OPIS PATENTOWY (19) PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) POLSKA (13) B1 ( 21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (5 1) Int.Cl.7 F16K 31/385 (54) Zawór wodny sterowany serwomechanizmem (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: ,CH,1400/96 Geberit Technik AG, Jona, CH (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/97 (72) Twórcy wynalazku: Marcel Heierli, Ulisbach, CH Christian Lobeto, Winterberg, CH (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: WUP 02/02 Kamiński Zbigniew, Kancelaria Patentowa PL B1 (57) 1. Zawór wodny sterowany serwomechanizmem wyposażony w umieszczone między wlotem i wylotem gniazdo zaworowe zamykane przy pomocy ruchomego elementu i w komorę sterującą połączoną przy pomocy otworu dławiącego z wlotem i połączoną z komorą odprężającą przez wyposażony w element zamykający zawór pilotujący, znamienny tym, że jest wyposażony w układ przełączania pneumatycznego (30) uruchamiający element zamykający (17) zaworu (41) przez różnicę ciśnienia powietrza. Fig 1

2 Zawór wodny sterowany serwomechanizmem Zastrzeżenia patentowe 1. Zawór wodny sterowany serwomechanizmem wyposażony w umieszczone między wlotem i wylotem gniazdo zaworowe zamykane przy pomocy ruchomego elementu i w komorę sterującą połączoną przy pomocy otworu dławiącego z wlotem i połączoną z komorą odprężającą przez wyposażony w element zamykający zawór pilotujący, znamienny tym, że jest wyposażony w układ przełączania pneumatycznego (30) uruchamiający element zamykający (17) zaworu (41) przez różnicę ciśnienia powietrza. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element zamykający (17) jest wykonany w kształcie tłoka. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element (17) jest tłokiem różnicowym. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór przelotowy (15) zaworu pilotującego (41) jest wykonany w stałej ściance (14) komory sterującej. 5. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym. że przy otwartym zaworze pilotującym (41) otwór (15) zaworu (41) jest połączony od strony elementu zamykającego (17) z komorą odprężającą (16), która jest połączona z wylotem (7). 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia (19a) elementu zamykającego (17) poddana działaniu ciśnienia wody jest znacznie mniejsza, niż powierzchnia poddana działaniu ciśnienia powietrza. 7. Zawór według zastrz. 6, znamienny tym, że powierzchnia (19a) poddana działaniu ciśnienia wody jest membraną (19), na której jest umocowany tłok zamykający (18). 8. Zawór według zastrz. 7, znamienny tym, że element zamykający (17) jest wyposażony w sprężynę (20). 9. Zawór według zastrz. 8, znamienny tym, że co najmniej jedna z części obudowy (3, 4, 5) jest umocowana zatrzaskowo. 10. Zawór według zastrz. 9, znamienny tym, że część obudowy (5) stanowiąca pokrywę jest umocowana zatrzaskowo na części (4) i membrana (25) elementu zamykającego (17) jest umocowana zaciskowo przez część (5) oraz membrana (10) elementu zamykającego (9) jest umocowana zaciskowo przez pozostałe części obudowy (3, 4). * * * Przedmiotem wynalazku jest zawór wodny sterowany serwomechanizmem wyposażony w umieszczone między wlotem i wylotem gniazdo zaworowe zamykane przy pomocy ruchomego elementu zamykającego i w komorę sterującą połączoną z wlotem przez otwór dławiący. Komora sterująca jest połączona w celu odprężenia z komorą odprężającą przez zawór pilotujący wyposażony w inny element zamykający. Zawory tego typu są znane przykładowo z niemieckiego patentu DE-C W tym rozwiązaniu element zamykający zaworu pilotującego jest umieszczony współosiowo na magnetycznie miękkiej zworze. W komorze magnetycznej oddzielonej od komory sterującej znajduje się magnes przesuwany przy pomocy znajdującego się pod ciśnieniem medium. Element zamykający zaworu pilotującego podnosi się, gdy magnes stały przeciwdziałający sile sprężyny dociskającej zbliży się do elementu zamykającego zaworu. Zawór taki jest skomplikowany i składa się z wielu elementów. W wielu zastosowaniach dodatkową wadę stanowi jego stosunkowo duża wysokość. Celem wynalazku jest skonstruowanie sterowanego przy pomocy serwomechanizmu zaworu wodnego o mniejszych wymiarach, prostszej konstrukcji i tańszego w produkcji. Cel ten zrealizowano według wynalazku przez skonstruowanie zaworu sterowanego serwomechanizmem wyposażonego w umieszczone między wlotem i wylotem gniazdo zawo-

3 rowe zamykane przy pomocy ruchomego elementu i w komorę sterującą. Komora sterująca jest połączona z wlotem otworem dławiącym i z komorą odprężającą zaworem pilotującym. Zawór według wynalazku jest wyposażony w układ pneumatyczny uruchamiający element zamykający zaworu pilotującego bezpośrednio przez różnicę ciśnienia powietrza. Element zamykający zaworu pilotującego jest tłokiem różnicowym. Korzystnym rozwiązaniem jest wykonanie otworu przelotowego zaworu pilotującego w stałej ściance komory sterującej. Przy otwartym zaworze pilotującym otwór przelotowy tego zaworu jest korzystnie połączony z komorą odprężającą która z kolei łączy się z wylotem zaworu wykonanego według wynalazku. Innym korzystnym rozwiązaniem jest takie ukształtowanie elementu zamykającego zaworu pilotującego, że powierzchnia poddana działaniu ciśnienia wody jest znacznie mniejsza niż powierzchnia poddana ciśnieniu powietrza. Powierzchnia elementu zamykającego zaworu pneumatycznego poddana działaniu ciśnienia wody jest korzystnie wykonana w kształcie membrany, na której jest umocowany tłok zamykający. Innym korzystnym rozwiązaniem według wynalazku jest wyposażenie elementu zamykającego zaworu pilotującego w sprężynę naciskową Obudowa zaworu składa się z trzech części, z których co najmniej jedna jest wykonana jako pokrywa i jest korzystnie umocowana zatrzaskowo na pozostałych częściach obudowy. Membrana elementu zamykającego zaworu pilotującego jest korzystnie umocowana zaciskowo przez część będącą pokrywą oraz membrana głównego elementu zamykającego zaworu wykonanego według wynalazku jest umocowana zaciskowo przez pozostałe części obudowy. Dzięki wynalazkowi uzyskano zawór o mniejszych wymiarach, niż w rozwiązaniach stosowanych dotychczas i prostej konstrukcji zawierającej niewiele elementów ruchomych. Wynalazek został przykładowo przedstawiony na rysunku, na którym: Fig. 1 - przedstawia przekrój przez zawór wykonany według wynalazku Fig. 2 - przedstawia otwarty zawór według fig. 1. Zawór przedstawiony na fig. 1 i fig. 2 jest wyposażony w obudowę 2, która składa się z trzech części: 3, 4 i 5. Środkowa część obudowy 4 jest umocowana zatrzaskowo na części 3 i w tym celu jest zaopatrzona w pierścień zatrzaskowy 35 wchodzący w wybranie 38 części 3 i zatrzaski 36 chwytające krawędź 37 części 3 obudowy. Występy 33 są umocowane zatrzaskowo w bocznych wybraniach 34. Część obudowy 5 jest wykonana w kształcie pokrywy i zamocowana zatrzaskowo na części 4 oraz zaopatrzona w kilka języków zatrzaskowych 23, które wchodzą w odsadzenie 24 części 4 obudowy. Dzięki temu jest możliwe proste zmontowanie obudowy 2 bez użycia narzędzi. Części obudowy są wykonane z odpowiednich surowców metodą wtrysku lub odlewania ciśnieniowego. Część obudowy 3 jest wyposażona we wlot 6 i wylot 7 oraz wykonane w kształcie pierścienia gniazdo zaworowe 8 umieszczone w komorze wlotowej 12. Komora 12 łączy się z komorą sterującą 13 przez mały otwór dławiący 11 wykonany w elastycznej membranie gumowej 10, w którą wyposażony jest element zamykający 9. Membrana 10 jest umocowana zaciskowo przez krawędzie części 3 i 4 obudowy i uszczelnia obie te części. Środek membrany 10 jest połączony z elementem usztywniającym, który jest osadzony przesuwnie z niewielkim luzem w pionowej prowadnicy 40 wylotu 7. Część obudowy 4 i ścianka 14 zamykają od góry komorę 13. Ścianka 14 jest wyposażona w umieszczony centralnie otwór 15, który wspólnie ze ścianką 14 i elementem zamykającym 17 tworzy zawór pilotujący 41. Przy otwartym zaworze pilotującym (fig. 2) otwór 15 jest połączony z komorą odprężającą 16. Komora 16 łączy się z wylotem 7 przez promieniowy kanał 16a wykonany w części obudowy 4 i przez kanał pionowy 16b w części obudowy 4. Komora odprężająca 16 jest uformowana przez membranę 19, której środek jest tłokiem zamykającym 18. Krawędź 49 membrany 19 jest zamocowana zaciskowo na elemencie mocującym wykonanym w kształcie pierścienia umieszczonym na tylnej stronie ścianki 14. Tłok zamykający jest zamocowany nierozłącznie na elemencie usztywniającym 43 wykonanym w kształcie talerza i stanowiącym część elementu zamykającego 17. Element zamykający 17 uszczelnia dolną komorę powietrzną 21 względem górnej komory powietrznej 22. Na obwo-

4 dzie elementu usztywniającego 43 jest umieszczona membrana 25, której wewnętrzna krawędź 25a jest umocowana zaciskowo na elemencie usztywniającym 43 i której zewnętrzna krawędź 25b jest umocowana zaciskowo między częścią 4 i częścią 5 obudowy. Sprężyna 20 utrzymuje element zamykający 17 w położeniu zamkniętym według fig. 1. Dolny koniec sprężyny opiera się na elemencie 43, górny koniec sprężyny opiera się na części 5 obudowy. Dolna komora 21 jest połączona z układem przełączania pneumatycznego 30 przy pomocy króćca 27 i przewodu ciśnieniowego 28. Przy uruchamianiu układu przełączania 30, który przykładowo jest wykonany jako przycisk z membraną 30a, w komorze 22 powstaje przykładowo nadciśnienie 0,05 bar. Górna komora 22 jest połączona przy pomocy króćca 26 i przewodu 29 z przyciskiem 30 i przy uruchomieniu przycisku 30 w komorze 22 powstaje podciśnienie na przykład 0,05 bar. Element zamykający 17 jest przez to poddany jednocześnie działaniu nadciśnienia i podciśnienia. Możliwe jest również rozwiązanie według wynalazku, w którym króciec 26 jest otwarty i króciec 27 służący do wytworzenia nadciśnienia w komorze 21 jest podłączony do przycisku pneumatycznego. Innym przykładowym rozwiązaniem według wynalazku jest układ, w którym króciec 27 jest otwarty, a króciec 26 służący do uzyskania podciśnienia w komorze 22 jest podłączony do przycisku pneumatycznego. We wszystkich opisywanych przypadkach element zamykający 17 jest podnoszony na skutek różnicy ciśnień przeciwdziałającej sile sprężyny 20 i jednocześnie zostaje podniesiony z gniazda 15a otworu pilotującego 15 tłok zamykający 18. Poniżej jest opisana zasada działania zaworu 1. Zawór 1 podłączony jest do przewodu wodnego 50 znajdującego się pod ciśnieniem i komora wlotowa 12 oraz sterująca 13 są napełnione wodą. Otwór dławiący 11 w membranie 10 powoduje, że ciśnienie wody w komorze sterującej 13 jest w zasadzie równe ciśnieniu w komorze wlotowej 12. Ponieważ w tym momencie element zamykający 9 w komorze 13 posiada większą powierzchnię poddaną działaniu ciśnienia, niż w komorze 12, powstaje siła, która dociska element zamykający 9 do dołu do gniazda zaworu 8 w sposób pokazany na fig. 1. Otwarcia zaworu dokonuje się przez uruchomienie przycisku 30, przez co element zamykający 17 poddany zostanie działaniu nadciśnienia lub podciśnienia. Różnica ciśnień powoduje pokonanie siły sprężyny 20 i podniesienie elementu 17, aż oprze się on o część 5 obudowy. Zawór pilotujący jest w tym momencie otwarty i woda przepływa przez otwór 15 z komory sterującej 13 do komory odprężającej 16 i następnie przez kanały 16a i 16b do wylotu 7. Spadek ciśnienia w komorze 13 i nie zmienione ciśnienie w kanale wlotowym 12 powodują podniesienie elementu zamykającego 9 z gniazda 9 do położenia przedstawionego na fig. 2. Woda wpływająca przez wlot 6 w kierunku zgodnym ze strzałką 45 przepływa przez otwór 47 w kierunku pokazanym strzałką 44 do wylotu 7 i opuszcza wylot 7 zgodnie ze strzałką 46. Zawór 1 jest otwarty tak długo, jak długo istnieje różnica ciśnień utrzymująca element zamykający 17 w położeniu przedstawionym na fig. 2. Zawór 1 zostanie ponownie zamknięty, gdy zaniknie opisywana różnica ciśnień, przykładowo na skutek samoczynnego odprężenia się membrany 30a w przycisku 30. Sprężyna 20 przesunie się wtedy w dół i tłok zaworu 18 zostanie dociśnięty do gniazda 18 zaworu pilotującego 41. Ponieważ zostanie zamknięty przelot 15, następuje szybkie wyrównanie ciśnień w komorach 13 i 12. Powstaje opisywana wyżej siła dociskająca element 9 do gniazda 8. Następuje zamknięcie zaworu 1.

5 Fig

6 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.