialajaca w kierunku zamyka¬ nia tloka, która przy otwieraniu musi byc przezwyciezana. Oczywiscie, male sily roz¬ rzadzajace, jakie moze wytworzyc plywak, nawet w przyblizeniu nie sa wystarczajace do przezwyciezania obciazenia, wynikaja¬ cego ze skladowych A.Wade te usuwa sie niezawodnie we¬ dlug wynalazku, którego przyklad wyko¬ nania jest uwidoczniony na fig* 2. W tym zaworze lacza sie osiowe kanaly odciaza¬ jace 6\ T w tloku 5' z promieniowymi wy¬ drazeniami 12, 13, 14, wykonanymi na wy¬ sokosci krawedzi 9', a których wloty znaj- - 2 -duja sie bezposrednio w strefie ssawczej otworów regulacyjnych 2, 3\ 4'.Wskutek tego podcisnienie, powstajace w przeswicie przeplywu /, moze sie prze¬ nosic przez wydrazenia 12, 13, 14 oraz ka¬ naly 6', T na górna strone tloka, czyli do przestrzeni 8', wskutek czego w tej prze¬ strzeni powstaje takze podcisnienie, rów¬ najace sie silom A, A", dzialajacym na tlok w kierunku zamykania tloka, i znajdujace sie w równowadze z osiowymi skladowymi na dolnym koncu tloka. Wyrównywane wiec sa tutaj nie tylko promieniowe skladowe sil K, lecz takze osiowe skladowe A, dzie¬ ki czemu nie nastepuje jednostronne obcia¬ zenie tloka silami K, a tlok moze byc lat¬ wo przestawiany za pomoca malych sil.Nalezy zaznaczyc, ze w przykladzie wykonania wedlug fig. 2, w odróznieniu od znanego zaworu wedlug fig. 1, tlok 5' jest zaopatrzony pod krawedzia regulacyjna 9' w stozkowy wystep 11, rozdzielajacy stru¬ mien, doplywajacy z dolu, i kierujacy go bez powstawania wirów do otworów 2', 3', 4' tak, iz podcisnienie w najmniejszym przeswicie / powstaje w tym miejscu, w którym znajduja sie konce wydrazen pro¬ mieniowych 12, 13, 14 na obwodzie tloka/ Wedlug niniejszego wynalazku zawór W wykonaniu wedlug fig. 2 moze byc ulep¬ szony jeszcze pod innym wzgledem; mia¬ nowicie poniewaz w nim jest wprawdzie ni¬ weczone obciazenie, powodowane przez ssanie, nie sa jednakze usuniete szkodliwe dzialania, powstajace z dynamicznych cis¬ nien (cisnienia przeplywu), dzialajacych na tlok od dolu, które sa odwrotnie skie¬ rowane do sil, wywolanych przez dziala¬ cie ssawcze i wskutek tego daza do otwie¬ rania tloka. Podczas gdy sily ssawcze wzrastaja z szybkoscia przeplywu, czyli sa szczególnie duze przy malym przeswicie /, zachowuja sie cisnienia dynamiczne od¬ wrotnie. Sa one bowiem male przy malym przeswicie i wzrastaja z powiekszajacym sie przeswitem. Wskutek tego zmienia sie stosunek cisnien dynamcznych do sil ssaw- czych w zaleznosc od polozenia tloka w ten sposób, ze ten stosunek wzrasta ze zwiek¬ szajacym sie przeswitem /, czyli z suwem tloka.Wykres wedlug fig. 3 uwidocznia wplyw sil ssawczych w znanym zaworze tlokowym ze zwyklym statycznym wyrów¬ nywaniem cisnienia (wedlug fig. 1) oraz w zaworze wedlug wynalazku.Ten wykres uwidocznia przebieg sil szkodliwych, dzialajacych na tlok (rzedne) w zaleznosci od suwu H tloka (odciete).Przy zalozeniu stalego cisnienia wstepne¬ go przed tlokiem zmienia sie sila, dziala¬ jaca w kierunku osiowym na tlok w znanym zaworze wedlug fig. 1 wedlug krzywej a, poniewaz w tym zaworze sily szkodliwe nie sa równowazone. Jak juz wyzej wspom¬ niano, sily ssawcze sa szczególnie duze przy malych przeswitach przeplywu /, wo¬ bec czego wiec osiowo skierowana sila szkodliwa wzrasta bardzo mocno na po¬ czatku suwu i tworzy krzywa wznoszaca sie prawie pionowo. Im dalej tlok jest otwiera¬ ny, tym bardziej maleje (wypadkowa) sila szkodliwa wedlug krzywej a, poniewaz ze wzrostem ilosci przeplywu (przeswit /) *w kierunku otwierania dzialajace na tlok cis¬ nienia dynamiczne stopniowo wz czyli stopniowo znosza sily ssawcze, dzia¬ lajace w kierunku zamykania.W porównaniu z krzywa a uwidocznia krzywa b przebieg (wypadkowej) osiowej sily szkodliwej w zaworze wedlug fig. 2.W tym zaworze zrównowazenie sil ssaw¬ czych powoduje, ze na tlok dzialaja pra¬ wie tylko cisnienia dynamiczne, a w pierw¬ szej czesci suwu tlok ma sklonnosc do sa- mootwierania sie.Na podstawie tego spostrzezenia wyni¬ ka dazenie do równowazenia o ile mozno¬ sci wszystkich sil szkodliwych dzialajacych na tlok tak, aby krzywa, uwidoczniajaca — 3 -pifcebieg sily szkodliwej, byla linia prosta w porównaniu z odcieta, której wysokosc nad odcieta odpowiada tej sile ssawczej, która jest równa ciezarowi tloka, a wiec utrzymujacej go swobodnie w zawieszeniu.To zadanie moze byc wedlug wynalaz¬ ku rozwiazane przez takie wykonanie/ ze prócz równowazonych sil ssawczych dziala¬ ja jeszcze niezrównowazone sily ssawcze, które sa w przyblizeniu równe cisnieniom przeplywu, dzialajacym na tlok w kierun¬ ku przeciwnym. Innymi slowy zrównowaze¬ nie sil ssawczych ma byc wiec dokonywane tylko w takiej mierze, w jakiej one prze¬ kraczaja dodatkowe cisnienia dynamiczne, co nastepuje tylko przy malym suwie tlo¬ ka. Dzialanie ssawcze niezrównowazone przy wiekszym suwie tloka przez otwory odciazajace, ma byc wykorzystane bezpo¬ srednio do zrównowazenia cisnien dyna¬ micznych, dzialajacych w kierunku prze¬ ciwnym.Takie czesciowe zrównowazenie sil ssawczych moze byc uskutecznione przez rózne wykonania. Jedno z tych wykonan jest uwidocznione na fig. 4. W kadlubie 15 znajduje sie cylinder zaworowy 16. Ten cy¬ linder 16 posiada równomiernie na obwo¬ dzie rozmieszczone cztery otwory, z któ¬ rych na fig. 4 widac trzy otwory 17, 18, 19.Te otwory regulaycjne sa zaleznie od po¬ lozenia tloka 20, czyli jego dolnej krawe¬ dzi k, mniej lub wiecej zamkniete. Drazek tlokowy 21 jest prowadzony w kadlubie 15 i polaczony z nieuwidocznionym na rysun¬ ku plywakiem do rozrzadzania tloka. Po¬ dobnie, jak wedlug fig. 2 sa zastosowane osiowe kanaly odciazajace 22, 23 polaczo¬ ne z promieniowymi kanalami 24, 25. Kon¬ ce promieniowych kanalów 24, 25 znajdu¬ ja sie przy krawedzi k. Tlok jest w tym wykonaniu takze zaopatrzony na dole w stozkowy wystep 26.Zawór wedlug fig. 4 nie rózni sie znacz¬ nie od zaworu wedlug fig. 2. W odróznie¬ niu od poprzedniego wykonania tlok ma byc w celu osiagniecia czesciowego zrów¬ nowazenia sil ssawczych przy osiowym su¬ wie jednoczesnie obracany, aby wyloty ka¬ nalów 24, 25 przy zwiekszajacym sie otwie¬ raniu zaworu oddalaly sie stopniowo od otworów 17, 18, 19 i w ten sposób zmniej¬ szaly sile równowazenia ssania.W tym celu jest zastosowane urzadze¬ nie, obracajace tlok podczas suwu. Wedlug fig. 4 drazek tlokowy posiada promieniowy wystep 27, którego koniec znajduje sie w rowku 28 cylindra 16. Ten rowek jest ukos¬ ny w stosunku do tworzacej cylindra, wo¬ bec czego nadaje on wystepowi 27 a wiec drazkowi i tlokowi przymusowy ruch obro¬ towy przy kazdym przesuwie w kierunku osiowym.Celem osiagniecia czesciowego zrówno¬ wazenia sil ssawczych nie koniecznie trze¬ ba obracac tlok. Chodzi bowiem tylko o ta¬ kie wykonanie zaworu, aby wyloty kana¬ lów odciazajacych tylko podczas pierwszej czesci suwu tloka znajdowaly sie w strefie ssania przeswitu przeplywu. Ten warunek moze byc spelniony takze w inny sposób, nie przez obracanie tloka, mianowicie przez zastosowanie pomocniczych otworów regu¬ lacyjnych, w których w odnosnej strelie suwu tloka powstaje dodatkowe dzialanie ssawcze, nie * wyrównywane przez kanaly odciazajace. Wskiltek tego doda&owego ssania zostaje znacznie zmniejszona daz¬ nosc do samootwierania sie W pierwszej czesci suwu (porównaj krzywa 6 na fig. 3).Okazalo sie, ze przez odpowiednie rozmie¬ szczenie i dobranie wielkosci takich pomoc¬ niczych otworów regulacyjnych moze byc osiagniety przebieg sil szkodliwych wedlug krzywej c na fig. 3, to znaczy przebieg zbli¬ zony bardzo do zamierzonego.Na fig. 5 jest uwidoczniony przyklad czesciowego wykonania zaworu z takimi pomocniczymi otworami regulacyjnymi. Na fig. 5 jest uwidoczniona rozwinieta na pla- — 4. -l.szczyznie powierzchnia plaszcza cylindra 16. Ten cylinder posiada trójkatne glówne otwory 17, 18, 19. Krawedz regulacyjna k tloka jest uwidoczniona prosta linia kresko¬ wana. Liniami kreskowanymi sa takze uwi¬ docznione wyloty kanalów odcazajacych 24, 25. W tym przykladzie wiec, podobnie jak wedlug fig. 2, kanaly odciazajace 24, 25 sa wykonane odpowiednio do glównych otworów 17, 18, 19. Tlok nie jest obracany, a racze] zabezpieczony przeciw obracaniu za pomoca odpowiedniej prowadnicy. Cy¬ linder 16 posiada prócz glównych otworów 17, 18, 19 otwory dodatkowe 29, 30, które w kierunku obwodowym znajdtija sie mie¬ dzy wylotami kanalów odciazajacych 24, 25, wobec czego spowodowane przez te otwory dodatkowe 29, 30 sily ssawcze nie sa wyrównywane przez kanaly odciazaja¬ ce 24, 25. To dodatkowe dzialanie ssawcze powstaje tylko w pierwszej czesci suwu tlo¬ ka i równowazy w tej czesci dynamiczne cisnienia, które wskutek calkowitego wy¬ równania dzialania ssawczego przez kana¬ ly odciazajace 24, 25 dazylyby w wzrasta¬ jacym stopniu dó otwarcia tloka 20, gdyby nie powstawaly dodatkowe sily ssawcze w otworach 29, 30.Jeszcze skuteczniejsze jest wyrówny¬ wanie, gdy pomocnicze otwory regulacyjne moga sie pokrywac z wylotami kanalów od¬ ciazajacych, lecz tylko w pierwszej czesci suwu tloka. Przy tym nalezy takim pomoc¬ niczym otworom regulacyjnym nadawac przekrój malejacy w kierunku suwu tloka.W tym przypadku przebieg sily szkodliwej, dzialajacej na tlok, odpowiada krzywej d (fig. 3). Przyklad takiego wykonania jest uwidoczniony na fig. 6, przedstawiajacej takze rozwinieta na plaszczyznie po¬ wierzchnie cylindra 16 zaworu z tlokiem, zabezpieczonym przeciw obrotowi, czyli przesuwnym tylko w kierunku osiowym.W tym przykladzie wykonania w odróz¬ nieniu od fig- 5 wyloty kanalów odciaza¬ jacych 24, 25 nie sa rozmieszczone wedlug glównych otworów 17, 18, 19, lecz wedlug pomocniczych otworów 31, 32, 33, które (jjak na fig. 5) znajduja sie miedzy glów¬ nymi otworami regulacyjnymi i w odróz¬ nieniu od fig. 5 posiadaja (przekrój maleja¬ cy w kierunku przesuwu, otwierajacego kra¬ wedz k. Przy tym wyloty kanalów odciaza¬ jacych 24, 25 pokrywaja sie z pomocniczy¬ mi otworami 31, 32, 33 )\iz, nim krawedz k osiagnie dolny brzeg glównych otworów 17, 18, 19. Wskutek tego rozpoczyna sie rów¬ nowazenie dzialania ssawczego przy pokry¬ ciu sie kanalów 24, 25 z jednej strony z otworami 31, 32, 33 z drugiej strony, nim przez otwarcie glównych otworów 17, 18, 19, moze nastapic dzialanie ssawcze na tlok. Skoro krawedz k tloka przesunie sie w górna strefe glównych otworów 17, 18, 19, czyli mniej wiecej w polozenie uwidocz¬ nione na fig. 6 linia kreskowana, zostaje przerwane polaczenie kanalów odciazaja¬ cych 24, 25 z pomocniczymi otworami 31, 32, 33. Wskutek tego nastepuje takze prze¬ rwanie równowazenia, wobec czego na tlok dzialaja w dól skierowane sily ssawcze, które sa jednakze w równowadze z dziala¬ jacymi w tym polozeniu wiekszymi silami dynamicznymi. Przez okreslenie wielkosci dodatkowych otworów 31, 32, 33 mozna osiagnac, ze wszystkie na tlok dzialajace sily znosza sie wzajemnie we wszystkich polozeniach tloka, dzieki czemu zapewnio¬ ne jest dzialanie, odpowiadajace na ogól krzywej d (fijg. 3). PL