PL163790B3

PL163790B3 - Actuating assembly for a safety cup-off valve

Info

Publication number: PL163790B3
Application number: PL28913391A
Authority: PL
Inventors: Feliks Jalowski
Original assignee: Feliks Jalowski
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1994-05-31
Also published as: PL289133A3

Abstract

1. A drive unit for protective valve, consisting in: an elastic component (preferably a helical spring) seated in the valve body, a close component acting upon an axial push component and compressed by means of a double-arm level, whereas the double-arm lever is seated tiltably on the external end of the push component, and further consisting of a component that holds and releases the lever, whereas the lever has radial parts shaped as rotatable rollers located at the area of co-operation with the external plane of the body, whereas the lever's suspension points and rotation axis lay in one plane with the longitudinal axis of the push component, whereas the force acting on the moving end of the lever is low as required to hold the lever in this position, and this force only results from the force of the return elastic component located between that moving arm and the external protrusion of the body, whereas the hold-and-release unit consists of an electromagnet excited by an external signal, whereas that electromagnet is associated with a permanent magnet, whereas the magnetic field of that permanent magnet has the opposite magnetic polarity than that of the electromagnet coil and holds the lever in the "valve open" position, according to the patent number 158831, characterized in that the permanent magnet (15) is a central part of the C-shaped core of the electromagnet, whereas that C-shaped core is made of two separate longitudinal components (16) that contact each side of the permanent magnet (15) respectively, whereas the lever (5).<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest ulepszenie zespołu napędowego zaworu zabezpieczającego, zwłaszcza zaworu odcinającego według patentu nr 158 831.The object of the invention is to improve the drive assembly of a safety valve, especially a shut-off valve according to Patent No. 158 831.

Zespół ten przeznaczony jest w szczególności do zaworów odcinających dopływ cieczy w przypadku jej niekontrolowanego wypływu, przykładowo przelewania się cieczy w zbiornikach otwartych lub wody w przypadku wanien łazienkowych, czy zlewów kuchennych i zalewaniu pomieszczeń, a także do zamykania przepływu przez przewody w razie nagłego spadku ciśnienia cieczy w tych przewodach, w szczególności wody w przewodach sieci wodociągowej. Ponadto zespół może stanowić również wyposażenie zaworów wodnych takich urządzeń domowych jak pralki automatyczne lub samoczynne zmywarki do naczyń.This unit is designed in particular for liquid shut-off valves in the event of its uncontrolled outflow, for example overflow of liquid in open tanks or water in the case of bathtubs or kitchen sinks and flooding rooms, as well as for closing the flow through the pipes in the event of a sudden pressure drop. liquids in the pipes, in particular water in the water pipes. Moreover, the assembly can also equip water valves of such domestic appliances as automatic washing machines or automatic dishwashers.

Zgodnie z opisem patentowym nr 158 831, zespół napędowy zaworu zabezpieczającego składa się z osadzonego w korpusie zaworu elementu sprężystego korzystnie sprężyny śrubowej, działającego na osiowy element dociskowy zawieradła i ściskanego za pomocą dźwigni dwuramiennej osadzonej wychylnie na zewnętrznej końcówce elementu dociskowego, oraz z członu trzymająco-zwalniającego dźwignię. W obszarze współpracy z płaszczyzną zewnętrzną korpusu zaworu, w której w przybliżeniu prostopadle usytuowany jest element dociskowy, zarys powie163790 rzchni roboczych dźwigni zawiera części promieniowe, przy czym dźwignia przy ściśniętym elemencie sprężystym w pozycji otwarcia zaworu, jest oparta tymi częściami promieniowymi o wymienioną płaszczyznę tak, że punkty oparcia i oś obrotu dźwigni leżą na jednej płaszczyźnie z osią wzdłużną elementu dociskowego, a wielkość siły przyłożonej do końca jej ramienia ruchowego przez człon trzymająco-zwalniający, konieczna do utrzymania dźwigni w tej pozycji jest minimalna i wynika tylko z wielkości siły wywieranej na ramię ruchowe dźwigni przez powrotny element sprężysty usytuowany pomiędzy tym ramieniem ruchowym, a występem zewnętrznym korpusu zaworu. Części promieniowe dźwigni stanowią rolki obrotowe osadzone w ramionach dźwigni. Człon trzymająco-zwalniający stanowi człon elektromagnetyczny dwuczęściowy, którego jedną część stanowi magnes trwały zespolony z końcem ramienia ruchowego dźwigni, zaś drugą część stanowi elektromagnes pobudzony sygnałem zewnętrznym, skojarzony z wymienionym magnesem trwałym tak, że w stanie otwarcia zaworu pozycja dźwigni jest utrzymywana siłą magnetycznego pola tego magnesu sprzęgającą jego nabiegunniki z nabiegunnikami rdzenia elektromagnesu, w czasie zaś zwalniania dźwigni pole magnetyczne elektromagnesu, utworzone po załączeniu jego cewki, ma polaryzację przeciwną do polaryzacji pola magnetycznego magnesu trwałego, przez co zmniejsza się siła sprzęgająca nabiegunniki magnesu trwałego z nabiegunnikami rdzenia elektromagnesu, umożliwiając powrotnemu elementowi sprężystemu przemieszczenie dźwigni do takiego położenia, z którego dalsze przechodzenie do pozycji zamknięcia zaworu odbywa się pod wpływem rozprężającego się elementu sprężystego działającego na osiowy element dociskowy zawieradła zaworu.According to patent description No. 158 831, the drive unit of the safety valve consists of an elastic element mounted in the valve body, preferably a helical spring, acting on the axial thrust element of the obturator and compressed by means of a two-arm lever pivotally mounted on the outer end of the pressure element, and a holding member. release lever. In the area of cooperation with the outer plane of the valve body, in which the thrust element is approximately perpendicular, the outline of the operating surfaces of the lever comprises radial portions, and the lever with the compressed elastic element in the valve opening position rests these radial portions against said plane so that that the support points and the axis of rotation of the lever lie in one plane with the longitudinal axis of the pressure element, and the amount of force applied to the end of its movement arm by the holding-release member, necessary to keep the lever in this position, is minimal and results only from the amount of force exerted on the arm movement of the levers by a return spring located between the movement arm and an outer projection of the valve body. The radial parts of the lever are rotating rollers embedded in the lever arms. The holding-release member is a two-part electromagnetic member, one part of which is a permanent magnet combined with the end of the lever moving arm, and the other part is an electromagnet energized by an external signal associated with the said permanent magnet, so that in the valve opening state, the lever position is maintained by the force of the magnetic field of this magnet, which connects its pole pieces with the pole pieces of the electromagnet core, and when the lever is released, the magnetic field of the electromagnet, created after switching on its coil, has a polarization opposite to the polarization of the magnetic field of the permanent magnet, which reduces the force coupling the pole pieces of the permanent magnet with the pole pieces of the electromagnet core, allowing on the resilient element, the lever is moved to such a position, from which the further transition to the valve closed position takes place under the influence of the expanding elastic element acting on the axial pressure element valve bodies.

W rozwiązaniu według patentu nr 158 831 osadzenie magnesu trwałego na końcówce ramienia ruchowego dźwigni powoduje, że pole elektromagnetyczne cewki elektromagnesu musi być odpowiednio silne dla przezwyciężenia pola magnetycznego magnesu trwałego celem oderwania go wraz z dźwignią od nabiegunników elektromagnesu. To z kolei wymusza konieczność zwiększenia sygnału zewnętrznego pobudzającego elektromagnes. Ponadto usytuowanie elektromagnesu na zewnętrznym występie korpusu zaworu stwarza możliwość uszkodzenia uzwojenia cewki, wystąpienia zwarć, a także, przy zasilaniu sieciowym, możliwość wystąpienia porażeń.In the solution according to the patent no. 158 831, the placement of a permanent magnet on the end of the moving arm of the lever causes that the electromagnetic field of the electromagnet coil must be strong enough to overcome the magnetic field of the permanent magnet in order to detach it together with the lever from the pole pieces of the electromagnet. This, in turn, forces the necessity to increase the external signal activating the electromagnet. In addition, the location of the electromagnet on the outer shoulder of the valve body creates the possibility of damage to the coil winding, short-circuits, and also, with mains supply, the possibility of electric shock.

W rozwiązaniu według wynalazku magnes trwały, dotychczas sprzęgający nabiegunniki elektromagnesu jako element dźwigni wymuszającej stan otwarty zaworu, wykorzystano do utworzenia ceowego magnetowodu elektromagnesu, w ten sposób, że magnetowód zawiera dwa odrębne elementy w postaci podłużnych pasków przylegających każdy-do jednego boku magnesu trwałego, zaś dźwignię, od strony wewnętrznej jej ramienia ruchowego, wyposażono w niewielką zworę magnetyczną sprzęganą w pozycji otwartej zaworu z wolnymi końcami ceowego magnetowodu elektromagnesu, polaryzowanymi w tym stanie zaworu polem magnetycznym magnesu trwałego. Jednocześnie wolne końce magnetowodu elektromagnesu usytuowane są widocznie w ściance korpusu zaworu przeciwległej ramieniu ruchowemu dźwigni, zaś pozostała część magnetowodu z cewką elektromagnesu i magnesem trwałym osadzona jest stabilnie wewnątrz korpusu zaworu w jego części oddzielonej szczelną ścianką od części wodnej i napędowej zaworu.In the solution according to the invention, the permanent magnet, hitherto coupling the pole pieces of the electromagnet as an element of the lever forcing the open state of the valve, was used to form the C-shaped magnet guide of the electromagnet, in such a way that the magnet conductor comprises two separate elements in the form of longitudinal strips adjoining each side of the permanent magnet, and the lever, from the inside of its moving arm, is equipped with a small magnetic armature, coupled in the open position of the valve with the free ends of the C-magnet core of the electromagnet, polarized in this state of the valve by the magnetic field of the permanent magnet. At the same time, the free ends of the magnetic core of the electromagnet are located visibly in the wall of the valve body opposite the moving arm of the lever, and the remaining part of the magnetic core with the electromagnet coil and permanent magnet is stably seated inside the valve body in its part separated by a tight wall from the water and the driving part of the valve.

Wprowadzone według wynalazku ulepszenia pozwoliły zmniejszyć gabaryty elektromagnesu, wykorzystanie zaś magnesu trwałego do utworzenia magnetowodu elektromagnesu pozwoliło na zmniejszenie do optymalnego pola wymaganego do utrzymywania dźwigni w pozycji odpowiadającej stanowi otwarcia zaworu, co z kolei pozwala stosować mniejsze optymalne pole elektromagnesu dla pokonania siły trzymania dźwigni magnesem stałym. Zmniejszono tym samym wartość koniecznego do pobudzenia cewki elektromagnesu sygnału zewnętrznego. Usytuowanie elektromagnesu w odrębnej części korpusu zaworu zabezpiecza przed jego uszkodzeniami, a także przed porażeniami. Konstrukcja jest zwarta i bardziej bezpieczna w eksploatacji przy korzystniejszych parametrach działania członu elektromagnetycznego.The improvements introduced according to the invention made it possible to reduce the dimensions of the electromagnet, and the use of a permanent magnet to create the magnetic core of the electromagnet allowed to reduce to the optimal field required to hold the lever in the position corresponding to the opening of the valve, which in turn allows to use a smaller optimal field of the electromagnet to overcome the force of holding the lever with a permanent magnet. . Thus, the value of the external signal necessary to energize the electromagnet coil was reduced. The location of the electromagnet in a separate part of the valve body protects against its damage as well as against shocks. The structure is compact and safer in operation with more favorable operating parameters of the electromagnetic element.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym półprzekrój i półwidok zespołu napędowego zaworu w płaszczyźnie osi wzdłużnej kanałów wodnych, jako zespołu pracującego w zaworze odcinającym niekontrolowany wypływ wody zalewającej pomieszczenie.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, showing a half-section and a half-view of the valve drive unit in the plane of the longitudinal axis of the water channels as a unit operating in the valve shutting off uncontrolled outflow of water flooding the room.

Zespół napędowy zaworu zabezpieczającego składa się z osadzonej w korpusie 1 zaworu, w jego części napędowej, śrubowej sprężyny 2 działającej na osiowy element dociskowy 3 zawieradła 4 ściskanej za pomocą dwuramiennej dźwigni 5, osadzonej wychylnie na zewnętrznej końcówce elementu dociskowego 3 i współpracującej, w końcowej fazie ruchu otwierającego zawór, ze sprężystym elementem powrotnym 6, oraz jest wyposażony w człon trzymająco-zwalniający 7 dźwignię 5. Element dociskowy 3 wewnątrz korpusu 1 zaworu zakończony jest kołnierzem oporowym 8, o który opiera się jednym końcem otaczająca ten element sprężyna śrubowa 2 oparta drugim końcem o górną wewnętrzną płaszczyznę tej części korpusu 1. Zawieradło 4 ma postać elastycznej membrany. Korpus 1 ma w części wodnej kanał przepływowy 9 z króćcem wlotowym 10 i wylotowym 11. Dźwignia 5 ma dwie promieniowe części robocze w postaci rolek obrotowych 12 osadzonych każda na odrębnej osi, które współpracują z płaszczyzną zewnętrzną 13 części cylindrycznej korpusu 1, w której w przybliżeniu prostopadle umieszczony jest wymieniony element dociskowy 3, oraz ma kątowo usytuowane ramię ruchowe 14. Człon trzymająco-zwałniający 7, wykonany jako elektromagnetyczny zawiera elektromagnes, mający ceowy magnetowód utworzony z magnesu trwałego 15 oraz z dwóch odrębnych elementów w postaci podłużnych pasków 16 przylegających każdy do jednego boku magnesu trwałego 15. Magnes trwały 15 ma pole magnetyczne o polaryzacji przeciwnej do pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez cewkę 17 elektromagnesu pobudzaną sygnałem zewnętrznym z czujnika elektrodowego 18. Wolne końce magnetowodu stanowią jego nabiegunniki 19. Ceowy magnetowód osadzony jest stabilnie wewnątrz korpusu 1 zaworu w jego części oddzielonej szczelną ścianką od części wodnej i napędowej tak, że jego wolne końce - nabiegunniki 19 usytuowane są widocznie w ściance korpusu 1 zaworu przeciwległej ramieniu ruchowemu 14 dźwigni 5. Jednocześnie dźwignia 5, od strony wewnętrznej jej ramienia ruchowego 14, wyposażona jest w niewielką zworę magnetyczną 20 sprzęganą w pozycji otwartej zaworu z nabiegunnikami 19 ceowego magnetowodu elektromagnesu, polaryzowanymi w tym stanie zaworu polem magnetycznym magnesu trwałego 15. Element sprężysty powrotny 6 zamocowany jest jednym końcem do zewnętrznego występu ścianki korpusu 1 przeciwległej ramieniu ruchowemu 14 dźwigni 5, zaś drugim końcem współpracuje z występem na wewnętrznej stronie tego ramienia ruchowego 14 dźwigni 5 usytuowanym powyżej miejsca zamocowania zwory magnetycznej 20.The drive unit of the safety valve consists of a helical spring 2 embedded in the valve body 1, in its drive part, acting on the axial pressure element 3 of the damper 4, compressed by means of a two-arm lever 5, pivotally mounted on the outer end of the pressure element 3 and cooperating in the final phase of the valve opening movement, with an elastic return element 6, and is equipped with a holding-releasing member 7 of the lever 5. The pressure element 3 inside the valve body 1 ends with a stop flange 8 against which, at one end, the coil spring 2 surrounding this element rests with its other end o the upper inner face of this body part 1. The shutter 4 is in the form of a flexible membrane. The body 1 has a flow channel 9 in the water part with an inlet 10 and an outlet port 11. The lever 5 has two radial operating parts in the form of rotating rollers 12 mounted on a separate axis each, which cooperate with the external plane 13 of the cylindrical part of the body 1, in which approximately said pressure element 3 is positioned perpendicularly, and has an angularly disposed movement arm 14. The holding-retraction member 7, made as electromagnetic, comprises an electromagnet having a U-shaped magnetic guide formed of a permanent magnet 15 and of two separate elements in the form of longitudinal strips 16 adjacent each to one the side of the permanent magnet 15. The permanent magnet 15 has a magnetic field with a polarization opposite to the electromagnetic field generated by the electromagnet coil 17, stimulated by an external signal from the electrode sensor 18. The free ends of the magnetic core are its pole pieces 19. The magnetic core is stably mounted inside the valve body 1 in its partseparated by a sealed wall from the water part and the driving part, so that its free ends - pole pieces 19 are situated visibly in the wall of the valve body 1 opposite the movement arm 14 of the lever 5. At the same time, the lever 5 is provided with a small magnetic armature from the inside of its moving arm 14. 20 coupled in the open position of the valve with the pole pieces 19 of the C-shaped magnetic core of the electromagnet, polarized in this state of the valve by the magnetic field of the permanent magnet 15. The return spring element 6 is attached with one end to the outer protrusion of the body wall 1 opposite the movable arm 14 of the lever 5, and with the other end it cooperates with a projection on the inner side of this movement arm 14 of the lever 5 located above the location of the magnetic armature 20.

Działanie zespołu napędowego przebiega następująco. Przy otwartym zaworze element dociskowy 3 jest wyciągnięty dźwignią 5 w najwyższe położenie jego zewnętrznej końcówki i jednocześnie ściska wewnątrz korpusu 1 zaworu sprężynę śrubową 2. Dźwignia 5 opiera się obrotowymi rolkami 12 o płaszczyznę zewnętrzną 13 korpusu 1 zaworu tak, że punkty oparcia i oś obrotu dźwigni 5 leżą na jednej płaszczyźnie z osią wzdłużną elementu dociskowego 3, a wartość siły przyłożonej do końca ramienia ruchowego 14 dźwigni 5 w tym położeniu jest minimalna i zależy tylko od wielkości siły wywieranej na dźwignię 5 przez powrotny element sprężysty 6. Dźwignia 5 w pozycji otwarcia zaworu utrzymywana jest siłą pola magnetycznego magnesu trwałego 15, polaryzującego nabiegunniki 19 ceowego magnetowodu elektromagnesu sprzęgające zworę magnetyczną 20 dźwigni 5. Cewka 17 elektromagnesu sprzęgnięta jest elektrycznie z elektronicznym czujnikiem 18 reagującym na pojawienie się cieczy przewodzącej prąd elektryczny usytuow^iym na podłodze dowolnego pomieszczenia. W momencie wykrycia awaryjnego wypływu cieczy przewodzącej prąd elektryczny, cewka 17 elektromagnesu zostaje załączona do zasilania i wytwarza pole elektro-magnetyczne o polaryzacji magnetycznej przeciwnej do polaryzacji pola magnetycznego magnesu trwałego 15 wchodzącego w skład ceowego magnetowodu elektromagnesu, przez co zmniejsza się siła przyciągająca zworę magnetyczną 20 dźwigni 5 do nabiegunników 19 magnetowodu elektromagnesu, umożliwiając powrotnemu elementowi sprężystemu 6 oderwanie ramienia ruchowego 14 dźwigni 5. Dźwignia 5 wykonuje obrót na sworzniu łączącym ją z elementem dociskowym, ciągnięta, poprzez ten element dociskowy 3, przez rozprężającą się wewnątrz korpusu 1 zaworu sprężynę śrubową 2. Przemieszczający się wraz z tą sprężyną śrubową 2 element dociskowy 3 swym kołnierzem oporowym 8 naciska na zawieradło, dociskając je do wewnętrznego wylotu kanału przepływowego 9 od strony wlotowego króćca 10 i zamyka przepływ cieczy przez zawór. Powrót dźwigni do pozycji otwarcia zaworu można realizować ręcznie lub automatycznie w zależności od potrzeb.The operation of the power unit is as follows. With the valve open, the thrust element 3 is pulled by the lever 5 to the highest position of its outer tip and at the same time compresses the coil spring 2 inside the valve body 1. The lever 5 rests with its rotating rollers 12 against the external plane 13 of the valve body 1 so that the points of support and the axis of rotation of the lever 5 lie in one plane with the longitudinal axis of the pressure element 3, and the value of the force applied to the end of the movement arm 14 of the lever 5 in this position is minimal and depends only on the amount of force exerted on the lever 5 by the return spring element 6. Lever 5 in the valve opening position it is maintained by the force of the magnetic field of the permanent magnet 15, polarizing the pole pieces 19 of the C-magnet core of the electromagnet, which engage the magnetic armature 20 of the lever 5. The coil 17 of the electromagnet is electrically coupled to an electronic sensor 18 responding to the appearance of an electrically conductive liquid located on the floor of any room. When an emergency outflow of an electrically conductive liquid is detected, the coil 17 of the electromagnet is connected to the power supply and creates an electromagnetic field with a magnetic polarization opposite to the magnetic field of the permanent magnet 15 being part of the U-shaped magnetic core of the electromagnet, which reduces the force attracting the magnetic armature 20 lever 5 to the pole pieces 19 of the electromagnet magnet, allowing the return spring element 6 to tear off the moving arm 14 of the lever 5. The lever 5 rotates on the pin connecting it with the pressure element, pulled through this pressure element 3 by a coil spring 2 expanding inside the valve body 1 The pressure element 3, which moves with this helical spring 2, presses against the valve with its stop collar 8, pressing it against the internal outlet of the flow channel 9 from the side of the inlet stub 10 and shuts off the flow of liquid through the valve. The return of the lever to the valve opening position can be performed manually or automatically, depending on the needs.

163 790163 790

1 11 4 0 2 3 51 11 4 0 2 3 5

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 10 000 złPublishing Department of the Polish Patent Office of the Republic of Poland Circulation 90 copies Price PLN 10,000

Claims

Patent claims

A safety valve drive unit, consisting of an elastic element embedded in the valve body, preferably a helical spring, acting on the axial pressure element of the obturator and compressed by means of a two-arm lever, pivotably mounted on the outer end of the pressure element, and a lever holding-releasing a lever having , in the area of cooperation with the external plane of the body, in which the pressure element is located approximately perpendicularly, the radial parts in the form of rotating rollers, with which, against the compressed elastic element, in the valve opening position, it rests against the said external plane, so that its abutment points and axis of rotation lie flush with the longitudinal axis of the pressure element, and the amount of force applied to the end of its movement arm by the holding-release member, necessary to hold the lever in this position, is minimal and results only from the amount of force exerted on the movement arm by the return eleme nt resilient located between this moving arm and the outer protrusion of the valve body, and the holding-release member is an electromagnetic member containing an electromagnet, driven by an external signal, associated with a permanent magnet, whose magnetic field polarization opposite to the magnetic field of the attached electromagnet coil, holds the lever in a position corresponding to the valve opening state, according to the patent no-158-831, characterized in that the permanent magnet (15) is a central member of the C-shaped magnet guide of the electromagnet formed of two separate elements in the form of longitudinal strips (16) adjacent to one on the side of the permanent magnet (15), while the lever (5), on the inside of its moving arm (14), is equipped with a small magnetic armature (20) coupled in the open position of the valve with the free ends of the U-shaped magnetic core of the electromagnet, constituting its pole pieces (19), polarized in this state of the valve with a magnitude field ethics of a permanent magnet (15).

2. The assembly according to p. A method according to claim 1, characterized in that the ends of the magnetic core of the electromagnet constituting its pole pieces (19) are situated visibly in the wall of the valve body (1) on the opposite side of the actuator arm (14) of the lever (5), and the remaining part of the magnetic core with the permanent magnet (15) and the coil (17) of the electromagnet is mounted stably inside the valve body (1) in its part separated by a tight wall from the water and driving parts of the valve.