PL193304B1 - Ogranicznik przepływu - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie przeznaczone do umieszczania w przewodzie plynowym dla ograniczania przeplywu plynu w tym przewodzie, które to urzadzenie zawiera czesc podstawowa z otworem przeplywu przeloto- wego i czesc zamykajaca, która jest umieszczona na czesci podstawowej za posrednictwem czlonu spre- zystego i która jest przemieszczalna z przynajmniej zasadniczo skladowa osiowa dla czesciowego za- mykania otworu przeplywu przelotowego wzgledem powierzchni zamykajacej na czesci podstawowej, przy czym to urzadzenie moze byc przytwierdzane w polozeniu przytwierdzonym w przewodzie za po- moca elementu przytwierdzajacego tak, ze plyn moze przeplywac przez urzadzenie tylko poprzez ten przelotowy otwór, przy czym czesc podstawowa i czesc zamykajaca sa umieszczone wzgledem sie- bie tak, ze w polozeniu spoczynkowym wyznaczo- nym przez czlon sprezysty, pomiedzy czescia pod- stawowa a czescia zamykajaca powstaje szczelina, która to szczelina staje sie mniejsza w wyniku od- dzialywania sprezystego przez wyginanie pod wply- wem róznicy cisnien plynu. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie przeznaczone do umieszczania w przewodzie płynowym dla ograniczania przepływu płynu w tym przewodzie.

Woda pitna dobrej jakości może być otrzymywana przez obróbkę wody uzyskiwanej przez odciąganie powierzchniowe (rzeki i jeziora) i odciąganie głębinowe (wody gruntowe). Gdy woda zostanie oczyszczona dla uzyskania wody pitnej dobrej jakości, wówczas musi ona być transportowana do odbiorcy. Transport ten jest bardzo kosztowny ze względu na bardzo drobno rozgałęziony układ zasilania. Pobieranie wody gruntowej ma dalszą wadę polegającą na tym, że poziom wód gruntowych opada poprzez pobieranie wody co może mieć ujemny wpływ na środowisko.

Oszczędzanie wody pitnej dobrej jakości stanowi dobry pomysł dla uniknięcia, pomiędzy innymi, obniżania się poziomu wód gruntowych i redukowania poboru energii do transportu, oczyszczania i ogrzewania.

Przedsiębiorstwa uzdatniania wody próbują redukować spożycie wody pitnej dobrej jakości trzema sposobami. Przede wszystkim, poczynione są wysiłki dla możliwie maksymalnego uszczelniania układów sieci wodnych, po drugie stosowane jest wyposażenie oszczędzające wodę i przykładowo można wykorzystywać wodę deszczową do zmywania, do celów sanitarnych i jako woda do ogrodu. Po trzecie, krany nie stosowane w szczególności do prowadzenia nieokreślonej ilości wody, tak jak kran umywalki, wyposaża się w urządzenie jak podano we wstępie. Przy urządzeniu tego rodzaju jak podano we wstępie szybkość przepływu takich kranów jest ograniczona do około 7-8 litrów na minutę.

Opis NL-A-1001810 opisuje ogranicznik przepływu, który zawiera część ukształtowaną kapeluszowo, przy czym w górnym boku tej części są umieszczone dwie szczeliny. Te szczeliny ograniczają giętką część mostkową, która wygina się pod wpływem różnicy ciśnień ponad kapeluszowato ukształtowaną częścią tak, że szczeliny stają się mniejsze. Urządzenie to ma wadę polegającą na tym, że wskutek niewielkich wymiarów szczelin, na pracę urządzenia mają ujemny wpływ niewielkie odchylenia, przykładowo wskutek pęcznienia materiału. Urządzenie to ma dodatkową wadę polegającą na tym, że podczas ograniczania przepływów ciepłego lub gorącego płynu urządzenie ulega odkształceniu, co ma ujemny wpływ na jego pracę. Ze względu na geometrię części mostkowej nie jest ponadto możliwe wytwarzanie urządzenia po rozsądnym koszcie. Dodatkowo jest nadzwyczaj trudne dobranie kombinacji własności materiału oraz kształtu oraz wymiarów, tak aby urządzenie funkcjonowało w całym zakresie roboczym.

Celem wynalazku jest uniknięcie podanych powyżej wad. Dalszym celem jest opracowanie urządzenia, które będzie ograniczało przepływ tak, że szybkość przepływu będzie pozostawała w zasadzie taka sama niezależnie od ciśnienia podawania płynu.

Podane powyżej cele są uzyskiwane za pomocą urządzenia według wynalazku, które to urządzenie zawiera część podstawową wyposażoną w otwór do przepływu przelotowego oraz część zamykającą, która jest umieszczona na części podstawowej za pośrednictwem członu sprężystego i która jest przemieszczalna z przynajmniej zasadniczo osiową składową do częściowego zamykania otworu do przepływu przelotowego względem powierzchni zamykającej na części podstawowej, przy czym to urządzenie może być przytwierdzane w pozycji ustalonej w przewodzie za pomocą członu mocującego tak, że płyn może przepływać przez urządzenie tylko poprzez otwór do przepływu przelotowego, przy czym część podstawowa i część zamykająca są tak rozmieszczone względem siebie, że w położeniu spoczynkowym wyznaczonym przez człon sprężysty, pomiędzy częścią podstawową a częścią zamykającą powstaje szczelina, która to szczelina staje się mniejsza w wyniku oddziaływania sprężystego przez wyginanie pod wpływem różnicy ciśnienia płynu nad urządzeniem.

Korzyść urządzenia według wynalazku polega na tym, że część zamykająca zamyka otwór przepływu przelotowego tak bardzo jak jest to konieczne a wielkość szczeliny zależy od różnicy ciśnienia płynu. Relacja pomiędzy częścią zamykającą a różnicą ciśnienia płynu powoduje, że uzyskuje się praktycznie taki sam wypływ niezależnie od ciśnienia zasilania płynu. W rozwiązaniu zalecanym w wynalazku część podstawowa zawiera pierścieniową część kołnierzową i pionową ścianę wzdłuż wewnętrznego obrzeża pierścieniowej części kołnierzowej, zaś część zamykająca jest umieszczona na końcu ściany z dala od pierścieniowej części kołnierzowej. Rozwiązanie takie można łatwo wprowadzić do przewodu zaś ze względu na to, że część podstawowa pierścieniową część kołnierzową, płyn może łatwo przepływać przez szczelinę bez stawiania oporu płynowi przez część podstawową.

W następnym rozwiązaniu wynalazku szczelina ma kształt klinowy. To rozwiązanie szczeliny powoduje bardzo zalecaną właściwość ograniczającą.

PL 193 304 B1

W następnym rozwiązaniu wynalazku, szczelina zawiera zwężenie na obydwu końcach. Tym samym otrzymuje się praktycznie stałą szybkość przepływu w całym zakresie roboczym urządzenia.

W następnym zalecanym rozwiązaniu wynalazku, część giętka zawiera część płytową i przynajmniej jeden element sprężysty łączący część płytową z częścią podstawową. Wten sposób charakterystyka ograniczania przepływu jest określana całkowicie przez element sprężysty. Zalecana charakterystyka ograniczania jest otrzymywana przez odpowiedni dobór właściwości sprężystych elementu sprężystego. Element sprężysty jest korzystnie śrubowy.

W jeszcze następnym rozwiązaniu urządzenie jest monolityczne. Urządzenie jest korzystnie wytwarzane przez formowanie wtryskowe, przez co jego koszt może być niewielki.

W jeszcze innym rozwiązaniu urządzenia powierzchnia zamykająca zawiera występ dla uniknięcia całkowitego zamknięcia szczeliny. Chroni to urządzenie przed całkowitym zamknięciem przewodu jeżeli ciśnienie płynu za bardzo wzrośnie.

W następnym rozwiązaniu urządzenie zawiera otwór do zapewniania przepływu minimalnego. W podobny sposób zapobiega to przed całkowitym zamknięciem szczeliny przestrzeni zamykającej w przypadku zbyt wysokiego ciśnienia płynu.

W zalecanym rozwiązaniu urządzenia, otwór przechodzi w kierunku promieniowym. Korzyść takiego rozwiązania polega na tym, że pod częścią zamykającą powstaje ciśnienie wsteczne, przez co wyginanie części zamykającej następuje w sposób łagodny i tłumiony podczas wzrostu ciśnienia.

W jeszcze innym rozwiązaniu urządzenia szczelina ma kształt stopniowanego klina. Oddziaływanie tłumiące urządzenia będzie tym samym postępowało w dwóch etapach. Pierwszy etap może być przystosowany do wymagań dotyczących stałej szybkości przepływu przy niewielkim ciśnieniu. Drugi etap może być przystosowany do wymagań stałej szybkości przepływu przy dużym ciśnieniu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok kranu, w którym zastosowano urządzenie według wynalazku, fig. 2 - przekrój otworu wylotowego kranu pokazanego na fig. 1, fig. 3-8 - rozwiązania urządzenia według wynalazku.

Na fig. 1 pokazano kran 1 zawierający obudowę 2 z uchwytem roboczym 3. Od strony spodniej obudowy 2 znajduje się otwór wylotowy 4, w którym to otworze wylotowym 4 znajduje się wkręcana część 5.

Na fig. 2 pokazano przekrój otworu wylotowego 4 i wkręcanej części 5. Ta ostatnia składa się z tulei 6 wyposażonej w gwint śrubowy i urządzenie filtrujące 7, jak wiadomo ze stanu techniki. Urządzenie 8 do ograniczania przepływu płynu jest umieszczone na urządzeniu filtrującym 7 w tulei 6. Urządzenie 8 według wynalazku zawiera pierścieniową część kołnierzową 9, pionową ścianę 10 wzdłuż wewnętrznego obrzeża pierścieniowej części kołnierzowej i giętką część zamykającą 11 umieszczoną na wyprostowanej ścianie. Część zamykająca 11 i wyprostowana ściana 10 są rozmieszczone względem siebie tak, że w położeniu spoczynkowym pomiędzy częścią zamykającą a wyprostowaną ścianą jest formowana szczelina 12. Część wyprostowanej ściany 10 łączącej szczelinę 12 tworzy powierzchnię zamykającą 13.

Po uruchomieniu rękojeści uruchamiającej 3 kranu 1, przez otwór wylotowy 4 poprzez wkręcaną część 5 będzie wypływał płyn, przykładowo woda (patrz fig. 1). Gdy występuje niewielka różnica ciśnień pomiędzy ciśnieniem wody w otworze wylotowym 4 a ciśnieniem zewnętrznym, wówczas giętka część zamykająca 11 nie będzie uginała się, a woda będzie przepływała przez urządzenie filtrujące 7 poprzez szczeliny 12. Gdy woda W przepływa przez urządzenie filtrujące 7, to powietrze L jest wciągane z boku tego urządzenia, tym samym wytwarzając „spieniony strumień wody. Gdy ciśnienie w kranie 1 wzrasta, wówczas różnica ciśnień ponad urządzeniem 8 będzie wzrastała i to ciśnienie P będzie wyginało giętką część zamykającą 11. Szczelina 12 staje się tym samym mniejsza, przez co zostaje ograniczony wypływ wody W. Przy maksymalnej różnicy ciśnień giętka część zamykająca 11 będzie leżała przy powierzchni zamykającej 13. Ze względu na jej kształt szczelina 12 nie będzie całkowicie zamknięta, tym samym zapewniając minimalny przepływ wody.

Na fig. 3 pokazano perspektywiczny widok urządzenia według wynalazku, zastosowanego w kranie 1 z fig. 1 i 2.

Na fig. 4 pokazano drugie rozwiązanie wynalazku. Szczelina 14 jest tutaj ukształtowana klinowo i dla uniknięcia całkowitego zamknięcia szczeliny, na powierzchni zamykającej 13 umieszczono występ 15, który zapewnia minimalny przepływ wody.

Na fig. 5 pokazano perspektywiczny widok trzeciego rozwiązania wynalazku. Szczelina 14 jest tutaj podobnie ukształtowana klinowo jednakże dla zabezpieczenia minimalnego przepływu na

PL 193 304 B1 zewnętrznych końcach szczeliny 14 umieszczono dwa otwory 16. Te dwa otwory nie są zamknięte przez zginanie części zamykającej 11, przez co zapewnia się minimalny przepływ.

Na fig. 6 pokazano czwarte rozwiązanie wynalazku, w którym urządzenie 8 zawiera pierścieniową część kołnierzową i wyprostowaną ścianę 10. Na wyprostowanej ścianie 10 znajdują się śrubowe elementy sprężyste 17, które otaczają cześć płytową 18. Za pomocą tych elementów sprężystych 17 jest otrzymywane jednolite zamykanie szczeliny. Tym samym można uzyskać praktycznie stały przepływ niezależnie od różnicy ciśnień nad urządzeniem.

Na fig. 7 pokazano piąte rozwiązanie wynalazku. To rozwiązanie odpowiada w dużym stopniu rozwiązaniu z fig. 3. Jednakże szczelina 14 zawiera tutaj zwężenia 19 na obydwu końcach, przez co występuje oddziaływanie na początek charakterystyki przepływu tak, że otrzymuje się stały przepływ nawet w przypadku niewielkiej różnicy ciśnień na urządzeniu.

Jest ponadto możliwe zastosowanie giętkiej części urządzenia z żebrami, które oddziaływują na charakterystykę przepływu. Forma szczeliny również ma w tym swój udział.

Na fig. 8 pokazano szóste rozwiązanie wynalazku. Rozwiązanie to również odpowiada rozwiązaniu z fig. 3. Jednakże szczelina ta jest stopniowana. Tak więc w cylindrycznej części 20 znajduje się szczelina składająca się z pierwszej części szczelinowej 21 i drugiej części szczelinowej 22. Pierwsza część szczelinowa 21 jest węższa niż druga część szczelinowa 22. Gdy jest przykładane ciśnienie od góry na część zamykającą 23, to będzie ona się wyginała przy wzroście ciśnienia. Część zamykająca 23 będzie wyginała się wzdłuż całej długości pierwszej części szczelinowej 21 i drugiej części szczelinowej 22 podczas pierwszego etapu wzrostu ciśnienia. Gdy ciśnienie wzrasta do wstępnie określonego poziomu, wówczas część zamykająca 23 będzie kontaktowała się z krawędzią 24, w położeniu gdzie pierwsza część szczelinowa 21 przechodzi w drugą część szczelinową 22. Jeżeli ciśnienie teraz dalej wzrośnie, wówczas ugięciu ulegnie jedynie odcinek części zamykającej 23, umieszczony ponad drugą częścią szczelinową 22. Jest zatem możliwe regulowanie w kontrolowany sposób stopnia zamknięcia szczeliny. Tym samym otrzymuje się stałą szybkość przepływu w szerokim zakresie ciśnień.

Maksymalne ciśnienie zasilania może różnić się pomiędzy miejscami. Dla otrzymania najlepszego możliwego działania ogranicznika przepływu, ten ogranicznik przepływu będzie musiał być zaprojektowany do każdego ciśnienia zasilania. Jest jednakże również możliwe umieszczenie tulei dookoła wyprostowanej ściany urządzenia, przez co jest ograniczone zasilanie wody w stronę szczeliny. Przy wysokim ciśnieniu zasilania to ciśnienie może być tym samym redukowane, przez co ogranicznik przepływu może być również stosowany odpowiednio do mniejszych ciśnień.

Claims (10)

1. Urządzenie przeznaczone do umieszczania w przewodzie płynowym dla ograniczania przepływu płynu w tym przewodzie, które to urządzenie zawiera część podstawową z otworem przepływu przelotowego i cześć zamykającą, która jest umieszczona na części podstawowej za pośrednictwem członu sprężystego i która jest przemieszczalna z przynajmniej zasadniczo składową osiową dla częściowego zamykania otworu przepływu przelotowego względem powierzchni zamykającej na części podstawowej, przy czym to urządzenie może być przytwierdzane w położeniu przytwierdzonym w przewodzie za pomocą elementu przytwierdzającego tak, że płyn może przepływać przez urządzenie tylko poprzez ten przelotowy otwór, przy czym część podstawowa i część zamykająca są umieszczone względem siebie tak, że w położeniu spoczynkowym wyznaczonym przez człon sprężysty, pomiędzy częścią podstawową a częścią zamykającą powstaje szczelina, która to szczelina staje się mniejsza w wyniku oddziaływania sprężystego przez wyginanie pod wpływem różnicy ciśnień płynu.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że szczelina ma kształt stopniowanego klina.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że część podstawowa zawiera pierścieniową część kołnierzową i prostą ścianę wzdłuż wewnętrznego obrzeża pierścieniowej części kołnierzowej, zaś część zamykająca jest umieszczona na końcu ściany z dala od pierścieniowej części kołnierzowej.

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że część zamykająca zawiera część płytową i przynajmniej jeden element sprężysty, łączący część płytową z częścią podstawową.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że element sprężysty jest zasadniczo śrubowy.

6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jest monolityczne.

PL 193 304 B1

7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że powierzchnia zamykająca zawiera występ dla uniknięcia całkowitego zamknięcia szczeliny.

8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawiera otwór dla zapewniania przepływu minimalnego.

9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że szczelina zawiera zwężenie na obydwu jej końcach.

10. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że otwór szczeliny rozciąga się w kierunku promieniowym.