PL B1. FILA ANTONI POLSKA FABRYKA WODOMIERZY I CIEPŁOMIERZY FILA, Sztum, PL BUP 15/07. ANTONI FILA, Czernin, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. G01F 7/00 ( ) F16K 3/24 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Zestaw wodomierzy oraz zawór zwrotny wodomierza (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 15/07 (73) Uprawniony z patentu: FILA ANTONI POLSKA FABRYKA WODOMIERZY I CIEPŁOMIERZY FILA, Sztum, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/11 (72) Twórca(y) wynalazku: ANTONI FILA, Czernin, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Jacek Czabajski PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Dziedzina techniki Przedmiotem wynalazku jest zestaw wodomierzy, zawierający wodomierz o większym nominale przepływu, włączony na rurociągu głównym wody, oraz równolegle podłączony, wodomierz o mniejszym nominale przepływu. Przedmiotem wynalazku jest także zawór zwrotny wodomierza. Stan techniki Zestawy wodomierzy opracowane zostały dla zwiększenia dokładności wskazań w obszarach mierniczych wodomierzy skrzydełkowych i śrubowych. Tego rodzaju zestawy wodomierzy znajdują zastosowanie w przypadkach znacznych zmian natężeń przepływów w rurociągu wodociągowym. Dzieje się to zwłaszcza w przypadkach gdy w dłuższych okresach czasu odbiór wody następuje przy stosunkowo niewielkich natężeniach przepływu, a następnie występuje konieczność pokrycia zapotrzebowania wody przy dużych natężeniach przepływu, w ciągu krótszych okresów czasu. Znanych jest szereg konstrukcji zestawów wodomierzy, w tym wodomierzy sprzężonych. W znanych wodomierzach tego rodzaju wodomierz główny włączony jest w przewód zasilający instalację odbiorczą z sieci wodociągowej, na przykład w obiekcie mieszkalnym. Równolegle, na wejściu i wyjściu wodomierza głównego przyłączone jest wejście i wyjście wodomierza bocznego. Kolejne znane rozwiązanie wodomierza złożonego zostało przedstawione w opisie patentowym nr EP W tym znanym rozwiązaniu, wodomierz złożony przepływu zawiera główny miernik do pomiaru większych przepływów. Posiada także drugi miernik umiejscowiony na drugim przewodzie lub kanale do mierzenia mniejszych przepływów. Łącznik nad zaworem jest umiejscowiony za głównym miernikiem. Łączniki kierują przepływy w zależności od różnych ciśnień oraz od napięcia sprężyny zaworu. Drugi przewód lub kanał doprowadzony jest do obudowy króćca. Wciskany i zamykający element zaworu zwrotnego w postaci grzybka ułożony jest w korpusie. Element zamykający jest przesuwny wzdłuż osi zaworu zwrotnego. Przy spadku ciśnienia poniżej ciśnienia zadziałania zaworu zwrotnego, następuje zamknięcie zaworu pod naciskiem ściągniętej sprężyny. Strefa kompensacji oraz kanał przepływowy jest uformowany pomiędzy grzybkiem zamykającym oraz obudową łącznika. Obudowa zaworu zwrotnego ma króciec wlotowy głównego przepływu. W tym rozwiązaniu nadmiar przepływu rozkłada się między nie pracujący kanał obudowy i pomiędzy dolotowy kanał w tylnej części obudowy. Pierścień uszczelniający pozawala na uszczelnienie gniazda grzybka zaworu zwrotnego. Zawór zwrotny jest wyposażony we własny króciec wlotowy, tak, że przekrój wlotu kanału przepływowego jest większy niż płaszczyzna powierzchni grzybka. W zależności od natężenia przepływu wody, przy większych przepływach otwiera się grzybek zaworu zwrotnego, zaś przy mniejszych przepływach zawór zwrotny zamyka się pod naciskiem sprężyny powrotnej, i otwiera się kanał boczny z miernikiem mniejszych przepływów. Kolejną znaną konstrukcję wodomierza sprzężonego równolegle przedstawiono w opisie zgłoszeniowym wynalazku nr P Istotą tego rozwiązania jest konstrukcja zaworu przełączającego, który jest tu wykonany jako zawór jednogniazdowy. Zawór ten stanowi odmianę zaworu zmiennego obciążenia. Według tego znanego rozwiązania, zawór jednogniazdowy posiada kompletny układ przełączający z kilkoma sworzniami ślizgowymi usytuowanymi poza obszarem wlotowym. Na tych sworzniach organ zamykający obciążony jest kilkoma sprężynami dociskowymi i jest prowadzony ślizgowo wzdłuż tych sworzni. Funkcje otwierania i zamykania realizuje się w jednym stopniu spiętrzenia, wykonanym stożkowo. W kolejnym rozwiązaniu znanym z opisu patentowego nr P , zestaw wodomierzy połączonych równolegle zawiera wodomierz główny do którego mufy wlotowej przyłączony jest króciec wlotowy wodomierza bocznikowego. Mufa wylotowa wodomierza głównego połączona jest z króćcem zawierającym zawór zwrotny. Do mufy wylotowej przyłączony jest króciec wylotowy wodomierza bocznikowego. Otwory króćców tego wodomierza bocznikowego zaopatrzone są w dysze których osie symetrii otworów skierowane są równolegle do kierunku przepływu cieczy w wodomierzu głównym. Otwór jednej dyszy skierowany jest zgodnie z kierunkiem przepływu. Otwór drugiej dyszy skierowany jest naprzeciw kierunku przepływu. Wodomierz bocznikowy, podobnie jak wodomierz główny, zawiera w króćcu wylotowym zawór zwrotny. Oba wodomierze według tego znanego rozwiązania zawierają otwory rewizyjne zamknięte śrubami. Opisane zestawy wodomierzy, pracujących równolegle, gdzie wodomierz główny pracuje przy wyższych zakresach przepływu, zaś wodomierz bocznikowy pracuje przy niższych zakresach prze-

3 PL B1 3 pływu, wyposażone są, każdy z nich, w zawór zwrotny spełniający obok funkcji włączania i wyłączania zasilania wymienionych zaworów w zależności od natężenia przepływu wody, także funkcję zaworu antyskażeniowego, w wypadkach cofania się wody z instalacji do sieci zasilającej. W większości znanych rozwiązań, zawory tego rodzaju stanowią konstrukcje zawierające gniazdo grzybka z którym grzybek zaworu współpracuje odcinając przepływ wody, przy czym grzybek zaworu zawiera płaską stopkę z trzpieniem osadzonym przesuwnie w korpusie obudowy, i między tą płaską stopką a kołnierzem otworu trzpienia, na tym trzpieniu osadzona jest sprężyna, często o regulowanym naprężeniu. Naprężenie sprężyny decyduje tu o momencie otwarcia i zamknięcia zaworu zwrotnego, co limituje moment przełączania pomiaru natężenia przepływu z wodomierza głównego na wodomierz bocznikowy. Należy dodać że zestaw wodomierzowy opisanego rodzaju pozwala eliminować błędy pomiaru występujące przy pomiarach przepływu wody w wodomierzu głównym, gdy natężenie przepływu spada poniżej dolnej dopuszczalnej granicy przepływu gwarantującej poprawne działanie wodomierza głównego. Te niższe natężenia przepływu muszą być mierzone na mniejszych wodomierzach, gwarantujących poprawność pomiaru w opisanych warunkach. Znane rozwiązanie zaworu zwrotnego innego rodzaju przedstawiono w opisie patentowym wynalazku nr PCT/DE99/ Sprężysty zawór przełączający zestawu wodomierzy wykonany jest jako zawór jednogniazdowy i służy do samoczynnego przełączania przepływu wody z wodomierza głównego do wodomierza bocznego i na odwrót. Ten znany zawór posiada grzybek przełączający z kilkoma sworzniami ślizgowymi, usytuowanymi poza obszarem wlotowym. Na tych sworzniach grzybek zaworu jest prowadzony. Sworznie te usytuowane są w tym znanym rozwiązaniu poza obszarem wlotowym. Istota wynalazku Zestaw wodomierzy, zawiera wodomierz o większym nominale przepływowym oraz przyłączony do niego równolegle wodomierz o mniejszym nominale przepływowym. Kanał wlotowy do wodomierza o mniejszym nominale przyłączony jest w zestawie wodomierzy do łącznika wlotowego do wodomierza o większym nominale, zaś kanał wylotowy wody z tego wodomierza o mniejszym nominale jest przyłączony do łącznika wylotowego wody z wodomierza o większym nominale. W króćcach wylotowych wody z obu wodomierzy znajdują się zawory zwrotne. Grzybek zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale ma obwodowy kołnierz oporowy współpracujący z powierzchnią gniazda tego zaworu. Zestaw wodomierzy według wynalazku charakteryzuje się tym, że wylot wody z wodomierza o mniejszym nominale znajduje się po stronie instalacji odbiorczej wody, poza powierzchnią boczną grzybka zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale. Ten wylot wody z wodomierza o mniejszym nominale znajduje się w odległości nie większej niż długość skoku tego grzybka zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale. W położeniu otwartym zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale, pomiędzy powierzchnią boczną grzybka tego zaworu zwrotnego a powierzchnią otworu wylotowego kanału wylotowego wodomierza o mniejszym nominale, znajduje się szczelina. W korzystnej postaci, powierzchnia boczna grzybka zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale ma kształt cylindryczny, zaś wielkość wymienionej szczeliny wynosi od 0,1 do 0,5 średnicy tego otworu wylotowego kanału wylotowego wodomierza o mniejszym nominale. Długość tej powierzchni bocznej grzybka zaworu zwrotnego o większym nominale, jest co najmniej równa średnicy otworu wylotowego wodomierza o mniejszym nominale. Pozwala to na całkowite przysłonięcie otworu wylotowego wody z wodomierza o mniejszym nominale, z pozostawieniem szczeliny pomiędzy tą powierzchnią cylindryczną grzybka zaworu zwrotnego, a płaszczyzną tego otworu wylotowego wody z wodomierza o mniejszym nominale. Powoduje to, że przepływomierz o mniejszym nominale pracuje w sposób ciągły przy mniejszym przepływie wody, nawet przy otwartym zaworze zwrotnym wodomierza o większym nominale. Zawór zwrotny wodomierza głównego, zawiera grzybek współpracujący z gniazdem w łączniku wylotowym wody z wodomierza. Grzybek osadzony jest na trzonku przesuwnie w tulei prowadzącej i pomiędzy tą tuleją prowadzącą, a kołnierzem na końcu trzonka, osadzona jest sprężyna rozporowa. Według wynalazku, zawór zwrotny charakteryzuje się tym, że na trzonku prowadzącym osadzony jest kołnierz zatrzasku i na tym samym trzonku znajduje się zamocowany element sprężysty o co najmniej dwóch ramionach zatrzaskowych. Na ramionach zatrzaskowych elementu sprężystego znajdują się garby współpracujące z kołnierzem zatrzasku. Wymieniony element sprężysty w korzystnym rozwiązaniu, zamocowany jest pomiędzy górnym końcem sprężyny rozporowej, a kołnierzem na końcu trzonka grzybka zaworu.

4 4 PL B1 Korzystne skutki wynalazku Zawór zwrotny według wynalazku stanowi nowy rodzaj zaworu zwrotnego zatrzaskowego, pozwalającego wyeliminować strefę minimalnych otwarć wodomierza o większym nominale. Zwykle ta strefa minimalnych otwarć tego wodomierza obarczona jest błędami pomiarowymi wykraczającymi poza pole jego dopuszczalnych błędów. Otwarcie zaworu o zaproponowanej konstrukcji następuje później niż zwykle i od razu w strefie jego dopuszczalnych błędów. Napięcie wstępne elementu sprężystego oraz obecność garbów współpracujących z krawędzią kołnierza zatrzaskowego powodują, że zawór zwrotny według wynalazku otwiera się dopiero przy pewnej wartości ciśnienia wody i to od razu w stopniu większym niż minimalny, eliminując minimalne przepływy, obarczone zwykle największym błędem pomiaru. Przykład wykonania Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na załączonym rysunku gdzie przedstawiono: Fig. 1 - półwidok półprzekrój zestawu wodomierzy w kierunku prostopadłym do kierunku przebiegu osi turbiny wodomierza. Fig. 2 - półwidok półprzekrój zestawu wodomierzy w kierunku równoległym do kierunku przebiegu osi turbiny wodomierza. Fig. 3 - przekrój zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale. Zestaw wodomierzy, zawiera wodomierz 1 o większym nominale przepływowym oraz przyłączony do niego równolegle wodomierz 2 o mniejszym nominale przepływowym. Kanał wlotowy 3 do wodomierza 2 o mniejszym nominale, przyłączony jest w zestawie wodomierzy do łącznika wlotowego 4 do wodomierza 2 o większym nominale. Kanał wylotowy 5 wody z tego wodomierza 2 o mniejszym nominale jest przyłączony do łącznika wylotowego 6 wody z wodomierza 1 o większym nominale. W króćcach wylotowych 7, 8 wody z obu wodomierzy 1, 2 znajdują się zawory zwrotne 9, 10. Grzybek 11 zaworu zwrotnego 10 wodomierza 1 o większym nominale ma obwodowy kołnierz oporowy 12 współpracujący z powierzchnią gniazda 13 tego zaworu. W zestawie wodomierzy 1, 2 wylot wody z wodomierza 2 o mniejszym nominale znajduje się po stronie instalacji odbiorczej wody, poza powierzchnią boczną 14 grzybka 11 zaworu zwrotnego 10 wodomierza 1 o większym nominale. Ten otwór wylotowy 15 wody z wodomierza 2 o mniejszym nominale znajduje się w odległości nie większej niż długość skoku tego grzybka 11 zaworu zwrotnego 10 wodomierza 1 o większym nominale. W położeniu otwartym zaworu zwrotnego 10 wodomierza 1 o większym nominale, pomiędzy powierzchnią boczną 14 grzybka 11 tego zaworu zwrotnego 10, a powierzchnią otworu wylotowego 15 kanału wylotowego wodomierza 2 o mniejszym nominale, znajduje się szczelina 16. W przykładzie wykonania pokazanym na załączonym rysunku fig. 1, fig. 2 oraz fig. 3, powierzchnia boczna 14 grzybka 11 zaworu zwrotnego 10 wodomierza 1 o większym nominale ma kształt cylindryczny, zaś wielkość wymienionej szczeliny wynosi 0,12 średnicy tego otworu wylotowego kanału wylotowego wodomierza o mniejszym nominale, która przykładowo wynosi 6 mm. Tym samym w tym przykładzie wykonania, szerokość wymienionej szczeliny wynosi 0,72 mm. Długość tej powierzchni bocznej 14 grzybka zaworu zwrotnego o większym nominale, jest w przykładzie wykonania pokazanym na rysunku fig. 1, fig. 2 oraz fig. 3, większa od średnicy otworu wylotowego 15 wodomierza 2 o mniejszym nominale, i wynosi w tym przykładzie wykonania 7 mm. Pozwala to na całkowite przysłonięcie otworu wylotowego 15 wody z wodomierza 2 o mniejszym nominale, z pozostawieniem szczeliny 16 o przykładowej szerokości 0,72 mm, pomiędzy tą boczną powierzchnią 14 cylindryczną grzybka 11 zaworu zwrotnego 10, a płaszczyzną tego otworu wylotowego 15 wody z wodomierza 2 o mniejszym nominale. Powoduje to, że wodomierz 2 o mniejszym nominale pracuje w sposób ciągły, nawet przy otwartym zaworze zwrotnym 10 wodomierza 1 o większym nominale. Zawór zwrotny 10 wodomierza 1, zawiera grzybek 11 współpracujący z gniazdem 13 w łączniku wylotowym 6 wody z wodomierza 1. Grzybek 11 osadzony jest na trzonku 17 przesuwnie w tulei prowadzącej 18 i pomiędzy tą tuleją prowadzącą 18, a kołnierzem oporowym 19 na końcu trzonka 11, osadzona jest sprężyna rozporowa 20. Na trzonku prowadzącym 17 osadzony jest kołnierz 21 zatrzasku i na tym samym trzonku 11 znajduje się zamocowany element sprężysty 22. W przykładowym wykonaniu pokazanym na załączonym rysunku fig. 1, fig. 2 oraz fig. 3, element sprężysty 22 ma dwa ramiona zatrzaskowe. Na ramionach zatrzaskowych elementu sprężystego 22 znajdują się garby 23 współpracujące z kołnierzem 21 zatrzasku. Wymieniony element sprężysty 22 w przykładowym rozwiązaniu na postać

5 PL B1 5 pręta w kształcie litery U i zamocowany jest pomiędzy górnym końcem sprężyny rozporowej 20, a kołnierzem oporowym 19 na końcu trzonka 17 grzybka 11 zaworu 10. Króciec wylotowy 7 wodomierza 1 o większym nominale wyposażony jest w otwór ze śrubą rewizyjną 24. Wykaz oznaczeń na rysunku. 1. Wodomierz o większym nominale. 2. Wodomierz o mniejszym nominale. 3. Kanał wlotowy. 4. Łącznik wlotowy. 5. Kanał wylotowy. 6. Łącznik wylotowy. 7. Króciec wylotowy. 8. Króciec wylotowy. 9. Zawór zwrotny. 10. Zawór zwrotny. 11. Grzybek zaworu zwrotnego. 12. Kołnierz oporowy. 13. Gniazdo zaworu. 14. Powierzchnia boczna grzybka zaworu. 15.Otwór wylotowy wody. 16.Szczelina. 17. Trzonek grzybka zaworu. 18. Tuleja prowadząca. 19. Kołnierz oporowy. 20. Sprężyna rozporowa. 21. Kołnierz zatrzasku. 22. Element sprężysty. 23. Garb. 24. Śruba rewizyjna. Zastrzeżenia patentowe 1. Zestaw wodomierzy, zawierający wodomierz o większym nominale oraz przyłączony do niego równolegle wodomierz o mniejszym nominale, gdzie kanał wlotowy do wodomierza o mniejszym nominale przyłączony jest do łącznika wlotowego do wodomierza o większym nominale, zaś kanał wylotowy wody z tego wodomierza o mniejszym nominale jest przyłączony do łącznika wylotowego wody z wodomierza o większym nominale, przy czym w króćcach wylotowych wody z obu wodomierzy znajdują się zawory zwrotne, zaś grzybek zaworu zwrotnego wodomierza o większym nominale ma obwodowy kołnierz oporowy współpracujący z powierzchnią gniazda tego zaworu, znamienny tym, że otwór wylotowy /15/ wody z wodomierza /2/ o mniejszym nominale znajduje się po stronie instalacji odbiorczej wody, poza powierzchnią boczną /14/ grzybka /11/ zaworu zwrotnego /10/ wodomierza /1/ o większym nominale, lecz w odległości nie większej niż długość skoku tego grzybka /11/ zaworu zwrotnego /10/. 2. Zestaw wodomierzy według zastrz. 1, znamienny tym, że w położeniu otwartym zaworu zwrotnego /10/ wodomierza /1/ o większym nominale, pomiędzy powierzchnią boczną /14/ grzybka /11/ tego zaworu zwrotnego /10/ a powierzchnią otworu wylotowego /15/ kanału wylotowego /6/ wodomierza /1/ o mniejszym nominale, znajduje się szczelina /16/. 3. Zestaw wodomierzy według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia boczna /14/ grzybka /11/ zaworu zwrotnego /10/ wodomierza /1/ o większym nominale ma kształt cylindryczny. 4. Zestaw wodomierzy według zastrz. 3, znamienny tym, że wielkość szczeliny /16/ wynosi od 0,1 do 0,5 średnicy tego otworu wylotowego /15/ kanału wylotowego /6/ wodomierza /2/ o mniejszym nominale. 5. Zestaw wodomierzy według zastrz. 1, znamienny tym, że długość powierzchni bocznej /14/ grzybka /11/ zaworu zwrotnego /10/ wodomierza /1/ o większym nominale, jest co najmniej równa średnicy otworu wylotowego /15/ z wodomierza /2/ o mniejszym nominale.

6 6 PL B1 6. Zawór zwrotny wodomierza, zawierający grzybek współpracujący z gniazdem w łączniku wylotowym wody z wodomierza, gdzie grzybek osadzony jest na trzonku przesuwnie w tulei prowadzącej i pomiędzy tą tuleją prowadzącą, a kołnierzem na końcu trzonka, osadzona jest sprężyna rozporowa, znamienny tym, że na trzonku /17/ grzybka /11/ zaworu zwrotnego /10/ osadzony jest kołnierz /21/ zatrzasku i na tym samym trzonku /17/ znajduje się zamocowany element sprężysty /22/ zawierający co najmniej dwa ramiona zatrzaskowe. 7. Zawór zwrotny według zastrz. 6, znamienny tym, że na ramionach elementu sprężystego /22/ znajdują się garby /23/ współpracujące z kołnierzem /21/ zatrzasku. 8. Zawór zwrotny według zastrz. 6, znamienny tym, że element sprężysty /22/ zamocowany jest pomiędzy górnym końcem sprężyny rozporowej /20/ a kołnierzem oporowym /19/ na końcu trzonka /17/ grzybka /11/ zwrotnego /10/. Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1