SK285708B6 - Ventil a spôsob nastavenia toku média - Google Patents

Abstract

Ventil (1) obsahuje ventilový plášť (2) so vstupom (3) a výstupom (4) prednostne usporiadanými priamo navzájom oproti sebe na protiľahlých stranách plášťa (2). Vo ventilovom plášti (2) medzi vstupom (3) a výstupom (4) je ventilové teleso (5) uskutočnené s v podstate cylindrickým priechodom (6) a otočne umiestnené v plášti (2) tak, že ventilom (1) v úplne otvorenej polohe priechod (6) spolu so vstupom (3) a výstupom (4) ležia navzájom v jednej línii. V podstate rovinné steny definujúce komory nachádzajúce sa medzi nimi sú uskutočnené s prietokovými otvormi (11, 11') usporiadanými v priechode (6). Na začiatku otváracieho pohybu ventilu spája ventil výhradne s jednou komorou, ktorá cez stenovéotvory a medziľahlé komory spája s komorou protiľahlou a poslednú s výstupom. Počas za sebou idúcich sekvencií otvárania ventilu viac a viac komôr a nakoniec všetky komory sú urobené na spojenie so vstupom, respektíve výstupom. Ventil zahrnuje aspoňjeden pár pretínajúcich sa stien (8a, 8b; 9a, 9b;10a, 10b). Tieto sú umiestnené v priechode (6) tak, že dve oproti sebe nachádzajúce sa komory (K1,K4; k1, k9), nachádzajúce sa čo najbližšie k vstupu, respektíve výstupu ležia symetricky vzhľadom na strednú rovinu, v ktorej sa nachádza stredná os (6a) priechodu počas rotačného pohybu ventilového telesa (5) medzi otvorenou a zavretou polohou a naopak.

Description

Vynález sa týka ventilu, špecifickejšie jedného z typov ventilov uvedených v predvýznakovej časti nároku 1 a tiež spôsobu nastavenia toku média.

Doterajší stav techniky

Je známe, že ventily uvedeného dutinového typu a vysokými hladinami hluku sa vyskytujú v prípade veľkých tlakových spádov pri kvapalinách.

Ústrojenstvá boli opísané napríklad v európskej patentovej prihláške EP-A-0 043 188 a v medzinárodnej patentovej prihláške W088/05880, ktoré sú zamerané na redukovanie sklonu v dutine, a tým hladiny hluku. Uvedené ústrojenstvá sú však relatívne výrobne zložité, a teda nákladné.

Podstata vynálezu

Predmetom predkladaného vynálezu je výroba ventilu uvedeného typu, ktorý predstavuje zjednodušenie v porovnaní s doterajším stavom techniky. Toto je dosiahnuté podľa vynálezu ventilom, obsahujúcim ventilový plášť so vstupom a výstupom prednostne usporiadanými priamo navzájom oproti sebe na protiľahlých stranách plášťa a vo ventilovom plášti medzi vstupom a výstupom, ventilové teleso je uskutočnené s v podstate cylindrickým priechodom a otočné umiestnené v plášti tak, že ventilom v úplne otvorenej polohe priechod spolu so vstupom a výstupom ležia navzájom v jednej línii, v podstate rovinné steny definujúce komory nachádzajúce sa medzi nimi a uskutočnené s prietokovými otvormi) sú usporiadané v priechode, a vstup, na začiatku otváracieho pohybu ventilu, spájajúci výhradne s jednou komorou, ktorý cez stenové otvory a medziľahlé komory spája s komorou protiľahlou a poslednú s výstupom, s viac a viac komorami a nakoniec sú všetky komory vyhotovené na spojenie so vstupom, respektíve výstupom, počas za sebou idúcich sekvencií otvárania ventilu, ktorého podstata spočíva v tom, že ďalej obsahuje najmenej jeden pár stien, ktoré sú umiestnené v priechode v pozdĺžnom smere, ktoré sa v priereze priechodu pretínajú a rozdeľujú priechod na najmenej štyri komory tak, že dve oproti sebe nachádzajúce sa komory umiestnené čo najbližšie k vstupu, respektíve výstupu, ležia symetricky vzhľadom na strednú rovinu, v ktorej sa nachádza stredná os priechodu počas rotačného pohybu ventilového telesa medzi otvorenou a zavretou polohou a naopak, na prúdenie toku média do komory ležiacej čo najbližšie k vstupu otvorov v stenách a na rozdelenie na viaceré prúdy média, spájajúce sa v komore umiestnenej čo najbližšie k výstupu, vyúsťujúc do tlakového spádu.

Vo výhodnom uskutočnení ventil obsahuje dva páry pretínajúcich sa stien, ktoré sú v paralelných pároch a línie pretínania sa nachádzajú na každej strane a paralelne so strednou líniou priechodu.

V ďalšom výhodnom uskutočnení majú otvory štrbinový tvar.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sú štrbiny jednotne sklonené vzhľadom na strednú os priechodu na vytvorenie pravého uhla dvomi priľahlými stenami navzájom.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sú otvory kruhové kanáliky.

Podstatou vynálezu je aj spôsob nastavenia toku média s použitím ventilu podľa uvedeného uskutočnenia.

Ústrojenstvo podľa tohto vynálezu poskytuje množstvo výhod. Vo výrobných podmienkach je veľmi jednoduché dosiahnuť vyššiu stabilitu prostredníctvom kombinácie pretínajúcich sa stien uskutočnených s otvormi. Toto značne redukuje riziko vibrácií vyskytujúcich sa ako výsledok tlakových spádov cez steny. Prichádzajúce toky sa navyše rozdeľujú symetricky a rozdelené toky „sa zrážajú“ navzájom hneď pred výstupom. Toto zrazenie spôsobuje vznik ďalšieho tlakového spádu, pričom poškodenie ventilu je minimalizované, hoci sa môže vyskytovať tvorenie dutín z dôvodu, že tlakový spád je absorbovaný súčasným zrazením a následne do menšej miery ventilovým materiálom. V úplne otvorenej polohe je približne symetrický prúd cez ventil dosiahnutý zabezpečením dobrých hluk redukujúcich charakteristík a nízkym tlakovým spádom v tejto polohe.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude opísaný podrobnejšie ďalej s odkazom na priložené výkresy, na ktorých obr. la v schematickom rovinnom pohľade ukazuje ventil, obr. lb ukazuje pozdĺžny prierez B-B ventilom z obrázka la, obr. 2a v prierezovej schéme ukazuje v podstate cylindrický prietok cez ventil s párom pretínajúcich sa stien podľa vynálezu, obr. 2b ukazuje jednu takúto stenu, obr. 3a, podobne ako obr. 2a, ukazuje priechod s dvoma pármi stien pretínajúcimi sa navzájom v pároch, obr. 3b ukazuje príklad steny podľa obr. 3a, obr. 4, so schémou ventilového telesa pri pohľade zhora zobrazuje, ako sa vyskytuje prietok cez ventilové teleso so štyrmi stenami, ktoré sú v ňom usporiadané.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Guľový ventil 1 obsahuje ventilový plášť 2 so vstupom 3 a výstupom 4 usporiadanými na jeho protiľahlých stranách. Ventilové teleso 5 s v podstate cylindrickým priechodom 6 je otočné umiestnené vnútri plášťa 2. Obr. la ukazuje prepínač 5a spojený s ventilovým telesom 5 pre pracovný chod ventilového telesa 5. V úplne otvorenej polohe tohto ventilu 1 sú vstup 3 a výstup 4 a priechod umiestnené v jednej línii. Obr. lb ukazuje tiež dve kruhové tesnenia 7a, 7b, ktoré zabezpečujú utesnenie medzi vstupom 3, resp. výstupom 4 a ventilovým telesom 5. Odborník v stave techniky ocení, žc sa vyžadujú určité aplikácie len jedného tesnenia.

Podľa tohto vynálezu je aspoň jeden pár pretínajúcich sa stien 8a, 8b, pozri obr. 2a, a 9a, 9b a 10a, 10b, pozri obr. 3a, usporiadaný v priechode 6. Zostrojenie páru stien , ktoré ako je vidieť z obr. 2a a 4, sú usporiadané ako kríž v priechode 6, budú teraz najprv vysvetlené s odkazom na obr. 2a, 2b a 4. Priestor v priechode 6 je rozdelený stenami 8a, 8b na štyri komory KÍ, K2, K3 a K4. Uvedené komory sú umiestnené tak, že komora KÍ leží čo najbližšie pri vstupe 3 a komora K4, ktorá sa nachádza priamo oproti komore Kl, leží čo najbližšie pri výstupe 4. Steny 8a, 8b sú identické a ich vzájomné spojenie je uskutočnené pomocou štrbiny 12 tak, aby mohli byť zasunuté jedna do druhej. Upevnením v priechode 6 sa línia 8c pretínania stien 8a, 8b kryje so strednou líniou 6a priechodu. Ako bude vidieť z obr. 2b, steny 8a, 8b sú uskutočnené s prietokovými štrbinami 11, sklonenými vzhľadom na strednú líniu 6a, prednostne takým spôsobom, že priemetové línie štrbín na dvoch za sebou idúcich stenách v smere prúdov vytvárajú navzájom pravý uhol.

Ako už bude objasnené, keď je ventilové teleso otočené v smere otvorenia, stane sa nasledovné:

Keď pokračuje otvárací pohyb, otvára sa vzrastajúco zväčšované spojenie medzi vstupom 3 a komorou KÍ a zodpovedajúco medzi komorou K4 a výstupom 4. Na začiatku teda médium prúdi do komory KÍ, je tlačená cez štrbiny 11 v stenách 8a, 8b do komôr K2 a K3 v dvoch v podstate rovnakých prúdoch. Uvedené prúdy sú opätovne spájané v komore K4, po čom znovu prechádzajú cez štrbinové otvory 11 v stenách, ktoré ležia medzi komorou K4 a komorami K2, respektíve K3. Odborník v stave techniky ocení tieto výsledky pri tlakovom spáde, konkrétne:

1. Pri prietoku média zo vstupu 3 spôsobom malého otvoru a do komory Kl.

2. Pri prietoku polovičného prúdu cez štrbiny z komory Kl do komory K2 alebo pri prietoku druhého polovičného prúdu cez štrbiny z komory Kl do komory K3.

3. Pri prietoku média polovičných prúdov z komôr K2 a K3 do komory K4.

4. Pri stretnutí polovičných tokov kvapaliny v komore K4.

5. Pri prietoku kvapaliny cez malý otvor medzi komorou K4 a výstupom 4.

Keď sa ventil vzrastajúco otvára, efekt pretínajúcich sa stien 8a, 8b bude zmenšený do takej miery, že keď je ventil úplne otvorený, efekt je nepatrný. Ventil môže potom absorbovať veľmi veľký tlakový spád pri malých otvorových uhloch a ešte môže mať veľkú kapacitu, ak je ventil úplne otvorený. Toto zodpovedá navyše charakteristikám väčšiny procesných systémov, v ktorých čerpací tlak klesá so vzrastajúcou kapacitou, práve ako tlakový spád v pevných ventiloch a potrubiach vzrastá so vzrastajúcim prúdom kvapaliny. Skutočnosť, že steny 8a, 8b v úplne otvorenom ventile rozdeľujú prúd média cez ventil do štyroch v podstate rovnakých prúdov, dáva ventilu veľmi dobré charakteristiky vďaka symetrickým prúdom.

V uskutočnení ventilu podľa vynálezu podľa obr. 3a sú, ako je uvedené, dva páry pretínajúcich sa stien, to znamená, 9a, 9b a 10a, 10b, ktoré ako je vidieť na obr. 3b, sú uskutočnené s kruhovými prietokovými dierami 11' a štrbinami 12, aby umožňovali sústavu, ako je určená na obr. 3a. Páry stien 9a, 9b a 10a, 10b sú symetrické so svojimi príslušnými líniami pretínania 9c, 10c umiestnenými na každej strane strednej línie 6a priechodu 6. Priechod je rozdelený stenami do deviatich komôr, to znamená komoru kl, ktorá leží čo najbližšie k vstupu 3, komory k2 až k7, komora k8, ktorá leží v strede priechodu 6, a komoru k9, ktorá leží čo najbližšie k výstupu 4. Z dôvodov symetrie sú toky kvapaliny v komorách k2, k3, k6 a k7 v podstate rovnaké a majú veľkosť základnej polovice tokov v komorách kl a k9.

Pri malom otvorovom uhle sa vstup 3 spája výhradne s komorou kl a výstup 4 s komorou k9. Podmienky sú podobné tým, ktoré už boli vysvetlené v súvislosti s obr. 2a a obr. 4, ale musí sa poznamenať, že uskutočnenie s dvoma pármi pretínajúcich sa stien podľa obr. 3a má viac bodov zúženia než v uskutočnení s jedným párom pretínajúcich sa stien podľa obr. 2a a 4.

Zúženie môže byť prirodzene prispôsobené zmenením počtu otvorov v stenách definujúcich komory a/alebo veľkosťou uvedených otvorov. Taktiež bude zrejmé, že ventilové teleso nemusí byť nutne sférické, a že vynález je tiež aplikovateľný v sférickom sektore ventilu alebo v cylin drickom/ kónickom škrtiacom ventile za predpokladu, že priechod je v podstate cylindrický.

Je zrejmé, že uskutočnenie podľa vynálezu je tiež výhodné pri ventiloch na regulovanie prúdu plynu alebo pary.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ventil (1) obsahujúci ventilový plášť (2) so vstupom (3) a výstupom (4) prednostne usporiadanými priamo navzájom oproti sebe na protiľahlých stranách plášťa (2) a vo ventilovom plášti (2) medzi vstupom (3) a výstupom (4), ventilové teleso (5) je uskutočnené s v podstate cylindrickým priechodom (6) a otočné umiestnené v plášti (2) tak, že ventilom (1) v úplne otvorenej polohe priechod (6) spolu so vstupom (3) a výstupom (4) ležia navzájom v jednej línii, v podstate rovinné steny definujúce komory nachádzajúce sa medzi nimi a uskutočnené s prietokovými otvormi (11, 1 ľ) sú usporiadané v priechode (6), a vstup, na začiatku otváracieho pohybu ventilu, spájajúci výhradne s jednou komorou, ktorý cez stenové otvory a medziľahlé komory spája s komorou protiľahlou a poslednú s výstupom, s viac a viac komorami a nakoniec sú všetky komory vyhotovené na spojenie so vstupom, respektíve výstupom, počas za sebou idúcich sekvencií otvárania ventilu, vyznačujúci sa t ý m, že ďalej obsahuje najmenej jeden pár stien (8a, 8b; 9a, 9b; 10a, 10b), ktoré sú umiestnené v priechode (6) v pozdĺžnom smere, ktoré sa v priereze priechodu pretínajú a rozdeľujú priechod na najmenej štyri komory (Kl ž K4; kl až k9) tak, že dve oproti sebe nachádzajúce sa komory (Kl, K4; kl, k9) umiestnené čo najbližšie k vstupu (3), respektíve výstupu (4), ležia symetricky vzhľadom na strednú rovinu, v ktorej sa nachádza stredná os (6a) priechodu počas rotačného pohybu ventilového telesa (5) medzi otvorenou a zavretou polohou a naopak, na prúdenie toku média do komory (Kl; kl) ležiacej čo najbližšie k vstupu otvorov (11, lľ) v stenách (8a, 8b; 9a, 9b; 10a, 10b) a na rozdelenie na viaceré prúdy média, spájajúce sa v komore (K4; k9) umiestnenej čo najbližšie k výstupu, vyúsťujúc do tlakového spádu.
2. 2. Ventil podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že obsahuje dva páry pretínajúcich sa stien (9a, 9b, 10a, 10b), ktoré sú v paralelných pároch a línie pretínania (9c, 10c) sa nachádzajú na každej strane a paralelne so strednou líniou (6a) priechodu (6).
3. 3. Ventil podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že otvory (11) majú štrbinový tvar.
4. 4. Ventil podľa nároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že štrbiny sú jednotne sklonené vzhľadom na strednú os (6a) priechodu na vytvorenie pravého uhla dvomi priľahlými stenami navzájom.
5. 5. Ventil podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že otvory (11') sú kruhové kanáliky.
6. 6. Spôsob nastavenia toku média, vyznačuj úci sa t ý m , že sa použije ventil podľa nárokov 1 - 5.