PL197410B1 - Samokontrolujący układ zaworu zwrotnego przeznaczony do uzyskania samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przepływu - Google Patents

Abstract

1. Samokontroluj acy uk lad zaworu zwrotne- go przeznaczony do uzyskania samokontrolne- go przep lywu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przep lywu, w którym zawór jest pasowany przez mocne wciskanie w kanale oraz jest cz esciowo umocowany wzd lu z wewn etrznej powierzchni kana lu za pomoc a jednej lub wi ecej cz esci maj acych po- d luzne/obwodowe wyd lu zenie w kanale dla zablokowania przep lywu w pierwszym kierunku naporu czynnika w pierwszym kierunku tworz a- cego ca lkowicie szczelny element za pomoc a jednokierunkowego zaworu umo zliwiaj ac w miar e swobodny przep lyw zale zny od wielko- sci naporu w przeciwnym kierunku, znamienny tym, ze powierzchnia, na któr a dzia la napór czynnika wewn atrz kana lu (2), ma nachylenie 35° ± 5° wzgl edem kana lu. PL PL PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 356245 (22) Data zgłoszenia: 14.12.2000 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

14.12.2000, PCT/SE00/02524 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

12.07.2001, WO01/50048 PCT Gazette nr 28/01 (11) 197410 ⁽13) ^B1 (51) Int.Cl.

F16K 7/07 (2006.01) F16K 7/17 (2006.01)

Samokontrolujący układ zaworu zwrotnego przeznaczony do uzyskania (54) samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym opoze przepływu

(30) Pierwszeństwo: 04.01.2000,SE,0000013-3	(76) Uprawniony i twórca wynalazku: Persson Mats,Karlshamn,SE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 28.06.2004 BUP 13/04	(74) Pełnomocnik:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2008 WUP 03/08	Rachubik Irena, PATPOL Sp. z o.o.

(57) 1. Samokontrolujący układ zaworu zwrotnego przeznaczony do uzyskania samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przepływu, w którym zawór jest pasowany przez mocne wciskanie w kanale oraz jest częściowo umocowany wzdłuż wewnętrznej powierzchni kanału za pomocą jednej lub więcej części mających podłużne/obwodowe wydłużenie w kanale dla zablokowania przepływu w pierwszym kierunku naporu czynnika w pierwszym kierunku tworzącego całkowicie szczelny element za pomocą jednokierunkowego zaworu umożliwiając w miarę swobodny przepływ zależny od wielkości naporu w przeciwnym kierunku, znamienny tym, że powierzchnia, na którą działa napór czynnika wewnątrz kanału (2), ma nachylenie 35° ± 5° względem kanału.

PL 197 410 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest samokontrolujący układ zaworu zwrotnego przeznaczony do uzyskania samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przepływu.

Istniejące samoczynne zawory zwrotne typu jednokierunkowego są zdominowane zamknięciami przechylnymi i zaworami zwrotnymi posiadającymi kulkę, gumową membranę lub ciało pływające. Zwykle wszystkie te zawory zwrotne powodują wzrost przepływowego oporu o dużym lub małym zasięgu, w kanale, w którym są zamocowane. Ponadto, przepływowy opór, w dużym lub małym zasięgu, zwiększa problemy dotyczące zatykania się. Ponieważ pożądaną wartością jest niezawodność istnieje zapotrzebowanie na inne rozwiązania.

Znany jest zawór jednokierunkowy z opisu patentowego SE nr 183 622, który jest zaworem o skomplikowanej budowie. Zawór ten jest umieszczony w swojej obudowie, a element zaworowy jest zamocowany do oddzielnej obudowy za pomocą płytki i nitów. Powierzchnia, na którą działa ciśnienie ma zakrzywioną postać, co oznacza, że ciśnienie potrzebne do otwarcia zaworu jest wyższe niż w zaworze mającym płaską nachyloną powierzchnię. Krzywizna lepiej przeciwstawia się ciśnieniu niż powierzchnia płaska. Ciśnienie potrzebne do otwarcia zaworu wzrasta, jeżeli ma on zakrzywioną postać, opory przepływu też wzrosną. To jest niedogodnością w przewodach grawitacyjnych, często używanych dla ścieków. Zakrzywione zakończenie będzie wygięte na nim samym (kierunek zakrzywienia zmieni się) i będzie potrzebny przeciwny napór żeby powrócić do pierwotnego kształtu. Jeżeli kauczuk nie powróci do swojego normalnego kształtu po otwarciu zaworu, to będzie duże ryzyko przeciekania podczas małego przepływu.

W szczególności zawory zwrotne zaprojektowane do mocowania wewnątrz kanału powodują wzrost dużych ograniczeń przepływu. Przy zastosowaniu do kanałów ciśnieniowych wydajność pomp, a czasami zewnętrzne wymiary kanałów muszą być zmienione dla osiągnięcia satysfakcjonującej funkcjonalności. Z powyższych powodów ten typ zaworów zwrotnych jest praktycznie rzadko stosowany, mimo że posiada znaczące i pożądane zalety. Istnieją również zawory zwrotne o nieznacznym oporze przepływowym, posiadają one jednak albo studzienkę albo komorę i są drogie zarówno one same jak i ich instalacja do kanałów.

Samokontrolujący układ zaworu zwrotnego przeznaczony do uzyskania samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przepływu, w którym zawór jest pasowany przez mocne wciskanie w kanale oraz jest częściowo umocowany wzdłuż wewnętrznej powierzchni kanału za pomocą jednej lub więcej części mających podłużne/obwodowe wydłużenie w kanale dla zablokowania przepływu w pierwszym kierunku naporu czynnika w pierwszym kierunku tworzącego całkowicie szczelny element za pomocą jednokierunkowego zaworu umożliwiając w miarę swobodny przepływ zależny od wielkości naporu w przeciwnym kierunku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że powierzchnia, na którą działa napór czynnika wewnątrz kanału, ma nachylenie 35° ± 5° względem kanału dla udoskonalenia działania, zwłaszcza przy małych różnicach naporu.

Według korzystnej postaci wynalazku jednokierunkowy zawór jest częściowo umocowany wzdłuż połowy lub mniej wewnętrznego obwodu kanału, przez co jednokierunkowy zawór mniej lub bardziej styka się z wewnętrzną powierzchnią kanału, podczas przepływu, zależnie od naporu przepływu. Z racji na tę cechę, przy minimalnym przepływie jednokierunkowy zawór złoży się całkowicie na wewnętrznej powierzchni kanału, przez co jego promieniowe rozszerzenie w kanale jest prawie nieistotne.

Według kolejnej korzystnej postaci wynalazku jednokierunkowy zawór ma właściwą sprężystość, przy której niezmiennie automatycznie powraca do swojego nie odkształconego stanu, przy czym w nie odkształconym stanie kanał jest całkowicie zablokowany odpowiednio do stanu jednokierunkowego zaworu. Ta cecha oznacza, że materiał jako taki posiada „właściwą sobie sprężynę powrotną”, która zamyka zawór zwrotny przy braku przepływu i tak nie powoduje wzrostu żadnych „mniejszych przepływów” w zablokowanym kierunku.

Korzystnie jednokierunkowy zawór na częściowo umocowanym obszarze czy obszarach jest umocowany wewnątrz kanału na całej długości jednokierunkowego zaworu. To daje taką zaletę, że jednokierunkowy zawór będzie przylegał do powierzchni odpowiadającej prawie całej rozciągłości jednokierunkowego zaworu w złożonej formie, co z kolei znaczy, że siła połączenia pomiędzy jednokierunkowym zaworem a kanałem wzrasta przy przepływie w kanale.

Jednokierunkowy zawór przywiera do wnętrza kanału za pomocą substancji klejących.

Korzystnie jednokierunkowy zawór jest umieszczony w kanale ściekowym.

PL 197 410 B1

Dzięki wynalazkowi można uzyskać samoczynny jednokierunkowy przepływ bez powodowania wzrostu nieznacznego oporu przepływowego.

Jednokierunkowy zawór, który w stanie niezmienionym zamyka kanał, jest wykonany z giętkiego, elastomerowego tworzywa i jest pasowany przez mocne wciskanie w wewnętrzną powierzchnię kanału. Jest częściowo umocowany wzdłuż wewnętrznego obrzeża kanału za pomocą jednej lub więcej części jego zewnętrznej powierzchni mających podłużne/obwodowe wydłużenie w kanale w taki sposób, że w przypadku wystąpienia naporu ze strony czynnika w kanale w pierwszym kierunku, możliwy przepływ jest zablokowany z powodu naporu czynnika naciskającego nie przymocowanymi częściami jednokierunkowego zaworu na wewnętrzną powierzchnię kanału. I tak tworzy się całkowicie szczelny element. Pod wpływem naporu czynnika w przeciwnym kierunku, nie przymocowane części jednokierunkowego zaworu opadają/składają się i w ten sposób przepływ zależny od wielkości naporu zostaje przepuszczony przy nieznacznym oporze.

Wykonanie modernizacji takiego jednokierunkowego zaworu w kanale jest możliwe bez potrzeby zmian projektowych czy zmian wymiarów zespołu.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1a pokazuje przekrój podłużny odcinka kanału posiadającego jednokierunkowy zawór według wynalazku, fig. 1b przedstawia odpowiadający fig. 1a odcinek kanału, ale w przekroju poprzecznym wzdłuż linii Ib-Ib, fig. 2a przedstawia odpowiadający fig. 1a odcinek kanału, z tą różnicą, że zachodzi w nim pełen przepływ, fig. 2b przedstawia przekrój poprzeczny wzdłuż linii Ilb-IIb tego samego odcinka kanału jak na fig. 2a z tą samą różnicą jak pomiędzy fig. 1a i 2a, to jest odpowiednio brak przepływu i pełen przepływ, fig. 3a przedstawia odpowiadający fig. 1a i 2a odcinek kanału, w którym zachodzi ograniczony przepływ, fig. 3b przedstawia przekrój poprzeczny wzdłuż linii Illb-IIIb odpowiadający fig. 2b przy ograniczonym przepływie, fig. 4 przedstawia odpowiadający fig. 1a, 2a i 3a odcinek kanału w sytuacji naporu w przeciwnym kierunku, to jest w kierunku zablokowanym, a fig. 5 przedstawia analogiczny do fig. 1a-4 przekrój podłużny odcinka kanału przedstawiający alternatywny przykład wykonania wynalazku.

Na figurze 1a przedstawiony jest przekrój podłużny układu 1 jednokierunkowego zaworu przeznaczonego do zastosowania sposobu według niniejszego wynalazku. Układ 1 jest umieszczony w kanale 2, do którego przywiera we właściwy sposób, na przykład dzięki przyklejeniu. Kanał 2 może mieć konstrukcję tradycyjną i może być wykonany z dowolnego materiału o grubości od najmniejszej do największej przewidywalnej, a średnica kanału przystosowana jest do niniejszego zastosowania. Na figurze tej kanał 2 oraz jednokierunkowy zawór 1 przedstawione są w stanie, w którym nie oddziałuje na nie żaden czynnik, jak na przykład ścieki, dla których mogą być one przeznaczone. Ponadto pokazano, że niezależnie od kierunku przyłożonego naporu, powierzchnia jednokierunkowego zaworu 1 wychodząca w kierunku kanału 2 jest nachylona pod kątem 35° ± 10°, jeśli nachylenie rozpatrywane jest w widoku kanału jak pokazano na fig. 1a. Celem nachylenia jest ułatwienie otwarcia zwrotnego zaworu w kierunku naporu umożliwiającego takie otwarcie, jednocześnie nachylenie to powoduje, że przebicie się przepływu w zablokowanym kierunku jest zasadniczo utrudnione.

Figura 1b pokazuje, że zewnętrzne obrzeże jednokierunkowego zaworu 1 całkowicie styka się z wewnętrzną powierzchnią kanału 2. Można to osiągnąć w wymuszony sposób, w którym jednokierunkowy zawór 1 w trakcie produkcji wyposażony jest w części (nie pokazane), które usiłują sprężyście utrzymać oryginalny kształt jednokierunkowego zaworu 1, jak pokazano na fig. 1a.

Figura 2a przedstawia jak jednokierunkowy zawór 1 według pokazanego przykładu wykonania składa się przy pełnym przepływie i jak układa się wzdłuż wewnętrznej powierzchni kanału 2 na jej jednej połowie. Wymiary dotyczące grubości materiału jednokierunkowego zaworu 1 są na tej figurze przesadne tak, że wydaje się, iż grubość materiału tego kanału jest taka sama jak grubość materiału jednokierunkowego zaworu. To wyolbrzymienie jest celowe, dla jasnego przedstawienia deformacji jednokierunkowego zaworu przy różnych przepływach. Fig. 2b przedstawia analogicznie do fig. 1b przekrój poprzeczny kanału 2 i jednokierunkowego zaworu 1, w tym przypadku przy pełnym przepływie.

Oczywiście zwrotny zawór 1 będzie działał mniej lub bardziej niezależnie od wielkości naporu czynnika. Pokazano to odpowiednio na fig. 3a i 3b. Dodatkowo, przy bardzo niskim oporze przepływowym, można powiedzieć, że jednokierunkowy zawór 1 kanału 2 otworzy się pod naporem w obszarze występowania 10 mm wody, podczas gdy w przeciwnym kierunku zawór może wytrzymać napór kilku metrów wody.

Na figurach 3a i 3b, odpowiednio, pokazany jest odcinek kanału przy umiarkowanym przepływie czynnika, a na fig. 3b w szczególności jest pokazane, że element jednokierunkowego zaworu częściowo opada przy takim przepływie. Wspomniane figury pokazują jednocześnie pośrednie stadium

PL 197 410 B1 związane z ciągłą zmianą od stanu blokującego do całkowitego opadnięcia/złożenia jednokierunkowego zaworu, gdy zastosowany jest całkowity napór, a więc i pełny przepływ.

Figura 4 pokazuje w analogiczny sposób do poprzednio opisanych figur funkcje jednokierunkowego zaworu w przypadku zastosowania średniego naporu w przeciwnym kierunku, to jest w kierunku blokującym. Jak pokazano, część membranowa 3 jednokierunkowego zaworu 1 wybrzuszy się pod wpływem naporu. Przede wszystkim pokazano wyraźnie, że napór czynnika w kanale w stanie blokującym korzystnie powoduje tym lepsze uszczelnienie im bardziej wzrasta napór czynnika.

Figura 5 przedstawia alternatywny przykład wykonania wynalazku, w którym jednokierunkowemu zaworowi 1, posiadającemu te same funkcje jak opisano wyżej, nadano nieco inną konstrukcję. W przeciwieństwie do opisanego wyżej alternatywnego przykładu, posiadającego nachylenie, ten przykład wykonania jednokierunkowego zaworu 1 posiada mniej lub bardziej kształt litery V, widziany w przekroju poprzecznym i stąd posiada dwa różne nachylenia. Oznacza to, że w tym przypadku jednokierunkowy zawór 1 dla spełnienia funkcji odpowiadającej funkcji opisanej w związku z przykładem wykonania z fig. 1-4 jest przymocowany do wewnętrznej powierzchni kanału 2 wzdłuż dwóch prostych liniowych styku 4.

Funkcja tego zwrotnego zaworu będzie jednakże generalnie taka sama, jednocześnie wykonanie przedmiotów oraz zalety określone powyżej pozostają zasadniczo takie same.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Samokontrolujący układ zaworu zwrcOnego przeznaczony do uzyskania samokontrolnego przepływu jednokierunkowego w kanale o minimalnym oporze przepływu, w którym zawór jest pasowany przez mocne wciskanie w kanale oraz jest częściowo umocowany wzdłuż wewnętrznej powierzchni kanału za pomocą jednej lub więcej części mających podłużne/obwodowe wydłużenie w kanale dla zablokowania przepływu w pierwszym kierunku naporu czynnika w pierwszym kierunku tworzącego całkowicie szczelny element za pomocą jednokierunkowego zaworu umożliwiając w miarę swobodny przepływ zależny od wielkości naporu w przeciwnym kierunku, znamienny tym, że powierzchnia, na którą działa napór czynnika wewnątrz kanału (2), ma nachylenie 35° ± 5° względem kanału.
2. 2. Ukkad według zasttz. 1, znamiennytym, że jednokierunkowy zawór (11 jest częśdowo umocowany wzdłuż połowy lub mniej obwodu kanału (2), przy czym jednokierunkowy zawór (1), podczas przepływu, w zależności od jego naporu styka się z wewnętrzną powierzchnią kanału (2) w większym lub mniejszym zakresie.
3. 3. Ukkad według zas^z. 2, znamienny tym, że jednokierunkowy z£^\^(^r (11 ma właściwą mu sprężystość, przy której niezmiennie automatycznie powraca do swojego nie odkształconego stanu, przy czym w nie odkształconym stanie kanał (2) jest całkowicie zablokowany odpowiednio do stanu jednokierunkowego zaworu (1).
4. 4. Ukkad według zas^z. 2, tym, że w obszarze częśdowego umocowania(ń) j ednokierunkowy zawór (1) jest przymocowany do wnętrza kanału (2) wzdłuż całej długości jednokierunkowego zaworu (1).
5. 5. Układwedługzastrz. 1 albo 2, albo3, albo 4, znamienny tym, że j ednokierunkowyzawór ((1 przywiera do wnętrza kanału (2) za pomocą substancji klejącej.
6. 6. Ukkad według zas^z. 5, znamienny tym. że jednokierunkowy zawór (11 jess umieszczony w kanale ściekowym.