Pierwszenstwo Opublikowano: 12. V. 1965 49631 KI. 59 b, 2 MKP F 0# cf 19(00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Ejler Kangsted, 01av Kongsted Wlasciciel patentu: Aktieselskaibeit Nakskoy Skibsvaertf, Nakskov (Dania) Zawór zwlaszcza do zdalnego sterowania za pomoca czynnika pod cisnieniem Przedmiotem wynalazku jest zawór przystosowa¬ ny do zdalnego sterowania za pomoca czynnika pod cisnieniem, który umozliwia zmniejszenie kosztów wykonania rurociagu, potrzebnego do zdalnego ste¬ rowania.Zawór wedlug^ wynalazku moze byc stosowany na statkach wyposazonych w urzadzenia pompuja¬ ce paliwo i (lub) balast albo urzadzenia wypompo¬ wujace wode z ladowni, lub tez moze byc monto¬ wany do urzadzen zbiornikowców, przepompowuja¬ cych ladunek w postaci oleju. Zawory wedlug wy¬ nalazku moga byc równiez uzytkowane do innych celów w urzadzeniach stacjonarnych.Zawór wedlug wynalazku do zdalnego sterowa¬ nia za pomoca czynnika pod cisnieniem zaopatrzo¬ ny jest w element zamykajacy, który porusza sie od polozenia zamykajacego przeplyw do polozenia otwierajacego przeplyw i który jest roboczo pola¬ czony z poruszajacym sie ruchem nawrotnym ele¬ mentem wydrazonym bedacym pod dzialaniem ele¬ mentu sprezynujacego, który normalnie utrzymuje element zaworowy w polozeniu zamknietym, przy czym wnetrze elementu wydrazonego jest roboczo polaczone z wlotem czynnika sprezonego dla sku¬ tecznego przesuwania ruchem nawrotnym elemen¬ tu wydrazonego w celu otwierania zaworu mimo nacisku elementu sprezynujacego, w wyniku rea¬ gowania na doprowadzanie czynnika sprezonego.Dzieki takiemu ukladowi dla kazdego zaworu potrzebna jest tylko jedna rura doprowadzajaca 10 15 20 25 30 czynnik pod cisnieniem, a poniewaz element spre¬ zynujacy zamyka zawór, wiec element uruchamia¬ jacy w ukladzie czynnika sprezonego jest pod dzia¬ laniem cisnienia tylko wówczas, gdy zawór jest otwarty, co stanowi mniejsza czesc czasu eksplo¬ atowania zaworu.Zawór wedlug wynalazku jest wyposazony w kadlub, ¦którego zewnetrzna czesc zaopatrzona jest w otwór wlotowy i otwór wylotowy, a czesc wew¬ netrzna oddzielona jest od zewnetrznej, która stwarza skuteczne polaczenie pomiedzy wspomnia¬ nym otworem wlotowym i wylotowym. Zawór skla¬ da sie równiez z elementu zamykajacego, porusza¬ jacego sie od jednego skutecznie zamykajacego po¬ lozenia do drugiego skutecznie otwierajacego, z poruszajacej sie ruchem nawrotnym konstrukcji zawierajacej element wydrazony, który porusza wspomniany element zamykajacy od jednego do drugiego polozenia i jest zamontowany w wew¬ netrznej czesci kadluba, z elementu sprezynujacego umieszczonego równiez w wewnetrznej czesci kad¬ luba i sluzacego do przytrzymywania wykonujacej ruchy nawrotne konstrukcji normalnie w stanie doprowadzajacym element zamykajacy do jego polozenia zamknietego. Ponadto- zawór ma wlot dla czynnika pod cisnieniem, roboczo polaczony z wne¬ trzem wspomnianego elementu wydrazonego w ce¬ lu skutecznego nadawania ruchów nawrotnych wspomnianej konstrukcji celem przestawiania ele¬ mentu zamykajacego do jego polozenia otwartego* 496313 49 631 4 po pokonaniu nacisku elementu sprezynujacego spowodowanego doprowadzeniem czynnika pod cisnieniem prziez wspomniany wlot.W dalszym ciagu wynalazek zostanie opisany z powolaniem sie na rysunek, na którym fig. 1 jest wzdluznym przekrojem jednej odmiany wykona¬ nia zaworu wedlug wynalazku, fig. 2 — wzdluz¬ nym przekrojem ininej odmiany zaworu wedlug wynalazku, fig. 3 — przekrojem poprzecznym plaszczyzny, oznaczonej linia AA na fig. 2, fig. 4 — przekrojem zaworu przedstawionego na fig. 2, po¬ kazujacym zawór w polozeniu otwartym, fig. 5 — wzdluznym przekrojem jeszcze jednej odmiany wy¬ konania zaworu wedlug wynalazku.Konstrukcja zaworu sklada sie z kadluba 10, zaopatrzonego w otwór wlotowy 12li otwór wylo¬ towy 14, pomiedzy którymi wewnatrz kadluba 10 utworzony jest przelot, który moze byc otwierany i zamykany za pomoca ruchomego elementu za¬ mykajacego, oznaczonego jako calosc liczba 16, a na fig. 1 pokazanego liniami ciaglymi w poloze¬ niu zamknietym, a liniami kreskowymi — w polo¬ zeniu otwartym.Ruchy elementu zamykajacego od polozenia ot¬ wartego do polozenia zamknietego sa sterowane za pomoca wykonujacej ruchy nawrotne konstruk¬ cji, która sklada sie z wydrazonego elementu wal¬ cowego 18, funkcjonalnie polaczonego za pomoca wrzeciona 20 z elementem zamykajacym 16. Ele¬ ment zamykajacy 16 od polozenia otwartego do polozenia zamknietego przesuwany jest wrzecio¬ nem 20.Sprezyna 22 jest funkcjonalnie polaczona z wy¬ konujaca ruchy nawrotne konstrukcja 18, 20 i dzia¬ la w talki sposób, ze normalnie utrzymuje wykonu¬ jaca ruchy nawrotne konstrukcje w polozeniu od¬ powiadajacym zamknietemu polozeniu elementu zamykajacego 16.Wlot 24 plynu pod cisnieniem moze byc polaczo¬ ny ze zdalnie sterowanym ukladem rurocia¬ gu plynu pod cisnieniem (nie pokazanym na ry¬ sunku) i ma polaczenie z wnetrzem wykonujacego ruchy nawrotne elementu walcowego 18, w celu nadawania ruchów nawrotnych konstrukcji 18, 20 i otwierania za pomoca niej zaworu mimo dziala¬ nia sprezyny 22, reagujac na przesylany pod cis¬ nieniem plyn przez wlot 24.Przechodzac do bardziej szczególowego opisu z powolaniem sie na fig. 1; wydrazony element walcowy 18, w celu wykonywania swych ruchów nawrotnych jetst prowadzony po nieiruchomym ele¬ mencie walcolwytm 26, z Wnetrzem którego laczy sie wlot 24 plynu pod cisnieniem, i który na swym drugim koncu jest zaopatrzony w przelot 28, pro¬ wadzacy do wnetrza wykonujacego ruchy nawrot¬ ne elementu 18.Nieruchomy cylinder stanowiacy czesc nierucho¬ mej konstrukcji, która w przykladzie Wykonania przedstawionym na fig. 1 zawiera: czesc górna 30', w postaci pierscienie laczonego z promieniowo usy¬ tuowanym kolnierzem na górnej czesci 26, czesc dolna 32, która je&t przymocowana u góry kadluba 10 i jest zaopatrzony w przejscie dla wrzeciona 20 elementu zamykajacego, oraz element laczacy 34, który jest umieszczony miedzy czescia górna 30* a czescia dolna 32 w postaci zwyklej rury stalo¬ wej polaczonej kazdym ze swych konców z czescia¬ mi 30' i 32, i która stanowi obudowe dla sprezyny.Dolna czesc 32 stanowi oparcie dla dolnego konca 5 sprezyny 22, a górny koniec wykonujacego ruchy nawrotne elementu 18 jest zaopatrzony w kolnierz 36, który stanowi opore dla górnego konca sprezy¬ ny 22.Element zamykajacy 16 (fig. 1) w polozeniu zam- 10 knietym opiera sie o gniazda 17 i 19, umieszczone na obwodzie wzajemnie oddalonych otworów wy¬ konanych na elemencie 21, który jest wykonany jako jedna calosc z kadlubem 10 i ma ksztalt po¬ kazany na fig. 1, przy czym w swej srodkowej czes¬ ci ma on postac bryly obrotowej dokola centralnej osi konstrukcji zaworowej.Dzialanie zaworu odbywa sie w sposób nastepu¬ jacy.Sprezyna 22 normalnie utrzymuje zawór w po¬ lozeniu zamknietym, zas otwieranie nastepuje w wyniku reagowania na doprowadzanie plynu pod cisnieniem, z czego wynika, ze plyn jest tylko wówczas pod cisnieniem, gdy zawór jest otwarty co stanowi krótszy okres czasu z ogólnego czasu eksploatowania zaworu. W ten sposób jest potrzeb¬ ny tylko jeden otwór 24 dla doprowadzania plynu pod cisnieniem. Uklad uruchamiajacy ma prosta konstrukcje i niewiele elementów ruchomych.Sprezyna jako element uruchamiajacy jest nieza¬ wodnym elementem zamykajacym, co jest latwo zrozumiale, gdy wezmie sie pod uwage naprezenia jakim sa sprezyny poddawane w silnikach spalino¬ wych.Przedstawiony na fig. 1 zawór moze byc kon¬ struowany az do srednic rur 6—8 cali. W zaworze o srednicy 4 cale nacisk zamykajacy sprezyny mo¬ ze wynosic 5 kG/cm2, a zawór moze otwierac sie przy maksymalnym cisnieniu plynu wynoszacym 15 kG/cm2.Konstrukcja zaworu przedstawionego na fig. 1 moze znalezc zastosowanie zwlaszcza do zaworów stosowanych na przyklad w urzadzeniach do wy¬ pompowywania wody z ladowni, wraz z calym ukladem zaworowym, który moze byc sterowany z tablicy sterowniczej zaworów. Inny przyklad za¬ stosowania zachodzi wówczas, gdy ma byc zdalnie sterowane urzadzenie do pompowania paliwa lub balastu. Oczywiscie przedstawiony na fig. 1 zawór moze znajdowac podobne zastosowanie w urzadze¬ niach stacjonarnych.Przedstawiony na fig. 2—4 zawór jest zasadniczo skonstruowany z tym samym ukladem uruchamia¬ jacym co zawór przedstawiony na fig. 1, a odzna¬ cza sie innymi zaletami, które zostana ujawnione w dalszym ciagu niniejszego opisu.Na fig. 2—4 elementy ukladu uruchamiajacego sa oznaczane tymi samymi odnosoikamd co i na fig. 1.Przedstawiony na fig. 2—4 zawór ma jednolita konstrukcje kadluba, który jako calosc jest ozna¬ czony liczba 40 i który sklada sie z czesci zew¬ netrznej 42, zaopatrzonej w otwór wlotowy i otwór wylotowy 44 i 46 oraz z czesci wewnetrznej 48, od¬ dalonej od czesci zewnetrznej 42 w celu skutecz- 20 25 31 35 40 45 50 55 605 49631 6 neigo stworzenia polaczenia pomiedzy otworami 44 i 46.Element zamykajacy 50, który bardziej szcze¬ gólowo zostanie opisany dalej, porusza sie od polo¬ zenia zamykajacego polaczenie pomiedzy otworami 44 i 46 (fig. 2) do polozenia otwierajacego to polo¬ zenie (fig. 4).Uklad uruchamiajacy element zaworowy jest umieszczony w wewnetrznej czesci kadluba i za¬ wiera: wykonujaca ruchy nawrotne konstrukcje, skladajaca sie z cylindra 18 i wrzeciona 20, prze¬ suwajacego sie wraz z cylindrem 18 po nierucho¬ mym cylindrze 26, ze sprezyny 22, dzialajacej w ta¬ ki sposób, ze normalnie utrzymuje ona wykonuja¬ ca ruchy nawrotne konstrukcje w polozeniu przed¬ stawionym na fig. 2, tzn. w polozeniu zamknietym oraz otwór wlotowy 52 plynu pod cisnieniem, la¬ czacy sie z wnetrzem cylindra 18, w celu otwiera¬ nia zaworu w wyniku reagowania na doprowadza¬ nie plynu pod cisnieniem, mimo dzialania sprezyny.Przechodzac do bardziej szczególowego opisu; nieruchomy cylinder 26, po którym jest prowadzo¬ ny wydrazony element 18 wykonujacej ruchy na¬ wrotne konstrukcji, jest sztywno zamocowany wspólosiowo z wewnetrzna czescia 48 kadluba.Dolny koniec nieruchomego cylindra 26 jest zamkniety za pomoca elementu zamykajacego 27 i wchodzi do otworu 29 wykonanego u dolu we¬ wnetrznej czesci 48 kadluba, a ponadto element tein jesit utrzymytwany we wlasciwym polozeniu za pomoca elementu rurowego 54, w którym przewi¬ dziany jest otwór wlotowy 52 plynu pod cisnieniem, i kitóry jest 'Wsuniety do bocznego otworu przecho¬ dzacego przez zebro 56 konstrukcji kadluba 40, przy czym wewnetrzny koniec elementu rurowe¬ go 54 przechodzi przez otwór elementu walcowego 26.Jak widoczne jest z fig. 3, wewnetrzna czesc 48 kadluba jest przytrzymywana wewnatrz jego ze¬ wnetrznej czesci 42 za pomoca dwóch zeber 58 i 60, tworzac pomiedzy obydwiema tymi czesciami kadluba zasadniczo pierscieniowy przelot. Prze¬ swit .tego -/przelotu moze (byc talk dobrany, ze opory przeplywu przez zawór beda mniej wiecej takie ja'k opory przeplywu pirzeiz -zawór zasuwowy.Male opory przeplywu sa poza tym uzyskiwa¬ ne dzieki temu, ze zarówno zewnetrzna czesc 42 kadluba jak i wewnetrzna jego czesc 48 sa zbiezne zasadniczo pod tym samym katem w kierunku co najmniej otworu wlotowego lub wylotowego, a w wykonaniu przedstawionym na rysunku — w kierunku otworów 44 i 46.W górnym koncu wewnetrznej czesci 48 kadluba jest przewidziany stozkowy element zamykajacy 62, który jest przymocowany do wewnetrznej cze¬ sci 48 kadluba i o wnetrze którego opiera sie gór¬ ny koniec sprezyny 22, opierajacej sie swym dol¬ nym koncem o kolnierz 36 wykonujacego ruchy nawrotne elementu 18.Górny otwór 44 jest przewidziany przy koncu walcowej czesci 64 kadluba, której wewnetrzna srednica odpowiada zewnetrznej srednicy górnego konca wewnetrznej czesci 48 kadluba.Element zamykajacy 50 ma postac walca i ma moznosc przesuwania sie w kierunku osiowym w rurowej czesci 64 kadluba, przy czym jest on uruchamiany w kierunku osiiowym tak by w po¬ lozeniu zamknietym (fig. 2) oprzec sie o element uszczelniajacy 66, umieszczony od spodu stozko- 5 wego górnego konca wewnetrznej czesci kadluba jak i o element uszczelniajacy lub gniazdo 68 w czesci rurowej 64 kadluba.Ten pierscieniowy lub" walcowy element zamy¬ kajacy 50 opiera sie na szeregu promieniowo usy¬ tuowanych ramionach 70 i 72, sztywno polaczo¬ nych z tuleja 74, która jest osadzona na wrzecio¬ nie 20, którego dolny koniec jest polaczony z wnetrzem wykonujacego ruchy nawrotne elemen¬ tu 18, na górnym koncu którego sa przewidziane nakretki dociekane do tulei 74.W odróznieniu od przykladu wykonania przed¬ stawionego na fig. 1, wykonujacy ruchy nawrotne element 10 wedlug fig. 2 jest sam poruszany we¬ wnatrz stozkowego elementu zamykajacego 62 wewnetrznej czesci obudowy. Dokola elementu 18 jest przewidziane uszczelnienie 76, a na jego ze¬ wnetrznej powierzchni czolowej przewidziano pierscien zgarniajacy 78 dla zabezpieczenia od za¬ wiesiny lub innych zanieczyszczen, które moga osiadac na elemencie 18 przy otwartym polozeniu zaworu i które moglyby byc wciagane do wne¬ trza czesci 48 kadluba, wówczas gdy zawór zosrta- je zamykany.Element uszczelniajacy ma postac pierscienio¬ wego gniazda 68, które jest zaopatrzone w we¬ wnetrzna powierzchnie stozkowa i które jest osa¬ dzone w rurowej czesci 64 za pomoca wkretów ustalajacych 80. Pierscien uszczelniajacy 82 jest uimielszczony czesci 64 na zewnatrz gniazda 68. Pierscien uszczelniajacy 84 jest umdeszczony w wycieciu wykonanym na zewnetrznej stronie elementu za¬ mykajacego 50, tak zeby opieral sie o element uszczelniajacy 68. Pierscienie uszczelniajace 68, 82 i 84 moga byc wykonane z syntetycznej gumy, tak ze w razie potrzeby moga one byc latwo wymie¬ niane.Na górnym koncu nieruchomego cylindra 26 jest pinzeiwidziany ostry wystep 86 ze skierowa¬ nym ku dolowi wylotem, przeznaczony do zasysa¬ nia z powrotem do ukladu plynu pod cisnieniem takiej zawiesiny i zanieczyszczen, które ewentual¬ nie moglyby przedostac sie do wnetrza elementu 18. Oczywiscie gdy zawór zostanie zamkniety i gdy obnizy sie cisnienie plynu, tego rodzaju zawiesina jest wyciagana przez wylot wystepu 86.Jak jest widoczne na fig. 2 i 4, w konstrukcji kadluba jest przewidziany inny jeszcze otwór 88, który laczy sie z wnetrzem wewnetrznej czesci 48 tego kadluba. Otwór ten sluzy w razie potrzeby do napelniania wnetrza wewnetrznej czesci 48 kadluba odpowiednim plynem, w celu ochraniania sprezyny 22 od korozji. Jest to o tyle wskazane, ze stalowa sprezyna jest jednym z elementów konstrukcji najbardziej narazonych na. korozje.W rurowej czesai 64 konstrukcji zaworu jest przewidziany otwór 90, przystosowany do tego aby normalnie byl on zamkniety elementem zamaka¬ jacym 92. Na zewnatrz walcowego elementu zamy- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60\ 7 kajacego 50 jest przewidziany znak orientacyjny 94, na przyklad w postaci pierscieniowego rowka, a otwór 90 jest w ten sposób umieszczony w sto¬ sunku tego znaku 94, ze jest on widoczny przez otwór 90, wówczas gdy element zamykajacy 92 zostanie usuniety. Po zamontowaniu zaworu w rurociag umozliwia to sprawdzenie czy zawór po¬ prawnie sie otwiera.W zewnetrznej czesci kadluba 40 przewidziany jest jeszcze jeden otwór 96, zaopatrzony równiez w element zamykajacy 98 i laczacy si^ z prze¬ strzenia pomiedzy zewnetrzna i wewnetrzna cze¬ scia kadluba Obydwa otwory 96 i 90 moga byc zastosowane do sprawdzania zaworu na szczel¬ nosc w polozeniu zamknietym elementu zamyka¬ jacego 50. Po usunieciu obydwóch elementów za¬ mykajacych 92 i 98 i wprowadzeniu plynu pod cisnieniem do wnetrza zaworu przez otwór 96, mozna powiedziec, ze izaiwór jest szczeliny i jeisit zamkniety, jezeli plyn ten wcale nie bedzie wycie¬ kal przez otwór 90.Przedstawiony na fig. 2 — 4 zawór oprócz ma¬ lych oporów przeplywu wykazuje jeszcze te zale¬ te, ze ma zwarta budowe, gdyz caly uklad urucha¬ miajacy jest umieszczony wewnatrz kadluba za¬ woru, i nie wymaga zadnego wolnego miejsca wokól siebie, w przeciwienstwie do konstrukcji przedstawionej na fig. 1. Przedstawiony na fig. 2 — 4 zawór moze byc konstruowany w duzych wy¬ miarach, az do srednicy 24 cali, przez co zawór ten nadaje sie do urzadzen przepompowujacych olej na zbiornikowcach lub do podobnych zastosowan.Odksztalcenia jego pod wplywem cisnienia i naprezen sa bardzo male. Oczywiscie nacisk na zawór jest wywierany tylko na jego piersaieniowa powierzchnie, która jest zwrócona w strone otwo¬ ru 44, a nacisk ten jest przejmowany przez nieru¬ chome gniazdo i ogranicza sie tylko do poprzecz¬ nego przekroju wrzeciona 20.Przedstawiona na fig. 2 — 4 konstrukcja za¬ worowa nadaje sie irówniez do konsitirulkciji zaworu pokazanej na fig. 5, która spelnia wymaganie sta- wiane wielocelowym zbiornikowcom o „podwój¬ nym podziale" („double sectioning") pomiedzy po¬ mieszczeniami, w celu zabezpieczenia sie przeciw¬ ko zanieczyszczaniu przez zaopatrzenie sie w dwa uklady zamykajace wbudowane w jeden zespól, przez co stworzyl sie „podwójny zawór".W przedstawionym na fig. 5 „podwójnym zawo¬ rze" cala kowsrtrulkidja jest symetrycznie umiesz¬ czona w stosunku do wlotu 52 plynu pod cisnie¬ niem, przy czym nieruchomy cylinder 26 jest wspólny dla dwóch czesci zaworu i zaopatrzony jest w wylot prowadzacy do kazdego z cylindrów ruchomych.Elementy dolnej czesci przedstawionego na fig. 5 zaworu sa oznaczone tymi samymi odnosnikami jak elementy jego czesci górnej, ale z dodaniem litery a jako indeksu tych odnosników.Chociaz zawór zostal opisany bardzo szczególo¬ wo z powolaniem sie na rózne przyklady jego wy¬ konania, to rozumie sie samo przez sie, ze nie ogranicza sie on do przedstawionych na rysunku 631 8 i opisanych przykladów wykonania, tak ze moz¬ liwe isia dalsze jego modyfikacje nie wykraczajace poza jego ramy. 5 PL