Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.X.1969 58268 KI. 47 g, 21/01 MKP F16kf^Oj|0i; UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Wojciech Kropaczewski, mgr inz. Andrzej Bialecki, mgr inz. Janusz Borowski Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Automatyki i Pomiarów, War¬ szawa (Polska) Zawór sterowany ciecza Przedmiotem wynalazku jest zawór sterowany ciecza, doprowadzona spoza ukladu zaworu, na przyklad z manometrycznego czujnika temperatury, stosowany zwlaszcza jako czlon nastawczy i wy¬ konawczy regulatora bezposredniego dzialania.Dotychczas znane i stosowane zawory sterowane ciecza wyposazone w uklad roboczy sterujacy grzybkiem i w uklad statycznie odciazajacy grzy¬ bek, maja elementy tych ukladów powiazane w dwóch oddzielnych zespolach — roboczym i odcia¬ zajacym, wyposazonych we wlasne korpusy i roz¬ mieszczonych w ten sposób, ze korpus zespolu ro¬ boczego poprzez element laczacy jest nabudowa- ny na korpus zespolu odciazajacego, który z kolei w sposób szczelny jest nabudowany na korpus za¬ woru.Zespól roboczy ma w swoim korpusie walcowa komore szczelnie rozdzielona na dwie czesci za po¬ moca przepony walcowej (popularnie zwanej miesz¬ kiem) jednym koncem polaczonej z podstawa ko¬ mory, a drugim — z tloczkiem roboczym na który oddzialuje cisnienie cieczy roboczej doprowadzo¬ nej spoza ukladu zaworu, przy czym tloczek ro¬ boczy jest zlaczony z trzpieniem roboczym osadzo¬ nym przesuwnie w prowadnicy wykonanej w pod¬ stawie komory znajdujacej sie od strony zespolu odciazajacego.Zespól odciazajacy ma takze w swoim korpusie komore szczelnie rozdzielona na dwie czesci za pomoca przepony walcowej jednym koncem bez- 10 15 20 25 30 posrednio lub za posrednictwem tulei polaczone} z podstawa komory, a drugim koncem z tloczkiem odciazenia, który to tloczek jest polaczony z grzyb¬ kiem zaworu za pomoca wrzeciona osadzonego przesuwnie w prowadnicy wykonanej w podstawie komory.Jedna z dwóch czesci komory w korpusie ze¬ spolu odciazajacego, jest polaczona z przestrzenia za gniazdem zaworu, a druga czesc — z prze-* strzenia przed gniazdem, przy czym ta czesc ko¬ mory, która znajduje sie na zewnatrz przepony walcowej, jest polaczona za pomoca przewodu ru¬ rowego szczelnie osadzonego w kolnierzu korpusu zaworu i w korpusie zespolu odciazajacego, który to przewód umieszczony jest po zewnetrznej stro¬ nie tych korpusów.Trzpien roboczy i wrzeciono — za pomoca któ¬ rych ruch tloczka jest przenoszony na grzybek, stykaja sie ze soba w przestrzeni elementu la¬ czacego zespól roboczy z zespolem odciazajacym.Wszystkie czesci ruchome zaworu maja swobode przemieszczania wzdluz osi gniazda zaworowego, która to os gniazda jest prostopadla do osi wlotu i wylotu korpusu zaworowego. Dla zwiekszenia sztywnosci ukladu elementów ruchomych zaworu, stosowane jest osadzenie wrzeciona w wiecej niz jednej prowadnicy, na przyklad — w dwóch pro¬ wadnicach znajdujacych sie po obu stronach grzyb¬ ka.Istotnymi niedogodnosciami znanych zaworów 58268I 3 sterowanych ciecza, sa duze zmiany obciazenia ukladu roboczego pod wplywem zmian natezenia przeplywu czynnika przez zawór, bedace wyni¬ kiem jedynie statycznego odciazenia grzybka, ich duze wymiary gabarytowe, ujemny wplyw zmia¬ ny kierunku i zwrotu przemieszczania ruchomych elementów ukladu roboczego i ukladu statycznie odciazajacego grzybek na prawidlowosc pracy za¬ woru, duze ilosci uszczelnien na zlaczach korpu¬ sów zaworu i zespolów roboczego i odciazajacego, duze koszty i czasy technologiczne ich wytwarza¬ nia a takze, mozliwosc przystosowania ukladu ele¬ mentów sterowania zaworem i statycznego odcia¬ zenia grzybka jedynie do korpusu zaworu o osi gniazda prostopadlej lub skosnej do kierunku prze¬ plywu czynnika przez zawór, które to korpusy po¬ woduja znaczne straty cisnienia przeplywajacego czynnika.Te niedogodnosci sa spowodowane wykorzysty¬ waniem do odciazenia grzybka cisnienia panujacego poza obrebem strugi dzialajacej na grzybek, nie¬ korzystnym wzajemnym powiazaniem i rozmiesz¬ czeniem czesci skladowych ukladu roboczego i ukladu odciazajacego grzybek — w postaci dwóch zespolów wydzielonych w ich korpusach, rozmiesz¬ czeniem tych zespolów poza obrebem korpusu za¬ woru i kolejno nabudowanych na siebie i na kor¬ pus zaworu, a zatem — duzym przestrzennym roz¬ budowaniem tych zespolów i calego zaworu, duza iloscia czesci skladowych i duzymi masami czesci ruchomych tych ukladów, jak równiez skompliko¬ wana budowa korpusu zaworowego o niestalym kierunku przeplywu strugi.Celem wynalazku jest usuniecie lub znaczne zmniejszenie tych niedogodnosci przez opracowa¬ nie konstrukcji zaworu sterowanego ciecza o ukla¬ dzie odciazajacym grzybek statycznie podczas zamkniecia zaworu i dynamicznie podczas jego otwarcia, oraz o takim wzajemnym powiazaniu i rozmieszczeniu czesci ukladu roboczego i ukladu odciazajacego grzybek, które umozliwilyby zasto¬ sowanie korpusów zaworowych o dowolnym kacie pomiedzy osia gniazda, a osia jego wlotu i wy¬ lotu.Zgodnie z wytyczonym zadaniem, zawór stero¬ wany ciecza w którym ciecz robocza doprowadzona spoza ukladu zaworu jest szczelnie oddzielona wal¬ cowa przepona od czynnika przeplywajacego przez zawór, a wrzeciono grzybka jest osadzone w jednej lub wiecej prowadnic, jest wyposazony w korpus zaworowy z gniazdem oraz w pokrywe z która elementy ukladu roboczego i ukladu odciazajacego grzybek sa powiazane w jeden wymienny zespól, przy czym uklad odciazajacy ma walcowa prze¬ pone szczelnie polaczona jednym koncem z po¬ krywa a drugim koncem z grzybkiem majacym jeden lub wiecej otworów odciazenia laczacych przestrzen przed grzybkiem a przestrzenia za grzybkiem po wewnetrznej stronie walcowej prze¬ pony, przez co cisnienie dynamiczne przeplywaja¬ cej strugi oddzialuje na grzybek z obydwu jego stron.Uklad roboczy ma walcowa przepone szczelnie polaczona jednym koncem z podstawa komory wy- 4 konanej w pokrywie a drugim koncem z robo¬ czym tloczkiem polaczonym z wrzecionem, przy czym uklad roboczy jest powiazany z pokrywa po tej samej jej stronie co i uklad odciazajacy grzy- 5 bek, albo w odmianie rozwiazania po przeciwnej jej stronie niz uklad odciazajacy grzybek.W odmianie rozwiazania, walcowa przepona ukladu roboczego zamiast polaczenia jednego jej konca z roboczym tloczkiem a drugiego jej kon- 10 ca z .podstawa komory wykonanej w pokrywie, ma jeden koniec polaczony z grzybkiem a drugi koniec z pokrywa, podczas gdy grzybek ma otwory wykonane w swojej czesci talerzowej pomiedzy zlaczami obydwu walcowych przepon z grzyb- 15 kiem.Korpus zaworowy ma os Wlotu i wylotu po¬ krywajaca sie z osia gniazda i na koncach wlotu i wylotu ma elementy, na przyklad kolnierzowe, do polaczenia zaworu z rurociagiem w który jest 20 wbudowany, podczas gdy pokrywa korpusu po¬ miedzy swoja czescia srodkowa z która jest po¬ laczona walcowa przepona ukladu odciazenia a swoim pierscieniowym obrzezem do polaczenia z korpusem, ma zebra pomiedzy którymi czynnik ma 25 swobode przeplywu i ma kanal doprowadzenia cieczy roboczej wykonany promieniowo przez jed¬ no z zeber pokrywy.W zaworze sterowanym ciecza moze byc równiez stosowana odmiana korpusu zaworowego w któ- 30 rym os gniazda nie jest równolegla do osi wlotu lub wylotu, lecz na przyklad prostopadla lub skos¬ na. W tej odmianie wykonania zaworu pokrywa nie ma przelotowych otworów stanowiac plyte za¬ mykajaca dostep do wnetrza zaworu, wyposazona 35 w kanal doprowadzenia cieczy roboczej, wykona¬ ny najkorzystniej w jej osi symetrii. Zawór jest wyposazony w tulejke oslaniajaca przepone wal¬ cowa ukladu odciazajacego przed mechanicznym dzialaniem strugi, przy czym ta tulejka jest po- 40 laczona najkorzystniej z grzybkiem.Zawór sterowany ciecza wedlug wynalazku, cha¬ rakteryzuje sie staloscia odciazenia grzybka przy róznych natezeniach przeplywu czynnika przez za¬ wór, zmniejszona iloscia elementów ukladu róbo- 45 czego i ukladu odciazajacego grzybek i wyelimino¬ waniem korpusów tych ukladów a w konsekwen¬ cji, zmniejszona masa elementów ruchomych i bez¬ wladnoscia zaworu oraz zmniejszonym tarciem w prowadnicach wrzeciona, zwartoscia zaworu i ma- 50 lymi jego gabarytami, a takze prawidlowoscia pra¬ cy zaworu niezaleznie od polozenia w jakim za¬ wór bedzie zamontowany, oraz mozliwoscia sto¬ sowania korpusów zaworów majacych dowolny kat pomiedzy osia gniazda a osiami wlotu i wylotu. 55 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój zaworu wypo¬ sazonego w korpus cylindryczny w którego osi jest umieszczone gniazdo zaworowe, oraz w uklad ro- 60 boczy z tloczkiem roboczym, powiazany z pokrywa po tej samej stronie co i uklad odciazajacy grzy¬ bek, fig. 2 — ten sam zawór w widoku od strony pokrywy, fig. 3 — przekrój zaworu wyposazonego w korpus zaworowy o osi gniazda prostopadlej do58268 osi wlotu i wylotu, fig. 4 — przekrój zaworu, któ¬ rego uklad roboczy jest powiazany z pokrywa i umieszczony po jej przeciwnej stronie niz uklad odciazajacy grzybek, fig. 5 — przekrój zaworu w którym uklad roboczy powiazany jest z grzybkiem, a fig. 6 — przekrój zaworu w którym wrzeciono grzybka jest osadzone tylko w prowadnicy zwia¬ zanej z gniazdem zaworowym.Jak przedstawiono na fig. 1-H6, zawór sterowany ciecza sklada sie z korpusu 14 zaworowego z gniaz¬ dem 15 oraz z pokrywy 1 korpusu, z która w jeden wymienny zespól powiazane sa elementy ukladu roboczego i ukladu odciazajacego grzybek 6.Gniazdo 15 zaworowe stanowi razem z korpusem 14 jedna czesc konstrukcyjna jak przedstawiono na fig. 3 albo oddzielna czesc konstrukcyjna osa¬ dzona w podtoczeniu korpusu 14, na przyklad sposobem wciskania, jak uwidoczniono na fig. 4, 5 i 6 lub za pomoca gwintu co uwidoczniono na fig. 1. Gniazdo 15 moze byc równiez wyposazone w prowadnice 3 wrzeciona 4 wykonana w srod¬ kowej czesci gniazda 15 wspartej na zebrach mie¬ dzy którymi przeplywa czynnik, co jest uwidocz¬ nione na fig. 5 i 6.Wrzeciono 4 tworzy razem z grzybkiem 6 jedna czesc konstrukcyjna jak przedstawiono na fig. 3 i 6, albo jest oddzielna czescia sztywno zwiazana z grzybkiem 6, przy czym polaczenie wrzeciona 4 z grzybkiem 6 jest szczelne w przykladowym roz¬ wiazaniu przedstawionym na fig. 5, w którym czesc srodkowa grzybka 6 styka sie z ciecza ro¬ bocza.Wrzeciono 4 jest wykorzystywane tylko do pro¬ wadzenia grzybka 6 wzgledem gniazda 15 zaworo¬ wego lub dodatkowo do zmniejszenia pojemnosci cieczy roboczej w ukladzie roboczym zaworu po¬ przez czesciowe lub calkowite jego wprowadzenie do przestrzeni cieczy roboczej ograniczonej wal¬ cowa przepona 7 albo do polaczenia gyzybka 6 z tloczkiem 5 roboczym. Te formy wykorzystania wrzeciona maja odpowiednio odzwierciedlenie w przykladach wykonania na rysunkach, na których na fig. 6 wrzeciono 4 jest osadzone w prowadni¬ cach 3 gniazda 15, na fig. 5 — w prowadnicach 3 gniazda 15 i pokrywy 1 oraz na fig. 1, 3 i 4 — tylko w prowadnicy 3 pokrywy 1.W odmianach wykonania zaworu przedstawione¬ go na fig. 1 i 4, 6, korpus 14 zaworowy ma os wlotu i wylotu pokrywajaca sie z osia gniazda 15 umieszczonego w jego czesci wlotowej i ma ksztalt cylindra zakonczonego z obydwu stron kolnie¬ rzami do polaczenia zaworu z rurociagiem, oraz ma w swojej czesci wylotowej osadzona w podto¬ czeniu pokrywe 1 w taki sposób, ze wylot pro¬ mieniowo wykonanego kanalu 11 doprowadzenia cieczy znajduje sie pomiedzy korpusem 14 a odcin¬ kiem rurociagu polaczonym z wylotem korpusu 14.Pokrywa 1 pomiedzy swoim pierscieniowym obrzezem do jej osadzenia w korpusie 14 a srod¬ kowa czescia z która polaczone sa elementy ukladu roboczego i ukladu odciazajacego grzybek, ma ze¬ bra 12 miedzy którymi przelotowymi otworami 13 przeplywa czynnik, przy czym przez jedno z ze¬ ber 12 przechodzi kanal 11 doprowadzenia cieczy roboczej spoza zaworu do jego ukladu roboczego.Moze byc równiez zastosowane odmienne uksztal¬ towanie elementów do polaczenia korpusu 14 za- 5 worowego i jego pokrywy 1, co nie jest uwidocz¬ nione na rysunkach, polegajace na tym, ze wyzej wymienione pierscieniowe obrzeze pokrywy 1 z zebrami 12 i obrzezem czesci srodkowej pokrywy 1 stanowia lacznie z korpusem 14 jedna czesc kon- 10 strukcyjna, podczas gdy czesc srodkowa pokrywy z która polaczony jest uklad odciazajacy grzybek, jest osadzona szczelnie w obrzezu w czesci srod¬ kowej i stanowi wlasciwa pokrywe 1. Przy tym uksztaltowaniu elementów polaczeniowych korpu- 15 su 14 i pokrywy 1, kanal 11 ma zewnetrzny wylot w korpusie zaworu.W odmianie wykonania zaworu przedstawionego na fig. 3, korpus 14 zaworowy ma powszechnie zna¬ ny prostopadly uklad osi wlotu, wylotu i gniazda 20 15, zas pokrywa 1 tego korpusu nie ma przeloto¬ wych otworów i stanowi zarazem element zamk¬ niecia otworu korpusu 14, wykonanego w osi gniaz¬ da 15. Kanal 11 doprowadzenia cieczy roboczej jest, wykonany w osi pokrywy 1, albo promienio- 25 wo, analogicznie jak w pokrywie wyposazonej w zebra 12.W tej odmianie wykonania zaworu moze byc równiez uzyta pokrywa 1 z przelotowymi otwora¬ mi 13 pomiedzy zebrami 12, przy jednoczesnym 30 wyposazeniu zaworu dodatkowo w nieuwidocznio- na na rysunkach druga pokrywe jednolita nalozo¬ na na pokrywe 1 z otworami 13, i mocowana do korpusu 14 zaworowego w taki sam sposób, jak odcinek rurociagu z korpusem 14 cylindrycznym. 35 Uklad odciazajacy grzybek 6 ma walcowa przepo¬ ne 8 szczelnie polaczona jednym koncem ze srod¬ kowa czescia pokrywy 1 a drugim koncem z grzyb¬ kiem 6 majacym otwory 9 odciazenia laczace przestrzen przed grzybkiem 6 z przestrzenia po 40 wewnetrznej stronie walcowej przepony 8.Takze powiazany z pokrywa uklad roboczy umieszczony po tej samej stronie pokrywy 1 co i uklad odciazajacy jak uwidoczniono na fig. 1 i 3, albo umieszczony po przeciwnej stronie po- 45 krywy 1 niz uklad odciazajacy jak uwidoczniono na fig. 4, ma walcowa przepone 7 szczelnie pola¬ czona jednym koncem z podstawa komory 2 wy¬ konanej w pokrywie 1 a drugim koncem z tlocz¬ kiem 5 roboczym zlaczonym z wrzecionem 4 grzyb- 50 ka. Podstawa komory 2 jest elementem konstruk¬ cyjnym szczelnie polaczonym z czescia cylindrycz¬ na pokrywy 1 jak uwidoczniono na fig. 3, lub z tulejka 16 osadzona szczelnie w srodkowej czesci pokrywy, przy czym ten element ma w swojej osi prowadnice 3 wrzeciona 4.W odmianie wykonania uklad roboczy uwidocz¬ niony na fig. 5 i 6 ma walcowa przepone 7 szczel¬ nie polaczona jednym koncem z pokrywa 1 a dru¬ gim koncem z grzybkiem 6, przy czym otwory 9 odciazenia wykonane sa w czesci talerzowej grzyb¬ ka 6 pomiedzy zlaczami obydwu walcowych prze¬ pon 8 i 7 z grzybkiem 6.W odmianach wykonania zaworu wyposazonego 65 w uklad roboczy z tloczkiem 5, otwory 9 odciaze- 557 nia sa wykonane w czesci trzonkowej i lub w cze¬ sci talerzowej grzybka 6.W celu ochrony walcowej przepony 8 ukladu odciazenia przed uszkodzeniem struga przeplywa¬ jacego czynnika, zwlaszcza zawiesiny koloidowej, lub przed tworzeniem sie na falach przepony do¬ datkowych zawirowan strugi zwiekszajacych opór przeplywu, zawór jest dodatkowo wyposazony w oslaniajaca tulejke 10 polaczona z grzybkiem 6, oslaniajaca czesciowo (fig. 3) albo calkowicie (fig. 4 i 5) walcowa przepone 8 w strefie dzialania stru¬ gi przeplywajacego czynnika. Oslaniajaca tulejka 10 moze byc równiez polaczona ze srodkowa cze¬ scia pokrywy 1, albo moga byc zastosowane za¬ chodzace na siebie tulejki o rózniacych sie sred¬ nicach, z których jedna jest polaczona z grzyb¬ kiem 6 a druga z pokrywa 1, co nie jest uwidocz¬ nione na rysunkach. PL