SI23350A

SI23350A - Vloĺ˝ek krogelne pipe, ki omogoäśa linearen in logaritemski pretok tekoäśega medija

Info

Publication number: SI23350A
Application number: SI201100062A
Authority: SI
Inventors: FirĹˇt Franc
Original assignee: FirĹˇt Franc
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2011-10-28
Also published as: WO2012118452A1

Abstract

Vložek (1) krogelne pipe, ki omogoča linearen in logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo in druge vrste ventilov, je kot dodaten del vstavljen v kroglo krogelne pipe (2), s tem, da ima vzdolžno luknjo, ki je na vstopni strani medija posebne oblike katere so geometrijski parametri premeri d, D1, D2, radiji R, R1, R2, R3, R4, R5, dolžine L1, L2, L2, L3, L4 in kot 60 stopinj v določenih razmerjih. Vložek (1), je vstavljen v kroglo krogelne pipe (2) tako, da ta glede na njegovo lego in smerzasuka omogoča linearen in logaritemski pretok medija skozi krogelno pipo. Vložek krogelne pipe (1) ima namreč vzdolžno pretočno luknjo (8), ki je na vstopni strani tekočega medija posebej oblikovana v obliki luknje (14), ta pa na dolžini vložka krogelne pipe prehaja pod različnimi radiji do okrogle izstopne luknje (17) tekočega medija iz vložka krogelne pipe (1). Kroglo krogelne pipe (2) v kateri je vstavljen vložek (1) zavrtimo v desno ali levo smer največ za 90 stopinj s pomočjo gredi pipe (3), kiprenaša na kroglo krogelne pipe (2) ročno ali pa alternativno s pomočjo krmiljenega pogona vrtilni moment. V primeru želenega prehoda od linearnega pretoka tekočega medija na logaritemski pretok tekočega medija je potrebno vložek krogelne pipe (1) ki se nahaja v krogli krogelne pipe (2) obrniti glede na širši del (15) in ožji del (16) njegove vstopne luknje tekočega medija (14) za 180 stopinj.

Description

VLOŽEK KROGELNE PIPE, KI OMOGOČA LINEAREN IN LOGARITEMSKI PRETOK TEKOČEGA MEDIJA

Predmet izuma je vložek krogelne pipe vgrajen v kroglo krogelne pipe, ki omogoča ob svoji različni legi in smeri zavrtitve linearen in logaritemski pretok tekočega medija.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum je vložek krogelne pipe s katerim je omogočen linearen in logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo. Vložek krogelne pipe je kot dodaten del vstavljen v obstoječo kroglo krogelne pipe. Vložek krogelne pipe ima vzdolžno pretočno luknjo tekočega medija, ki je na vstopni strani tekočega medija posebne oblike, ta pa z radiji prehaja po njegovi dolžini do okrogle izstopne luknje tekočega medija. Vložek je vstavljen v kroglo krogelne pipe tako, da ta omogoča glede na njegovo lego in smer zavrtitve linearen in logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo. Kroglo krogelne pipe v kateri je vstavljen vložek krogelne pipe zavrtimo v desno in levo smer največ za 90 stopinj s pomočjo gredi, ki prenaša na kroglo krogelne pipe vrtilni moment od ročne zavrtitve ali pa od krmiljenega pogona. Vložek je vstavljen v krogelno pipo, ki omogoča stopenjsko ali pa zvezno nastavitev pretoka tekočega medija. Linearen pretok tekočega medija dosežemo z vložkom krogelne pipe tako, da zavrtimo kroglo krogelne pipe v kateri je ta vstavljen v desno smer za največ 90 stopinj, tako da odpira pretok tekočega medija skozi vložek najprej širši del posebej na vložku oblikovane vstopne luknje tekočega medija. Logaritemski pretok tekočega medija pa dosežemo z vložkom krogelne pipe tako, da zavrtimo kroglo krogelne pipe v katero je ta vstavljen v levo smer za največ 90 stopinj, tako da odpira pretok tekočega medija skozi vložek najprej ožji del posebej na vložku oblikovane vstopne luknje tekočega medija. Želen prehod od linearnega pretoka tekočega medija na logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo in obratno ne zahteva vgradnje ali demontaže dodatnih delov krogelne pipe. Bistvo izuma vložka krogelne pipe je torej v posebni obliki vstopne luknje tekočega medija, v obliki presekov na njeni dolžini do okrogle izstopne luknje tekočega medija, v smeri zavrtitve vložka, v začetku dotoka pretoka tekočega medija • · skozi vložek na širšem delu posebej oblikovane vstopne luknje tekočega medija v primeru nastavitve linearnega pretoka tekočega medija, ter v začetku dotoka pretoka tekočega medija skozi vložek na ožjem delu posebej oblikovane vstopne luknje tekočega medija v primeru nastavitve logaritemskega pretoka tekočega medija. Celotno geometrijo pretočne luknje vložka definirajo geometrijski parametri vložka kot premeri d, D1, D2, radiji R, R1, R2, R3, R4, R5, dolžine L1, L2, L3, L4 ter kot 60 stopinj. Logaritemski in linearni pretok tekočega medija skozi vložek dosežemo torej z določenimi medsebojnimi razmerji med vrednostmi navedenih geometrijskih parametrov vložka, s smerjo zavrtitve vložka in z začetno lego odpiranja pretoka tekočega medija skozi širši oziroma ožji del posebej oblikovane vstopne luknje tekočega medija. Vložek krogelne pipe, ki je predmet izuma ima pred obstoječimi konstrukcijskimi izvedbami krogelnih pip nedvomno velike prednosti, saj na zelo uspešen in zelo enostaven način rešuje problem linearnega in logaritemskega pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo. Vložek krogelne pipe prav tako rešuje problem turbulenc in z njimi povezanih vibracij in s tem šumnosti pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo zaradi tega ker je ta v krogli krogelne pipe in ni v njej in med njo in ohišjem krogelne pipe mrtvih kotov. Problem vrtinčenj in turbulenc pretoka tekočega medija ter s tem pogojena povečana šumnost nastaja pri krogelnih pipah prav zaradi mrtvih kotov v krogli in v področju krogle in ohišja krogelnih pip.

Krogla krogelne pipe je z ohišjem krogelne pipe in navojnim priključkom tesnjena z dvema bočnima tesniloma in dvema elastičnima obročema. V radialna utora na vložku sta vgrajena elastična obroča, ki imata nalogo kompenzacije dilatacij materiala krogle krogelne pipe in vložka krogelne pipe. Ker se mora nahajati vložek kot predmet izuma v krogli krogelne pipe v določeni legi s kroglo krogelne pipe je ta njegova lega zagotovljena z zatičem, ki se nahajata v slepih luknjah vložka in luknjah krogle krogelne pipe. Lega vložka v krogli krogelne pipe je lahko alternativno fiksirana tudi s pomočjo vijakov. Glede na zahteve uporabnikov krogelnih pip so vložki različnih velikostnih stopenj, te pa s tem omogočajo različne pretoke tekočega medija skozi krogelne pipe, s tem pa je tudi omogočena tipizacija sestavnih delov krogelnih pip. Vložek krogelne pipe kot predmet tega izuma ima tudi širšo možnost uporabe pri drugih pipah in ventilih s tem, da morajo biti zahteve po osnovnem gibanju tega vložka zagotovljene. Posebej oblikovana luknja vložka krogelne pipe je • · uporabljiva tudi v drugih izvedbah pip in ventilov kjer je željen linearen in logaritemski pretoka tekočega medija. Z vložkom krogelne pipe in z njegovo posebej oblikovano luknjo pretoka tekočega medija, ki je predmet tega izuma dosežemo v zahtevanih pogojih zavrtitve in poteka odpiranja pretoka linearen in logaritemski pretok povsod tam kjer se to zahteva, zato je ta izum v tehniki krogelnih pip in ventilski tehniki širšega pomena.

Obstoječe krogelne pipe nimajo v kroglah krogelne pipe vložkov, ki bi ob različni legi in različni smeri zavrtitve omogočali linearen in logaritemski pretok tekočega medija. Grobe približke želenih pretokov dosegajo obstoječe krogelne pipe s pretočnimi zaslonkami tekočega medija kot je na primer rešeno s patentno objavo US2001/0030309A1 in z patentno objavo US006039304A patent št.6,039,304, ali pa z v krogli krogelne pipe oblikovano vstopno luknjo tekočega medija v obliki izreza, oziroma vstopno luknjo kakršno ima pretočna zaslonka. Namesto direktno vgrajenega vložka v kroglo krogelne pipe imajo krogelne pipe le pretočne zaslonke z različnimi oblikami vstopnih lukenj tekočega medija ali pa so vstopne luknje tekočega medija že integrirane s kroglo krogelne pipe. Ker pretočna zaslonka ni vgrajena v krogli krogelne pipe pač pa se samo bočno dotika krogle krogelne pipe, ta omogoča nastajanje mrtvih kotov med zaslonko in kroglo krogelne pipe. V teh mrtvih kotih se lahko nabirajo tujki iz instalacij, ki povzročajo poškodbe krogelnih pip. Slaba stran takšne konstrukcijske rešitve je tudi premočno nastajanje vrtinčenj in turbulenc tekočega medija v mrtvih kotih skozi krogelno pipo, ker se prehod tekočega medija skozi zaslonko ali izrez takoj nadaljuje skozi cilindrično pretočno luknjo krogle krogelne pipe brez za pretok ugodnega prehoda, kakršnega nudi prav vložek krogelne pipe, ki je predmet tega izuma. Takšne konstrukcijske rešitve ne omogočajo v popolnosti linearnega in logaritemskega pretoka tekočega medija, pač pa so s svojimi krivuljami pretoka tekočega medija skozi ventil v odvisnosti od kota zavrtitve gredi krogelne pipe in s tem kota zavrtitve krogle krogelne pipe samo nekakšni približki tem pretokom tekočega medija skozi krogelno pipo in se smatrajo kot modificirane karakteristike pretoka krogelnih pip. Problem obstoječih konstrukcijskih rešitev krogelnih pip kjer so za delno doseganje zahtevanih pretokov tekočega medija uporabljene pretočne zaslonke ali samo izrezi v obliki vstopnih lukenj pretoka

tekočega medija na kroglah krogelnih pip je tudi v tem, da zahtevajo te konstrukcijske rešitve več vgradnih sestavnih delov, kar poslabšuje standardizacijo in tipizacijo, ter ekonomiko konstrukcij takšnih krogelnih pip in ventilov.

Izum je prikazan na naslednjih slikah:

Sl. 1 aksonometrijski pogled na vložek krogelne pipe

Sl. 2 ortogonalni pogled na vložek krogelne pipe

Sl. 3 pogled A na vložek z vidno posebej oblikovano vstopno luknjo pretoka medija Sl. 4 pogled B na vložek z vidno okroglo izstopno luknjo pretoka medija Sl. 5 vzdolžni prerez C - C čez vložek krogelne pipe

Sl. 6 vzdolžni prerez D - D čez vložek krogelne pipe

Sl. 7 primer vgradnje vložka v kroglo krogelne pipe oziroma v krogelno pipo Sl. 8 prerez E - E krogelne pipe z vgrajenim vložkom v krogli krogelne pipe

Sl. 9 prerez E - E krogelne pipe z lego krogle krogelne pipe, ki zapira vstop tekočega medija skozi krogelno pipo ter prikazom možne zavrtitve krogle krogelne pipe v desno smer za 90 stopinj s ciljem doseganja linearnega pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo

Sl. 10 prikaz diagrama pri zaprtem vstopu tekočega medija skozi krogelno pipo ter prikaz možne zavrtitve krogle krogelne pipe za 90 stopinj v desno smer s ciljem doseganja linearnega pretoka medija skozi krogelno pipo

Sl. 11 pogled K na lego vložka, ki je vstavljen v kroglo krogelne pipe pri zaprti krogelni pipi pripravljen za odpiranje linearnega pretoka medija skozi krogelno pipo

Sl. 12 prerez E - E krogelne pipe z lego krogle krogelne pipe, ki z zavrtitvijo za 45 stopinj v desno smer odpira linearen pretok medija skozi krogelno pipo

Sl. 13 prikaz diagrama linearnega pretoka medija pri 45 stopinjski zavrtitvi krogle krogelne pipe z vložkom v desno smer

Sl. 14 prerez E - E krogelne pipe z lego vložka in krogle krogelne pipe, ki z zavrtitvijo krogle krogelne pipe z vložkom za 90 stopinj v desno smer popolnoma odpira pretok medija skozi krogelno pipo • · · ·

Sl. 15 prikaz diagrama pretoka tekočega medija pri 90 stopinjski zavrtitvi krogle krogelne pipe z vložkom v desno smer

Sl. 16 prikaz zaprtega linearnega pretoka medija skozi krogelno pipo ter prikaz možne zavrtitve kotnega območja krogle krogelne pipe v levo smer s ciljem doseganja logaritemskega pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo

Sl. 17 prikaz diagrama zaprtega pretoka medija skozi krogelno pipo ter možne zavrtitve krogle krogelne pipe v levo smer za 90 stopinj s ciljem doseganja logaritemskega pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo

Sl. 18 pogled M na lego vložka, ki je vstavljen v kroglo krogelne pipe pri zaprti krogelni pipi pripravljen za odpiranje logaritemskega pretoka medija skozi krogelno pipo

Sl. 19 prerez E - E krogelne pipe z lego krogle krogelne pipe, ki z zavrtitvijo za 45 stopinj v levo smer odpira logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo

Sl. 20 prikaz diagrama logaritemskega pretoka tekočega medija pri 45 stopinjski zavrtitvi krogle krogelne pipe z vložkom v levo smer

Sl. 21 prerez E - E krogelne pipe z lego vložka in krogle krogelne pipe, zavrtene za 90 stopinj v levo smer, ki popolnoma odpira pretok medija skozi krogelno Pipo

Sl. 22 prikaz diagrama logaritemskega pretoka tekočega medija pri 90 stopinjski zavrtitvi krogle krogelne pipe z vložkom v levo smer

Vložek krogelne pipe 1 ima pretočno luknjo 8, ki omogoča glede na njegovo lego in smer zavrtitve v ohišju krogelne pipe 4 linearen in logaritemski pretok tekočega medija. Na zunanji strani vložka krogelne pipe 1 sta dva radialna utora 13 v katerih sta vstavljena elastična obroča 9. Vložek krogelne pipe ima na zunanji strani dve slepi luknji 10, ki služita za vstavitev zatičev 12, ki fiksirata lego vložka krogelne pipe z lego krogle krogelne pipe. Zatiča 12 sta namreč vstavljena tudi v obe luknji 11, ki se nahajata na krogli krogelne pipe 2.

• · · · ·

Montaža vložka krogelne pipe 1 je enostavna. Vložek krogelne pipe s predhodno vstavljenima elastičnima obročema 9 vstavimo v kroglo krogelne pipe 2 glede na želen linearen ali logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo tako, da prekrivata njegovi slepi luknji 10 luknji 11 na krogli krogelne pipe 2, ki sta v simetrali vstavljene gredi pipe 3, nato pa v luknje 10 in 11 vstavimo zatiča 12, ki fiksirata lego vložka 1 v krogli krogelne pipe 2. Demontaža vložka 1 iz krogle krogelne pipe 2 je prav tako enostavna. Vložek krogelne pipe 1 odstranimo iz krogle krogelne pipe 2 tako, da najprej odstranimo iz lukenj 10 in 11 zatiča 12, nato pa izvlečemo vložek krogelne pipe 1 na katerem se v radialnih utorih nahajata elastična obroča 9 iz krogle krogelne pipe 2. V primeru želenega prehoda od linearnega pretoka tekočega medija na logaritemski pretok tekočega medija je potrebno kroglo krogelne pipe 2 v kateri je vstavljen vložek krogelne pipe 1 obrniti glede na širši del 15 in ožji del 16 njegove vstopne luknje tekočega medija 14 za 180 stopinj. Krogla krogelne pipe 2 je z ohišjem krogelne pipe 4 in z vanj privitim navojnim priključkom 5 ali alternativno privito prirobnico tesnjena na vsaki strani z bočnima tesniloma 6 in okroglima tesniloma 7. Vložek krogelne pipe 1, ki je vstavljen v kroglo krogelne pipe 2, je vrtljiv s pomočjo gredi pipe 3. Vrtenje gredi pipe 3 v levo in desno smer je alternativno izvedeno ročno ali alternativno izvedeno s pomočjo krmiljenega pogona. Vložek 1 ima na eni strani posebej oblikovano luknjo 14 s širšim delom 15 in ožjim delom 16, ta oblika luknje pa prehaja na dolžini vložka L1 pod različnimi radiji do izstopne luknje 17, ki je okrogle oblike. Posebej oblikovano vstopno luknjo 14 tekočega medija tvorijo geometrijski parametri, d, D1, D2, R1, R2, R3, R4, L2, L3, ki so v določenih medsebojnih velikostnih razmerjih in kot 60 stopinj. Smer vstopa medija v krogelno pipo je vedno skozi navojni priključek 5 ali pa alternativno skozi na ohišje krogelne pipe 4 privito prirobnico.

Linearni in logaritemski pretok lahko z uporabo tega vložka dosežemo tudi pri vseh ostalih pipah in ventilih pod pogojem, da v zahtevanih legah zavrtimo v njih vstavljen vložek 1 z zahtevanim kotom v zahtevano smer.

Material iz katerega je izdelan vložek 1 je različen glede na zahteve uporabnika krogelne pipe in vrsto tekočega medija katerega pretok gre skozi njegovo pretočno luknjo 8.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Vložek krogelne pipe, ki omogoča linearen in logaritemski pretok tekočega medija označen s tem da ima pretočno luknjo (8), ki služi za pretok tekočega medija, da je ta pretočna luknja na vstopni strani tekočega medija posebej oblikovane oblike, katero tvorijo geometrijski parametri kot premeri d, D1, D2, R, R1, radiji R2, R3, R4, R5, dolžine L1, L2, L2, L3, L4 ter kot 60 stopinj s tem, da so ti geometrijski parametri v medsebojnih velikostnih razmerjih torej da sta radija R1 in R2 enaka in sta velikosti 0,113 kratnika premera D1, da sta središči radijev R2 napram središču radia R1 v medsebojni legi pod kotom 60 stopinj, da radija R2 z radijem R1 povezujeta radija R3 velikosti premera D1, da oba radija R2 povezuje radij R4 velikosti polovice premera D1, da je razdalja L2 od središča radija R1 do simetrale vložka (1) velikosti 0,386 kratnika premera D1, da je razdalja L3 med radijem R1 in radijem R4 velikosti premera D1, da je premer d 0.414 kratnik premera D1, da je njegova dolžina pretočne luknje (8) L1 1,492 kratnik premera D1, da prehaja oblika vstopne luknje (14) tekočega medija po dolžini L1 vložka (1) v radiju R5, ki je 3,953 kratnik premera D1, da je radij R 0,868 kratnik premera D1, da je središče radija R odmaknjeno od roba izstopne odprtine (17) vložka (1) za razdaljo L4, ki je 0.649 kratnik premera D1, ter da je ta v krogli krogelne pipe (2) izmenljiv.
2. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da se doseže z njim linearen pretok tekočega medija skozi krogelno pipo tako, da zavrtimo kroglo krogelne pipe (2) v katero je ta vstavljen v desno smer tako, da odpira pretok tekočega medija skozi vložek najprej širši del (15) posebej oblikovane vstopne luknje (14) tekočega medija.
3. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da se doseže z njim logaritemski pretok tekočega medija skozi krogelno pipo tako, da zavrtimo kroglo krogelne pipe (2) v katero je ta vstavljen v levo smer tako, da odpira pretok tekočega medija skozi vložek najprej ožji del (16) posebej oblikovane vstopne luknje (14) tekočega medija.
4. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da je drsno vstavljen v kroglo krogelne pipe (2) v njeno cilindrično luknjo velikosti zunanjega premera vložka krogelne pipe D2.
5. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da ga je takrat, ko je vstavljen v krogli krogelne pipe (2), ki je vrtljivo nameščena v ohišju krogelne pipe (4) možno skupaj s kroglo krogelne pipe (2) zavrteti za maksimalen kot 90 stopinj v levo in desno smer s pomočjo gredi pipe (3), ki je alternativno zavrtena ročno ali pa alternativno zavrtena s krmiljenim pogonom.
6. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da ima na zunanji strani dva radialna utora (13), v katerih sta vstavljena elastična obroča (9), ki zaradi različnih vrst materialov vložka krogelne pipe in krogle krogelne pipe kompenzirata dilatacije teh dveh delov, ter dušita vibracije zaradi pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo, ter s tem zmanjšujeta šumnost krogelne pipe.
7. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da ima dve slepi luknji (10), ki služita za vstavitev zatičev (12) z namenom fiksiranja lege vložka (1) s kroglo krogelne pipe (2), ter da služita ti dve luknji alternativno tudi za fiksiranje lege vložka z vijakom.
8. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da je uporabljiv tudi v drugih izvedbah pip in ventilov kjer ga je možno vgraditi v njihova ohišja z namenom ustvarjanja linearnega in logaritemskega pretoka tekočega medija pod pogojem, da je zagotovljen zasuk vložka (1) za kot 90 stopinj v levo in desno smer, ter da je zagotovljen način odpiranja pretoka glede na širši del (15) in ožji del (16) vstopne luknje tekočega medija (14) na vložku (1).
9. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da ga je potrebno v krogli krogelne pipe (2) v primeru želenega prehoda od linearnega pretoka tekočega medija na logaritemski pretok tekočega medija obrniti glede na širši del (15) in ožji del (16) njegove vstopne luknje tekočega medija (14) za 180 stopinj.
10. Vložek po zahtevku 1 označen s tem da je lahko izdelan iz različnih materialov glede zahteve uporabnika krogelnih pip in na vrsto pretoka tekočega medija skozi krogelno pipo.