PL159111B1 - Zawór sterowany elektromagnetycznie PL PL PL - Google Patents

Abstract

przeponowy oraz z polaczonego z nim za pomoca prze- wodów rurowych zespolu sterujacego z elektromagne- sem, mogacego przyjmowac dwa polozenia, odpowiada- jace zamknietemu lub otwartemu pod napieciem orga- nowi wykonawczemu, przy czym zwora tego elektro- magnesu jest polaczona z suwakami, zaopatrzonymi w grzybki zamykajace naprzemian kanaly sterujace, zna- mienny tym, ze obudowa (24) zespolu sterujacego jest polaczona z korpusem (1) oraganu wykonawczego za pomoca trzech przewodów rurowych (28), (29), (30), przy czym w jednym polozeniu obudowy (24), odpowiadaja- cym pracy zaworu - pod napieciem zamkniety - pierwszy przewód rurowy (28) laczy kom ore górna (25) zespolu sterujacego z kanalem wlotowym (2a) organu wykona- wczego, drugi przewód rurowy (29) laczy komore dolna (26) zespolu sterujacego z kanalem wylotowym (2b) organu wykonawczego, a trzeci przewód rurowy (30) laczy komore dolna (26) zespolu sterujacego z przestrze- nia (10) nad przepona (6) organu wykonawczego, zas w drugim polozeniu tej obudowy (24), odpowiadajac pracy zaworu - pod napieciem otwarty - pierwszy przewód rurowy (28) laczy komore górna (25) zespolu sterujacego z kanalem wylotowym (2b) organu wykonawczego, drugi przewód rurowy (29) laczy komore dolna (26) zespolu sterujacego z kanalem wlotowym (2a) organu wykona- wczego, a trzeci przewód rurowy (30) laczy komore dolna (26) zespolu sterujacego z przestrzenia (10) nad przepona (6) organu wykonawczego. Fi g 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest zawór sterowany elektromagnetycznie, złożony z organu wykonawczego, stanowiącego właściwy zawór przeponowy oraz z połączonego z nim za pomocą układu przewodów rurowych zespołu sterującego z elektromagnesem.

W przewodach czynników gorących mają szerokie zastosowanie zawory, złożone z organu wykonawczego stanowiącego na przykład zawór przeponowy lub grzybkowy oraz ze zmontowanego na pokrywie tego organu zespołu sterowniczego. Zespół ten najczęściej złożony jest z elektromagnesu, z suwaka połączonego ze zworą tego elektromagnesu, oraz z układu kanałów połączonych z kanałami organu wykonawczego. Z patentu polskiego nr 66 916 znany jest elektromagnetyczny zawór przeponowy o charakterze uniwersalnym, którego zespół sterujący jest skonstruowany w ten sposób, iż w zależności od położenia pokrywy zawór może być pod napięciem zamknięty lub otwarty, co umożliwia zastosowanie tego zaworu zarówno do centralnego ogrzewania, gdzie powinien być pod napięciem zamknięty, jak i w instalacjach wody ciepłej, gdzie powinien być pod napięciem otwarty.

Zasadniczą wadą znanych dotychczas zaworów sterowanych elektromagnetycznie i służących do sterowania przepływem czynników o podwyższonej temperaturze jest to, że zespół sterujący zaworu umieszczony najczęściej na pokrywie organu wykonawczego podlega w czasie pracy zaworu silnemu nagrzaniu, co powoduje zarówno zakłócenia w sterowaniu, jak i znaczne zmniejszenie trwałości elektromagnesu. W celu częściowego wyeliminowania tej poważnej wady czyniono próby zastosowania użebrowania obudowy zespołu sterującego, mające na celu bardziej intensywne odprowadzenie ciepła. W praktyce okazało się jednak, że polepszenie uzyskane w wyniku takiego przedsięwzięcia daje stosunkowo nieznaczne efekty.

Znane są również, na przykład z polskiego wzoru użytkowego W 58 479, konstrukcje zaworów sterowanych elektromagnetycznie, wspomaganych ciśnieniem czynnika przepływowego, w których, w celu zapobiegania zatarciom zaworu, spowodowanym przez wysoką temperaturę, zastosowano dodatkowy zawór pilotujący, połączony z zaworem głównym i z siłownikiem

159 111 membranowym - dwoma przewodami rurowymi. Jednakże celem tego układu jest odblokowanie zatartych, ruchomych elementów zaworu głównego, a nie zabezpieczenie części sterującej zaworu przed bezpośrednim oddziaływaniem wysokiej temperatury.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest natomiast wyeliminowanie wspomnianej wyżej wady znanych zaworów sterowanych elektromagnetycznie, stosowanych w przepływach czynników o podwyższonej temperaturze i skonstruowanie takiego zaworu do regulacji przepływu, którego zespół sterujący nie byłby narażony bezpośrednio na oddziaływanie wysokiej temperatury przepływającego czynnika. Zadanie to rozwiązano zgodnie z wynalazkiem przez oddzielenie zespołu sterującego od korpusu organu wykonawczego i połączenie obudowy suwaka z kanałami tego korpusu za pomocą trzech przewodów rurowych w taki sposób, który umożliwiłby dopływ czynnika z kanału wlotowego zaworu przeponowego, czyli organu wykonawczego do komory w obudowie zespołu sterującego, z obudowy zespołu sterującego do kanału wylotowego organu wykonawczego, oraz z komory obudowy zespołu sterującego do przestrzeni nad przeponą organu wykonawczego. Długość i materiał tych przewodów winny być przy tym tak dobrane, aby zapewniły chłodzenie przepływającego nimi czynnika do temperatury nie powodującej ujemnego wpływu na oddziaływanie części elektromagnetycznej zespołu sterującego.

Badania eksploatacyjne zaworu według wynalazku wykazały nieoczekiwanie, że po przekroczeniu określonej długości krytycznej przewodów uzyskuje się nieoczekiwany efekt w postaci dodatkowego chłodzenia zespołu sterującego ochłodzonym czynnikiem, zawartym w przewodach rurowych łączących ten zespół z organem wykonawczym, a także odpowiednie zwiększenie czasu zamykania i otwierania organu wykonawczego, co wpływa na jego bardziej wytłumioną pracę.

Zgodnie z wynalazkiem zespół sterujący jest przy tym tak skonstruowany, że przez prostą zmianę położenia jego obudowy oraz połączonych z nią dwóch przewodów, umożliwiona jest praca organu wykonawczego zaworu w dwóch wersjach, podobnie jak to ma miejsce w rozwiązaniu według patentu polskiego nr 65 916, a mianowicie: pod napięciem otwartym lub pod napięciem zamkniętym, co umożliwia zastosowanie zaworu w różnorodnych instalacjach, między innymi: centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej, i tym podobnych. Należy przy tym podkreślić, że rozwiązanie według wynalazku umożliwiające zmianę rodzaju pracy organu wykonawczego przez prostą zmianę położenia obudowy zespołu sterującego ma istotne zalety w stosunku do konstrukcji według patentu nr 66 916 wymagającej w tym celu odkręcenia wielu śrub i zmiany położenia pokrywy gorącego zaworu. Okazało się bowiem, że istotną wadą eksploatacyjną tamtej konstrukcji jest zapychanie się trudnych do czyszczenia kanałów, wykonanych w pokrywie zaworu i w samym zaworze, mających ze względów konstrukcyjnych niewielką średnice. Wady tej natomiast nie ma rozwiązanie według wynalazku, wyposażone w trójprzewodowe połączenie zespołu sterującego z organem wykonawczym, bowiem przewody te mogące mieć ze względów konstrukcyjnych znacznie większą średnicę, nie zapychają się, a ponadto są łatwo dostępne i dają się w prosty sposób przedmuchać.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór sterowany elektromagnetycznie, którego zespół sterujący jest nastawiony na pracę: zamknięty pod napięciem - w przekroju osiowym, a fig. 2 ten sam zawór z zespołem sterującym w położeniu: otwarty pod napięciem”.

Zawór sterowany elektromagnetycznie przedstawiony na rysunku składa sie z dwóch podstawowych zespołów: z organu wykonawczego, stanowiącego przykładowo zawór przeponowy (w dolnej części rysunku), oraz połączonego z nim za pomocą przewodów rurowych zespołu sterującego.

Zawór przeponowy składa się z korpusu 1, w którym ukształtowany kanał wlotowy 2a jest połączony z kanałem wylotowym 2b za pomocą gniazda 3, z pokrywy 4 i korka zamykającego 5, oraz z zespołu zamykającego zawór. Zespół ten składa się z przepony

159 111

6, zamocowanej na grzybku 7 za pomocą śruby 8, z tulei prowadzącej 9, oraz z pierścienia mocującego membraną, dokręconego od góry za pomocą talerza 11, zaopatrzonego w kanały przepływowe 12. Ponadto w korpusie znajdują sie kanaliki sterujące, a mianowicie kanałek 13 łączący sie z kanałem wlotowym 2a i kanałek 14 łączący sie z kanałem wylotowym 2b.

W przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym, przedstawionym na rysunku zespół sterujący zaworu składa sie z elektromagnesu 15 ze zworą 16, połączoną z suwakiem 17 i za pomocą wodzików 18 z suwakiem 19 oraz z obudowy 24. Obydwa suwaki 17 i 19 są wyposażone w grzybki 20 i 21,· zamykające odpowiednio kanałki 22 i 23 w obudowie· suwaka. Obudowa 24 jest ponadto zaopatrzona w szczelne komory górną 25 i dolną 26, połączone ze sobą wzajemnie za pomocą otworów, w których są osadzone wodziki 18 i i z kanałkiem w dolnej części obudowy 24..

W położeniu przedstawionym na fig. 1 wzajemne połączenie kanałów zepsołu sterującego i organu wykonawczego jest następujące: górna komora 25 zepsołu sterującego jest połączona poprzez kanałek 22, pierwszy przewód rurowy 28 i kanałek 13 z kanałem wlotowym 2a w korpusie organu wykonawczego, zaś dolna komora 26 w obudowie 24 zepsołu sterującego jest połączona poprzez kanałek 23, drugi przewód rurowy 29 i kanałek 14 z kanałem wylotowym 2b w korpusie organu wykonawczego, oraz przez kanałek 27, trzeci przewód rurowy 30 i kanałek 12 w talerzu 11 z przestrzenią 10 nad przeponą 6.

. Natomiast w położeniu przedstawionym na fig. 2 górna komora 25 obudowy 24 zespołu sterującego jest połączona poprzez kanałek 22 i za pomocą pierwszego przewodu rurowego oraz poprzez kanałek 14 z kanałem wylotowym 2b w korpusie organu wykonawczego, zaś dolna komora 26 obudowy 24 zespołu sterującego za pomocą drugiego przewodu rurowego poprzez kanałek 13 z kanałem wlotowym 2a organu wykonawczego zaś kanał 27 zespołu sterującego tak, jak i poprzednio za pomocą trzeciego przewodu rurowego 30 i kanałka 12 - z przestrzenią 10 nad przeponą 6.

Długość przewodów rurowych 28, 29 i 30, oraz materiał z których są one wykonane, zwłaszcza zaś jego przewodnictwo cieplne, winny być tak dobrane, aby temperatura czynnika dochodzącego do zespołu sterującego była w wyniku ochłodzenia po przepływie przez te przewody obniżona do takiej wartości, która nie zagraża prawidłowemu funkcjonowaniu i nominalnej trwałości zespołu sterującego.

Działanie opisanego wyżej zaworu sterowanego elektromagnetycznie jest następujące: w położeniu przedstawionym na fig. 1 elektromagnes 15 nie znajduje sie pod napięciem, wobec czego suwaki 17 i 19 pod własnym ciężarem znajdują się w dolnym położeniu, przy czym grzybek 20 zamyka kanałek 22. Znajdujący się nad przeponą 6 czynnik pod ciśnieniem przepływa wówczas swobodnie przez kanałek 12, trzeci przewód rurowy 30 i kanałek 27 a nastąpnie kanałek 23 i drugi przewód rurowy 29 - do kanału wylotowego 2b, nie oddziaływując siłą parcia na przeponę w kierunku do dołu. Zawór znajduje sie wówczas w położeniu otwartym. Przez podanie napięcia na elektromagnes 15 nastąpi podniesienie obydwu suwaków 17 i 19, otwarcie kanałka 22, zaś zamkniecie kanałka 23. Czynnik pod ciśnieniem przepłynie wówczas z kanału wlotowego 2a przez pierwszy przewód rurowy 28 i kanałek 22 do górnej komory 25, a następnie otworami, w których przesuwają sie wodziki 18 do dolnej komory 26 i przez kanałek 27 i trzeci przewód rurowy 30, oraz kanałek 12 do przestrzeni 10 nad przeponą 6, wywierając na przeponę odpowiednie parcie powodujące jej przesuniecie wraz z grzybkiem 7 do dołu aż do zetknięcia z gniazdem 3, a tym samym zamkniecie zaworu.

Działanie zaworu w położeniu obudowy suwaków i połączenia kanałów przedstawionego na fig. 2 jest takie samo, jak wyżej opisane, z tą różnicą, że zamkniecie zaworu następuję bez podania napięcia na elektromagnes 15, natomiast po podaniu napięcia następuje jego otwarcie.

Zawór sterowany elektromagnetycznie według wynalazku może znaleźć zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej, pary niskoprężnej, gorącego powietrza, oraz w instalacjach przewodzących inne czynniki o podwyższonej tempe raturze.

Claims (1)

1. Zawór sterowany elektromagnetycznie, złożony z organu wykonawczego, stanowiącego właściwy zawór przeponowy oraz z połączonego z nim za pomocą przewodów rurowych zespołu sterującego z elektromagnesem, mogącego przyjmować dwa położenia, odpowiadające zamkniętemu lub otwartemu pod napięciem, organowi wykonawczemu przy czym zwora tego elektromagnesu jest połączona z suwakami, zaopatrzonymi w grzybki zamykające naprzemian kanały sterujące, znamienny tym, że obudowa (24) zespołu sterującego jest połączona z korpusem (1) organu wykonawczego za pomocą trzech przewodów rurowych (28), (29) , (30) , przy czym w jednym położeniu obudowy (24) , odpowiadającym pracy zaworu pod napięciem zamknięty - pierwszy przewód rurowy (28) łączy komorę górną (25) zespołu sterującego z kanałem wlotowym (2a) organu wykonawczego, drugi przewód rurowy (29) łączy komorę dolną (26) zespołu sterującego z kanałem wylotowym (2b) organu wykonawczego, a trzeci przewód rurowy (30) łączy komorę dolną (26) zespołu sterującego z przestrzenią (10) nad przeponą (6) organu wykonawczego, zaś w drugim położeniu tej obudowy (24) , odpowiadając pracy zaworu - pod napięciem otwarty - pierwszy przewód rurowy (28) łączy komorę górną (25) zespołu sterującego z kanałem wylotowym (2b) organu wykonawczego, drugi przewód rurowy (29) łączy komorę dolną (26) zespołu sterującego z kanałem wlotowym (2a) organu wykonawczego, a trzeci przewód rurowy (30) łączy komorę dolną (26) zespołu sterującego z przestrzenią (10) nad przeponą (6) organu wykonawczego.