PL 224149 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 224149 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 411400 (51) Int.Cl. G01M 3/00 (2006.01) G01M 3/08 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 26.02.2015 (54) Urządzenie do badania zaworów kulowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: 29.02.2016 BUP 05/16 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT TECHNIKI BUDOWLANEJ, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.2016 WUP 11/16 (72) Twórca(y) wynalazku: WOJCIECH KUJAWSKI, Poznań, PL
2 PL 224 149 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania zaworów kulowych stosowanych w instalacjach wodociągowych w budynkach. Urządzenie jest przeznaczone do badania parametrów określonych w normie PN-EN 13828, a w szczególności do badania wytrzymałości mechanicznej i hydraulicznej, trwałości, działania oraz szczelności zaworów kulowych. Zawory kulowe przed dopuszczeniem do stosowania powinny spełniać wymagania określone normą PN-EN 13828. Dla sprawdzenia czy zawory kulowe spełniają założone wymagania przeprowadza się badania na urządzeniach zapewniających w przybliżeniu warunki w jakich są eksploatowane tego typu wyroby. Urządzenie według wynalazku zawierające podstawę i usytuowane na niej zespoły badawcze charakteryzuje się tym, że zespół badawczy odporności zaworu kulowego na skręcanie stanowią wspornik stały wyposażony w uchwyt trójszczękowy, wspornik odejmowalny, na którym jest osadzone obrotowo koło linowe z rowkiem na obwodzie o osi poziomej leżącej w osi podłużnej uchwytu trójszczękowego, tarcza zamocowana na kole linowym, rura długa połączona jednym końcem na stałe z tarczą a drugim z badanym zaworem kulowym, rura krótka połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym, siłownik liniowy osadzony na podstawie, linka, który jeden koniec jest zamocowany na obwodzie koła linowego a drugi koniec jest połączony z tłoczyskiem, krążek transmisyjny osadzony obrotowo na wałku zamocowanym do wspornika odejmowalnego i tensometryczny miernik momentu obrotowego sprzężony z kołem linowym a zespół badawczy odporności zaworu na zginanie stanowią wspornik stały z uchwytem trójszczękowym, tarcza, rura długa połączona jednym końcem na stałe z tarczą a drugim z badanym zaworem kulowym, rura krótka połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym, siłownik liniowy sprzężony z tensometrycznym miernikiem liniowym osadzonym na tarczy tłoczyska, linka połączona jednym końcem z tarczą a drugim z tensometrycznym miernikiem liniowym i krążek transmisyjny osadzony obrotowo na wałku zamocowanym na podstawie natomiast zespół badawczy momentu napędowego i trwałości zaworu kulowego stanowią wspornik stały z uchwytem trójszczękowym, siłownik obrotowy i współpracujący z nim poprzez układ kół zębatych tensometryczny miernik momentu obrotowego usytuowane na stelażu zamocowanym do wspornika stałego, wspornik odejmowalny z kołem linowym, którego oś symetrii leży w osi uchwytu trójszczękowego, tarcza zamocowana na kole linowym, rura długa połączona jednym końcem na stałe z tarczą a drugim z badanym zaworem kulowym, rura krótka połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym i adapter połączony z siłownikiem obrotowym współdziałający z dźwignią badanego zaworu kulowego. Urządzenie jest wyposażone w centralę sterującą z cyfrowym panelem sterującym i osprzętem w postaci przewodów łączących centralę sterującą z zespołami badawczymi. Urządzenie jest wyposażone w układ zasilania wodą zimną i gorącą pod statycznym ciśnieniem i wodą przepływową. Urządzenie jest proste w wykonawstwie i obsłudze a jednocześnie umożliwia sprawdzenie i ocenę założonych parametrów badanego zaworu określonych w normie. Konstrukcja umożliwia przezbrajanie urządzenia i dostosowanie do założonego rodzaju badań. Przebieg procesu badawczego odbywa się automatycznie i jest sterowany według programów komputerowych realizowanych przez centralę sterującą. Urządzenie jest dostosowane do badania zaworów prostych i kątowych o różnej wielkości i parametrach mechaniczno-hydraulicznych. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół badawczy do badania odporności zaworu na skręcanie, fig. 2 przedstawia zespół badawczy z fig. 1 w innym ujęciu, fig. 3 zespół badawczy do badania zaworu na zginanie, fig. 4 zespół badawczy z fig. 3 w innym ujęciu, fig. 5 zespół badawczy momentu napędowego i trwałości, a fig. 6 zespół badawczy z fig. 5 w innym ujęciu. W urządzeniu wyodrębnia się zespół badawczy do badania odporności zaworu kulowego na skręcanie, zespół badawczy do badania odporności zaworu kulowego na zginanie i zespół badawczy do badania momentu napędowego i trwałości zaworu kulowego. Zespoły badawcze są usytuowane na podstawie 1. Zespół badawczy do badania zaworu kulowego na skręcanie stanowią wspornik stały 2 wyposażony w uchwyt trójszczękowy 3, wspornik odejmowalny 4, na którym jest osadzone obrotowo koło
PL 224 149 B1 3 linowe 5 z rowkiem na obwodzie o osi poziomej leżącej w osi podłużnej uchwytu trójszczękowego 3, tarcza 6 zamocowana na kole linowym 5, rura długa 7 połączona jednym końcem na stałe z tarczą 6 a drugim z badanym zaworem kulowym 8, rura krótka 9 połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym 8 a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym 3, siłownik liniowy 10 osadzony na podstawie 1, linka 11, który jeden koniec jest zamocowany na obwodzie koła linowego 5 a drugi koniec jest połączony z tłoczyskiem 12, krążek transmisyjny 13 osadzony obrotowo na wałku 14 zamocowanym do wspornika odejmowalnego 4 i tensometryczny miernik momentu obrotowego 15 sprzężony z kołem linowym 5. W badaną próbkę wkręca się koniec rury długiej 7 i koniec rury krótkiej 9. Rurę długą 7 poprzez tarczę 6 mocuje się do koła linowego 5 a rurę krótką 9 osadza się w uchwycie trójszczękowym 3. Badaną próbkę poddaje się ciśnieniu wody o założonych parametrach. Linkę 11 jednym końcem umieszcza się w rowku obwodowym koła linowego 5 i mocuje do obwodu koła linowego 5 a drugim końcem poprzez krążek transmisyjny 13 łączy się z tłoczyskiem 12. Siłę działającą na linkę 11 obracającą koło linowe 5 wywołuje się przez przemieszczanie tłoka siłownika liniowego 10. Tensometryczny miernik momentu obrotowego 15 sprzężony z panelem cyfrowym i stabilizatorem ciśnienia realizuje program badawczy. Szczelność badanej próbki sprawdza się podczas obciążania układu i po odjęciu obciążenia. Zespół badawczy odporności zaworu kulowego na zginanie stanowią wspornik stały 2 z uchwytem trójszczękowym 3, tarcza 6, rura długa 7 połączona jednym końcem na stałe z tarczą 6 a drugim z badanym zaworem kulowym 8, rura krótka 9 połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym 8 a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym 3, siłownik liniowy 16 sprzężony z tensometrycznym miernikiem liniowym 17 osadzonym na tarczy 18 tłoczyska 19, linka 20 połączona jednym końcem z tarczą 6 a drugim z tensometrycznym miernikiem liniowym 17 i krążek transmisyjny 21 osadzony obrotowo na wałku 22 zamocowanym na podstawie 1. Badaną próbkę obciąża się założoną siłą wywołaną przez przemieszczenie tłoka siłownika liniowego 16 i tensometryczny miernik liniowy 17 sprzężony z panelem cyfrowym i stabilizatorem ciśnienia realizuje program badawczy. Szczelność próbki sprawdza się podczas obciążania układu i po odjęciu obciążenia. Natomiast zespół badawczy momentu napędowego i trwałości zaworu kulowego stanowią wspornik stały 2 z uchwytem trójszczękowym 3, siłownik obrotowy 23 i współpracujący z nim poprzez układ kół zębatych 24 tensometryczny miernik momentu obrotowego 25 usytuowane na stelażu 26 zamocowanym do wspornika stałego 2, wspornik odejmowalny 4 z kołem linowym 5, którego oś symetrii leży w osi uchwytu trójszczękowego 3, tarcza 6 zamocowana na kole linowym 5, rura długa 7 połączona jednym końcem na stałe z tarczą 6 a drugim z badanym zaworem kulowym 8, rura krótka 9 połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym 8 a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym 3, adapter 27 połączony z siłownikiem obrotowym 23 współdziałający z dźwignią 28 badanego zaworu kulowego 8. Zespół badawczy ma zastosowanie do trzech badań, do badania momentu napędowego działającego na dźwignię 28 zaworu kulowego 8 przez pomiar maksymalnego momentu podczas cyklu roboczego dźwigni 28, do badania wytrzymałości ograniczników i trzpienia zaworu kulowego 8 przez przyłożenie siłownikiem obrotowym 23 żądanego momentu obrotowego w skrajnych położeniach dźwigni 28, do badania trwałości przez realizowanie pracy dźwigni 28 zaworu kulowego 8 w powtarzalnych cyklach roboczych pod działaniem siłownika obrotowego 23 pełniącego rolę napędu operacyjnego z zastosowaniem adaptera 27 przenoszącego napęd na dźwignię 28 zaworu kulowego 8 w trybie automatycznym z oprogramowaniem sterującym. Urządzenie działa w oparciu o oprogramowanie sterujące wpisane w panel cyfrowy i steruje pełną sekwencją badań na stanowisku oraz cyklami roboczymi w badaniu trwałości w trybie automatycznym. Urządzenie według wynalazku jest dostosowane do badania zaworów prostych i kątowych o różnej wielkości i parametrach mechaniczno-hydraulicznych.
4 PL 224 149 B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do badania zaworów kulowych zawierające podstawę i usytuowane na niej zespoły badawcze charakteryzuje się tym, że zespół badawczy odporności zaworu kulowego na skręcanie stanowią wspornik stały (2) wyposażony w uchwyt trójszczękowy (3), wspornik odejmowalny (4), na którym jest osadzone obrotowo koło linowe (5) z rowkiem na obwodzie o osi poziomej leżącej w osi podłużnej uchwytu trójszczękowego (3), tarcza (6) zamocowana na kole linowym (5), rura długa (7) połączona jednym końcem na stałe z tarczą (6) a drugim z badanym zaworem kulowym (8), rura krótka (9) połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym (8) a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym (3), siłownik liniowy (10) osadzony na podstawie (1), linka (11), który jeden koniec jest zamocowany na obwodzie koła linowego (5) a drugi koniec jest połączony z tłoczyskiem (12), krążek transmisyjny (13) osadzony obrotowo na wałku (14) zamocowanym do wspornika odejmowalnego (4) i tensometryczny miernik momentu obrotowego (15) sprzężony z kołem linowym (5) a zespół badawczy odporności zaworu na zginanie stanowią wspornik stały (2) z uchwytem trójszczękowym (3), tarcza (6), rura długa (7) połączona jednym końcem na stałe z tarczą (6) a drugim z badanym zaworem kulowym (8), rura krótka (9) połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym (8) a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym (3), siłownik liniowy (16) sprzężony z tensometrycznym miernikiem liniowym (17) osadzonym na tarczy (18) tłoczyska (19), linka (20) połączona jednym końcem z tarczą (6) a drugim z tensometrycznym miernikiem liniowym (17) i krążek transmisyjny (21) osadzony obrotowo na wałku (22) zamocowanym na podstawie (1) natomiast zespół badawczy momentu napędowego i trwałości zaworu kulowego stanowią wspornik stały (2) z uchwytem trójszczękowym (3), siłownik obrotowy (23) i współpracujący z nim poprzez układ kół zębatych (24) tensometryczny miernik momentu obrotowego (25) usytuowane na stelażu (28) zamocowanym do wspornika stałego (2), wspornik odejmowalny (4) z kołem linowym (5), którego oś symetrii leży w osi uchwytu trójszczękowego (3), tarcza (6) zamocowana na kole linowym (5) rura długa (7) połączona jednym końcem na stałe z tarczą (8) a drugim z badanym zaworem kulowym (8), rura krótka (9) połączona jednym końcem z badanym zaworem kulowym (8) a drugi koniec jest osadzony w uchwycie trójszczękowym (3) i adapter (27) połączony z siłownikiem obrotowym (23) współdziałający z dźwignią (28) badanego zaworu kulowego (8). 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wyposażone w centralę sterującą z cyfrowym panelem sterującym i osprzętem w postaci przewodów łączących centralę sterującą z zespołami badawczymi. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wyposażone w układ zasilania wodą zimną i gorącą pod statycznym ciśnieniem i wodą przepływową.
PL 224 149 B1 5 Rysunki
6 PL 224 149 B1
PL 224 149 B1 7
8 PL 224 149 B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)