PL B1. DANFOSS A/S,Nordborg,DK ,DE, James David Messmer,Aarhus,DK BUP 08/02

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F16K 11/20 ( ) F16K 1/36 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Zawór, a zwłaszcza zawór grzejnikowy (30) Pierwszeństwo: ,DE, (73) Uprawniony z patentu: DANFOSS A/S,Nordborg,DK (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 08/02 (72) Twórca(y) wynalazku: James David Messmer,Aarhus,DK (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/08 (74) Pełnomocnik: Szymon Łukaszyk, Kancelaria Patentowa Łukaszyk PL B1 (57) 1. Zawór, a zwłaszcza zawór grzejnikowy, którego obudowa posiada podłączenie wlotowe i podłączenie wylotowe, pomiędzy którymi znajduje się urządzenie zamykające, składające się z elementu zamykającego oraz gniazda zaworowego, znamienny tym, że obudowa zaworu (2) posiada przestrzeń wewnętrzną (5), połączoną poprzez ujście wlotowe (6) z podłączeniem wlotowym (3) i, poprzez ujście wylotowe (7) z podłączeniem wylotowym (4), a gniazdo zaworowe (12) umieszczone jest na pierwszym końcu (10) kanału (9), znajdującego się wewnątrz obudowy gniazda (8), która znajduje się w przestrzeni wewnętrznej (5) i posiada możliwość obrotu pomiędzy pozycją pierwszą w której drugi koniec (11) kanału (9) pokrywa się z ujściem wlotowym (6), a pozycją drugą w której drugi koniec (11) kanału (9) pokrywa się z ujściem wylotowym (7), przy czym, pomiędzy obudową zaworu (2), a ścianką otaczającą kanał (9) jest wolna przestrzeń.

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zawór, a zwłaszcza zawór grzejnikowy, którego obudowa posiada podłączenie wlotowe i podłączenie wylotowe, pomiędzy którymi znajduje się urządzenie zamykające, składające się z elementu zamykającego oraz gniazda zaworowego. Zawór taki, wykonany jako zawór grzejnikowy, znany jest z opisu patentowego WO 99/ Zwykle, w przypadku tego rodzaju zaworów grzejnikowych podawany jest kierunek przepływu, oznaczany za pomocą strzałki umieszczonej na stronie zewnętrznej obudowy. W celu uniknięcia zakłóceń, ujawniających się przez powstawanie nieprzyjemnych odgłosów, należy zwrócić uwagę na kierunek przepływu. Zwykle, strona na której znajduje się urządzenie zamykające wraz z podłączeniem dopływowym połączona jest ze stroną elementu zamykającego urządzenia zamykającego z podłączeniem odpływowym. W przypadku, gdy element zamykający przesuwany jest w kierunku gniazda zaworowego, następuje zamknięcie przepływu wody. Jeżeli sposób użytkowania jest prawidłowy, to z reguły nie występują tutaj trudności. Inaczej jest w przypadku, kiedy zawór podłączony jest nieprawidłowo, to znaczy kiedy przewód doprowadzający systemu grzewczego podłączony jest do podłączenia odpływowego. W tym przypadku woda przepływa przez element zamykający do siodła zamykającego, a stamtąd do podłączenia dopływowego. Kiedy zawór się zamyka, element zamykający przemieszczany jest w kierunku gniazda zaworowego. Jeżeli szerokość prześwitu pomiędzy elementem zamykającym, a gniazdem zaworowym jest mniejsza od określonej wielkości, to element zamykający zamyka się natychmiastowo, czego skutkiem jest równie nagły wzrost ciśnienia wewnątrz podłączenia odpływowego. Znakiem zewnętrznym takiego wzrostu ciśnienia jest udar wodny, którego skutkiem mogą być nie tylko nieprzyjemne odgłosy, lecz także uszkodzenia wewnątrz systemu przewodów. Wyżej wymieniony udar wodny może być również wywołany przez impuls zewnętrzny, na przykład przez inny, nagle zamykający lub otwierający się zawór, włączającą lub zatrzymującą się pompę albo inne czynniki. Wymienione przyczyny powstawania zakłóceń, które nie zostały jeszcze całkowicie wyjaśnione, są szczególnie niebezpieczne, jeżeli zawór został nieprawidłowo zamontowany. Przyczyną niebezpieczeństwa wynikającego z nieprawidłowego montażu zaworów grzejnikowych są nie tylko niedostateczne kwalifikacje monterów. Występuje ono także w przypadku starych budynków lub systemów, kiedy nie jest możliwe dokładne stwierdzenie, który z przewodów służy do doprowadzania, a który do odprowadzania wody grzewczej. Celem wynalazku jest konstrukcja takiego zaworu, który mógłby być użytkowany niezależnie od kierunku przepływu. W zaworze grzejnikowym według wynalazku obudowa zaworu posiada przestrzeń wewnętrzną połączoną poprzez ujście wlotowe z podłączeniem wlotowym i poprzez ujście wylotowe z podłączeniem wylotowym, a gniazdo zaworowe umieszczone jest na pierwszym końcu kanału, znajdującego się wewnątrz obudowy gniazda, która znajduje się w przestrzeni wewnętrznej i posiada możliwość obrotu pomiędzy pozycją pierwszą w której drugi koniec kanału pokrywa się z ujściem wlotowym, a pozycją drugą w której drugi koniec kanału pokrywa się z ujściem wylotowym, przy czym pomiędzy obudową zaworu, a ścianką otaczającą kanał, jest wolna przestrzeń. Obudowa gniazda stanowi więc element w obudowie zaworu, który może być pozycjonowany w taki sposób, że kierunek przepływu przez zawór będzie zawsze prawidłowy. Jeżeli zawór podłączony jest w sposób, umożliwiający dopływ wody przez podłączenie wlotowe, to obudowa gniazda pozycjonowana jest tak, że woda może dotrzeć do kanału od strony podłączenia wlotowego. Ponieważ kanał uchodzi do gniazda zaworowego, element zamykający omywany jest od strony końcówki, gdzie znajduje się gniazdo zaworowe. Jeżeli element zamykający podniesiony jest nad gniazdem zaworowym, to woda może kontynuować przepływ przez wolną przestrzeń, która utworzona jest pomiędzy obudową zaworu a obudową gniazda. Ujście wylotowe jest w tym przypadku otwarte, tak, że woda może wypływać przez podłączenie wylotowe. Jeżeli kierunek zabudowania zaworu jest przeciwny, woda może również napływać poprzez połączenie wylotowe. W tym przypadku obudowa gniazda jest po prostu obracana na pozycję drugą a woda napływa wtedy do kanału poprzez podłączenie wylotowe i ujście wylotowe i ponownie omywa element zamykający od strony końcówki, gdzie usytuowane jest gniazdo zaworowe. Gniazdo zaworowe jest więc usytuowane na stałe w przestrzeni wewnętrznej obudowy, podczas gdy drugi koniec kanału obraca się w kierunku, z którego napływa woda.

3 PL B1 3 Korzystne jest, aby w zaworze według wynalazku obudowa gniazda posiadała możliwość obrotu wokół osi równoległej do kierunku ruchu elementu zamykającego. W ten sposób gniazdo zaworowe może być nie tylko utrzymywane na stałe w przestrzeni wewnętrznej obudowy, lecz zachowuje także swoją pozycję względem elementu zamykającego. Dlatego też nie jest już konieczna nowa regulacja elementu zamykającego po ustawieniu obudowy gniazda w nowej pozycji. Korzystne jest również, aby w zaworze według wynalazku drugi koniec kanału otoczony był uszczelką. Tym samym wpływająca woda będzie skutecznie oddzielona od wody wypływającej. Zamontowanie uszczelki jest możliwe przy użyciu mniejszych środków niż te, które byłyby konieczne w przypadku dokładnego dopasowania obudowy gniazda i obudowy zaworu. Stosowne jest ponadto, kiedy w zaworze według wynalazku przestrzeń wewnętrzna uformowana jest osiowo symetrycznie względem toru, wzdłuż którego porusza się drugi koniec kanału. Drugi koniec kanału pozostaje przy tym zawsze w tej samej odległości; winien on nawet dotykać do ścianki przestrzeni wewnętrznej obudowy. W szczególności w przypadku uszczelki zapewnione jest tym samym stałe pozostawanie uszczelki na swoim miejscu, a zmiana pozycji obudowy gniazda jest prostsza. Stosowne jest wtedy, kiedy w zaworze według wynalazku przestrzeń wewnętrzna przynajmniej w jednym obszarze, w którym znajdują się ujścia wlotowe i wylotowe posiada sferyczną ściankę ogranicznika. Tym samym ścianka ogranicznika tworzy wycinek sfery. Umożliwia to uzyskanie dobrej szczelności w prosty sposób. Korzystne jest, aby w zaworze według wynalazku pozycja pierwsza i pozycja druga przesunięte były względem siebie o kąt 180. Odpowiada to standardowej konstrukcji zaworu grzejnikowego, w której podłączenie wlotowe znajduje się naprzeciw podłączenia wylotowego. W ten sposób uproszczone jest również ustawienie wymaganej pozycji kąta obudowy gniazda, ponieważ przy obrocie o 180, niezależnie od kierunku obrotu, przemieszczenie posiada tę samą wartość. Korzystne jest także, aby w zaworze według wynalazku ujście wlotowe posiadało oś wlotową a ujście wylotowe posiadało oś wylotową przy czym obie osie posiadały jednakowy kąt względem kierunku ruchu elementu zamykającego. Tym samym zapewnia się, że drugi koniec kanału, niezależnie od pozycji obrotu obudowy gniazda zawsze osiąga ścisłe przyleganie do ścianki przestrzeni wewnętrznej obudowy, w obszarze ujść. Korzystne jest wtedy, aby w zaworze według wynalazku kąt ten zawierał się w przedziale od 40 do 50. Takie wartości kątów są szczególnie korzystne, w przypadku, gdy podłączenie wlotowe usytuowane jest z boku, a podłączenie wylotowe pod obudową zaworu. W tym wypadku, przy kącie o wartości ok. 45, dla obydwu ujść uzyskiwane są w przybliżeniu jednakowe przekroje przepływów. W przypadku obudów, posiadających inne formy możliwe są również inne kąty. Stosowne jest, aby w zaworze według wynalazku obudowa gniazda posiadała pierścień prowadzący, wprowadzony do obudowy zaworu lub połączonej z nią nasadki. Pierścień prowadzący zapewnia, że obudowa gniazda, przylegająca do obszaru drugiego końca kanału, przylega tylko jednostronnie do obudowy zaworu i zawsze utrzymuje prawidłowe ustawienie, tak aby element zamykający mógł niezawodnie współdziałać z gniazdem zaworowym. Stosowne jest wówczas, aby w zaworze według wynalazku na pierścieniu prowadzącym znajdowała się powierzchnia chwytna. Ponieważ pierścień prowadzący jest praktycznie równomiernie podparty na swoim obwodzie, to przyłożenie momentu obrotowego do pierścienia stwarza najlepszą możliwość równomiernego obracania obudowy gniazda, i tym samym uniknięcia obciążeń jednostronnych. Stosowne jest wtedy, aby w zaworze według wynalazku powierzchnia chwytna była stowarzyszona z dostępnym z zewnątrz urządzeniem do zmiany pozycji. Pierścień prowadzący nie powinien być raczej wyprowadzony na zewnątrz. Należy zatem zastosować urządzenie do zmiany pozycji gniazda. Takie urządzenie do zmiany pozycji gniazda stosowane jest obecnie w wielu zaworach, na przykład do ustawiania objętości przepływu. Korzystne jest, aby w zaworze według wynalazku pierścień prowadzący był połączony z gniazdem zaworowym za pomocą ramion, przy czym szerokość ramion, w kierunku obwodowym, była co najwyżej równa szerokości prześwitów pomiędzy ramionami.

4 4 PL B1 Tym samym zapewniona jest wystarczająca przestrzeń dla wody, przepływającej pomiędzy gniazdem zaworowym a elementem zamykającym, dzięki czemu można uniknąć wycieku wody z przestrzeni wewnętrznej obudowy poprzez ujście, zakryte przez drugi koniec kanału. Obudowa gniazda w zasadzie nie utrudnia przepływu przez zawór. Korzystne jest wtedy, aby w zaworze według wynalazku jedno z ramion znajdowało się w kierunku obwodowym w obszarze drugiego końca kanału. W tym miejscu występują największe siły, powodowane przez napływającą wodę, tak że jedno z ramion uchwytów powinno temu przeciwdziałać, a drugi koniec kanału winien być utrzymany w pozycji przylegania do ścianki przestrzeni wewnętrznej obudowy. Zalecane jest, aby w zaworze według wynalazku obydwa ramiona były względem siebie rozłożone pod kątem 180. Takie umiejscowienie posiada dwie zalety: po pierwsze, zapewnione jest zawsze wystarczające podparcie obudowy gniazda w obudowie zaworu, od strony przeciwnej do napływającej wody. Po drugie, dwa ramiona uchwytów, posiadające prześwity odpowiedniej wielkości stanowią stosunkowo niewielki opór dla wody, przepływającej przez zawór. Przedmiot wynalazku przedstawiony został bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój zaworu grzejnikowego, fig. 2 przedstawia fragment przekrój z rysunku fig. 1 w powiększeniu, a fig. 3 - widok perspektywiczny obudowy gniazda. Rysunek fig. 1 przedstawia zawór grzejnikowy 1, wraz z obudową zaworową 2, posiadającą podłączenie wlotowe 3 oraz podłączenie wylotowe 4. Pojęcia podłączenie wylotowe i podłączenie wlotowe zostały tutaj wprowadzone, wyłącznie w celu rozróżnienia obydwu podłączeń. Jak wyjaśnione będzie poniżej, nie jest konieczne, aby woda (lub inna ciecz), rzeczywiście wpływała poprzez podłączenie wlotowe 3 i wypływała poprzez podłączenie wylotowe 4. W obudowie zaworu 2 istnieje przestrzeń wewnętrzna 5, połączoną przez ujście wlotowe 6 z podłączeniem wlotowym 3 i, przez ujście wylotowe 7 z podłączeniem wylotowym 4. W przestrzeni wewnętrznej 5 znajduje się obudowa gniazda 8, przez którą przebiega kanał 9, posiadający koniec pierwszy 10 i koniec drugi 11. Koniec pierwszy 10 kanału 9 tworzy, co jest lepiej widoczne na rysunku fig. 2, gniazdo zaworowe 12, z którym współpracuje element zamykający 13, który w znany sposób, który nie będzie bliżej wyjaśniony, uruchamiany jest przez trzpień zaworu 14, który z kolei uruchamiany jest przez kołek 15, przeprowadzony przez panewkę zatyczki 16. Schematycznie przedstawiono sprężynę 17, odpychającą element zamykający 13 od gniazda zaworowego 12. O-ring otacza drugi koniec 11 kanału 9. Dodatkowo przewidziano wpust 19 na obudowie gniazda 8, otaczającego drugi koniec kanału 9. Jak widać, w szczególności na rysunku fig. 3, gniazdo zaworowe 12 połączone jest za pomocą dwóch ramion uchwytów 20, 21 z pierścieniem prowadzącym. Jak przedstawiono na rysunku fig. 1 i fig. 2, pierścień prowadzący 22 wprowadzony jest do nasadki 23 przykręconej do obudowy zaworu 2. Pomiędzy pierścieniem prowadzącym 22, a nasadką 23 znajduje się niewielka szczelina. Dla przejrzystości rysunku, szczelina ta jest z reguły mniejsza, niż przedstawiono na rysunku fig. 1 i fig. 2, tak że obudowę gniazda 8 można obrócić w stosunku do nasadki 23 i tym samym także w stosunku do obudowy zaworu, nie zmieniając w zasadzie pozycji obudowy gniazda 8 względem obudowy zaworu 2. Jedno z ramion 20 obudowy gniazda 8 (w kierunku obwodowym) jest przymocowane do gniazda zaworowego 12, skąd wychodzi także drugi koniec 11 kanału 9, zaś drugie ramię 21 jest zamocowane po kątem 180 względem pierwszego. Na pierścieniu prowadzącym 22 przewidziana jest powierzchnia chwytna 24, umożliwiająca przyłożenie momentu obrotowego, wykonana przykładowo w postaci nacięcia. Powierzchnia chwytna 24 może być uzupełniona o odpowiednią dodatkową powierzchnię chwytną usytuowaną pod kątem odbiegającym o 180 od pierścienia prowadzącego 22. Powierzchnia chwytna 24 znajduje się bezwzględnie w obszarze jednego z dwóch ramion 20 i 21. Zastosowanie takiej formy urządzenia umożliwia zetknięcie pierścienia prowadzącego 22 i jego napędu tylko pod uprzednio określonym kątem lub przy uprzednio określonej pozycji obrotu. Szerokość obydwu ramion 20 i 21 w kierunku obwodowym jest co najwyżej równa, aczkolwiek, z reguły znacznie mniejsza od obwodowego prześwitu pomiędzy tymi ramionami. Obudowa gniazda 8 jest więc otwarta, tak że przepływ wody (lub innej cieczy) zachodzi praktycznie bez oporu. W celu przesunięcia obudowy gniazda 8 wewnątrz obudowy 2, wewnątrz nasadki 23, znajduje się, skierowany na zewnątrz element regulacyjny 25. Ten element regulacyjny 25 posiadający wystającą z wypustu powierzchnię chwytną 26, umożliwiającą ręczną lub wykonywaną przy użyciu odpowiedniego

5 PL B1 5 narzędzia regulację, której celem jest obrót obudowy gniazda 8 wewnątrz obudowy zaworu 2 od pozycji przedstawionej na rysunku fig. 1, w której drugi koniec 11 kanału 9 pokrywa się z ujściem wlotowym 6 do pozycji obróconej o 180, w której drugi koniec 11 kanału 9 pokrywa się z ujściem wylotowym 7. Forma dna przestrzeni wewnętrznej 5 odpowiada powierzchni kuli, to jest powierzchnia ta jest uformowana sferycznie. Tym samym jest ona osiowo-symetryczna, tak, że obudowa gniazda 8, a dokładniej, powierzchnia uszczelniająca 27, otaczająca drugi koniec 11 kanału 9, niezależnie od pozycji kątowej obudowy gniazda 8 przylega do ścianki przestrzeni wewnętrznej 5, względem obudowy zaworu 2. Ponadto dzięki sferycznej formie uzyskuje się dobre uszczelnienie pomiędzy obudową gniazda 8, a obudową zaworu 2, która dodatkowo jest polepszona przez zastosowanie o-ringu 18. Ponieważ w żadnej z pozycji obrotu obudowy gniazda 8 względem obudowy zaworu 2 nie występuje większy prześwit pomiędzy obydwoma elementami, nie istnieje ryzyko wypadnięcia o-ringu 18 z rowka 19. Inne formy osiowo symetryczne mogą być także stosowane. Na ramionach 20 i 21 mogą być dodatkowo umieszczone występy 28, przeznaczone do prowadzenia elementu zamykającego 13. Tym samym zapewnione jest, że, niezależnie od położenia obudowy gniazda 8, element zamykający 13 jest zawsze dokładnie ukierunkowany w stosunku do gniazda zaworowego 12. Jak to pokazano w szczególności na rysunku fig. 1 i fig. 2, ujście wlotowe 6 i ujście wylotowe 7 obrócone są o około 45 w stosunku do pionu, to znaczy w stosunku do kierunku ruchu elementu zamykającego 13. Podłączenie wlotowe 3 jest ukierunkowane poziomo, a podłączenie wylotowe 4 jest ukierunkowane pionowo. Dzięki takiemu ukierunkowaniu ujścia wlotowego 6 i ujścia wylotowego 7, obydwa ujścia posiadają w zasadzie jednakowy przekrój. Zastrzeżenia patentowe 1. Zawór, a zwłaszcza zawór grzejnikowy, którego obudowa posiada podłączenie wlotowe i podłączenie wylotowe, pomiędzy którymi znajduje się urządzenie zamykające, składające się z elementu zamykającego oraz gniazda zaworowego, znamienny tym, że obudowa zaworu (2) posiada przestrzeń wewnętrzną (5), połączoną poprzez ujście wlotowe (6) z podłączeniem wlotowym (3) i, poprzez ujście wylotowe (7) z podłączeniem wylotowym (4), a gniazdo zaworowe (12) umieszczone jest na pierwszym końcu (10) kanału (9), znajdującego się wewnątrz obudowy gniazda (8), która znajduje się w przestrzeni wewnętrznej (5) i posiada możliwość obrotu pomiędzy pozycją pierwszą w której drugi koniec (11) kanału (9) pokrywa się z ujściem wlotowym (6), a pozycją drugą w której drugi koniec (11) kanału (9) pokrywa się z ujściem wylotowym (7), przy czym, pomiędzy obudową zaworu (2), a ścianką otaczającą kanał (9) jest wolna przestrzeń. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa gniazda (8) posiada możliwość obrotu wokół osi, równoległej do kierunku ruchu elementu zamykającego (13). 3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że drugi koniec (11) kanału (9) jest otoczony uszczelką (18). 4. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że przestrzeń wewnętrzna (5), uformowana jest osiowo symetrycznie względem toru, wzdłuż którego porusza się drugi koniec (11) kanału (9). 5. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym, że przestrzeń wewnętrzna (5) przynajmniej w jednym obszarze, w którym znajdują się ujścia wlotowe i wylotowe (6 i 7) posiada sferyczną ściankę ogranicznika. 6. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że pierwsza i druga pozycja, przesunięte są względem siebie o kąt Zawór, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że ujście wlotowe (6) posiada oś wlotu, a ujście wylotowe (7) posiada oś wylotu, przy czym obie osie posiadają jednakowy kąt względem kierunku ruchu elementu zamykającego (13). 8. Zawór, według zastrz. 7, znamienny tym, że kąt ten zawiera się w przedziale od 40 do Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 7, albo 8, znamienny tym, że obudowa gniazda (8) posiada pierścień prowadzący (22), wprowadzony do obudowy zaworu (2) lub połączonej z nią nasadki (23). 10. Zawór według zastrz. 9, znamienny tym, że na pierścieniu prowadzącym (22) znajduje się powierzchnia chwytna (24).

6 6 PL B1 11. Zawór według zastrz. 10, znamienny tym, że powierzchnia chwytna (24) jest stowarzyszona z wyprowadzanym z zewnątrz urządzeniem (25) do zmiany pozycji. 12. Zawór według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że pierścień prowadzący (22), połączony jest z gniazdem zaworowym (12), za pośrednictwem ramion (20 i 21), przy czym szerokość ramion (20 i 21), w kierunku obwodowym, jest co najwyżej równa szerokości prześwitów pomiędzy ramionami (20 i 21). 13. Zawór według zastrz. 12, znamienny tym, że ramię (20) znajduje się w kierunku obwodowym w obszarze drugiego końca (11) kanału (9). 14. Zawór według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że ramiona (20 i 21) są względem siebie rozłożone pod kątem 180. Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.