PL206066B1 - Zawór zwrotny kulowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest zawór zwrotny kulowy, w którym przesłona oporowa (6) kanału odchylonego (5) zakończona jest na swych wolnych końcach powierzchniami skośnymi (10), a prowadnica (7) kuli (4) zakończona jest kierownicą oporową (8), naprowadzającą kulę (4) na przesłonę oporową (6) kanału odchylonego (5), której wierzchołek (9), leżący bliżej wylotu niż wlotu zaworu, tworzy z powierzchniami (10) przesłony oporowej (6) kanału odchylonego szczelinę w postaci rozszerzającego się do wnętrza kanału odchylonego (5) klina.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór zwrotny kulowy, zwłaszcza do przepompowni dla ścieków bez fekaliów i z fekaliami. Ponadto, może on być stosowany do innych instalacji pompowych, zarówno po stronie tłocznej jak i po stronie ssawnej, dla wody pitnej, wody przemysłowej oraz w hydrotransporcie i w transporcie pneumatycznym.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku P-343136 zawór zwrotny z kulowym elementem zamykającym, którego korpus jest zaopatrzony w kanał przelotowy z wylotem i wlotem zakończonym pierścieniowym gniazdem, na którym osadza się kulowy element zamykający w położeniu zamknięcia, a ponadto w kanał odchylony o średnicy większej od średnicy kulowego elementu zamykającego, do którego on wchodzi w otwartym położeniu zaworu, natomiast przy wlocie, w miejscu połączenia kanału odchylonego z kanałem przelotowym oraz przed wylotem, korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu, a pomiędzy tymi rozszerzonymi przekrojami przestrzeni przepływu znajduje się środkowy odcinek kanału przelotowego utworzony przez dwa symetryczne wewnętrzne wybrzuszenia ścianki korpusu tworzące prowadnicę kuli oraz zewnętrzne wybrzuszenie ścianki korpusu w stronę przeciwną do kuli, w jej położeniu pełnego otwarcia. Kanał odchylony tego zaworu posiada przesłonę oporową ustalającą kulę w jej położeniu pełnego otwarcia. Zawór ten może być wykonany w trzech podstawowych wersjach jeżeli chodzi o miejsce zamocowania przesłony kanału odchylonego. Przesłona ta może być trwale przymocowana do prowadnicy kolanowej pokrywy lub do pokrywy wyczystnej albo do kanału odchylonego korpusu zaworu. Wadą tego rozwiązania jest to, iż dla wersji skróconej zaworu nie jest możliwe poprawne prowadzenie kuli z położenia zamknięcia do położenia pełnego otwarcia, gdyż kula przylega do krawędzi prowadnicy oraz nie może osiąść na gnieździe oporowym i zasadniczo szczelnie zamknąć przepływ przez kanał odchylony, co może doprowadzić do zablokowania kuli w kanale odchylonym przez części stałe znajdujące się w ściekach. Innym mankamentem związanym z wersją tego zaworu o długiej zabudowie jest to, że przy długotrwałych włączeniach pompy w granicach kilku godzin i przepływu ścieków przez zawór możliwe jest takie zassanie kuli do gniazda oporowego, że w momencie wyłączenia pompy następuje opóźnienie powrotu kuli, które może wywołać silniejsze uderzenie hydrauliczne.

W wyniku kilkuletnich badań nad konstrukcjami tych zaworów opracowano nowe skuteczne rozwiązania eliminujące wykryte wcześniej wady.

Zawór według wynalazku charakteryzuje się tym, że przesłona oporowa kanału odchylonego zakończona jest na swych wolnych końcach powierzchniami skośnymi a prowadnica kuli zakończona jest kierownicą oporową naprowadzającą kulę na przesłonę oporową kanału odchylonego, której wierzchołek, leżący bliżej wylotu niż wlotu zaworu, tworzy z powierzchniami skośnymi przesłony oporowej kanału odchylonego szczelinę w postaci rozszerzającego się, do wnętrza kanału odchylonego, klina. Kula w położeniu pełnego otwarcia ma możliwość niewielkiego swobodnego wychylania się, w kierunku prostopadłym do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego, o wielkość luzu pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej a linią toczenia kuli po tej krawędzi, który wynosi od 1% do 10% wielkości średnicy kuli.

Kąt ostry, zawarty pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej a prostą równoległą do prostej przechodzącej przez środek kuli w jej położeniu pełnego otwarcia i prostopadłej do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego pod jakim kierowana jest kula, która porusza się po kierownicy oporowej na jej linii toczenia do momentu jej styku z przesłoną oporową wynosi 35°-90°.

Kąt ten korzystnie wynosi 45°-80°.

Korpus korzystnie posiada pokrywę, która ma wystające, poza zarys jej kołnierza, wolne końce przesłony oporowej z powierzchniami skośnymi lub końce kierownicy oporowej zakończone wierzchołkami.

Celem wyeliminowania błędów montażu pokrywa posiada co najmniej jedno ucho, z jednej strony korpusu, mające nadlew wchodzący we wgłębienie w korpusie.

Przesłona oporowa może posiadać, w swej środkowej części, rowek płuczący.

W specjalnej odmianie wykonania zaworu jego korpus posiada co najmniej dwie pary zaczepów do mocowania w nich elementu blokującego, wsuwanego pomiędzy zaczepy a kołnierz pokrywy, po maksymalnym dociśnięciu kołnierzem uszczelki.

Dla dogodnego zamontowania i zdemontowania pokrywy w kołnierzu pokrywy wykonane są wcięcia.

PL 206 066 B1

Aby wyeliminować wysunięcie się elementu blokującego z zaczepów, w co najmniej jednym zaczepie wykonany jest otwór, w którym umieszczona jest zawleczka przechodząca również przez element blokujący.

Kula zaworu jest korzystnie wykonana z pełnym rdzeniem z tworzywa gumopodobnego lub z rdzeniem metalowym pokrytym tworzywem gumopodobnym połączonym warstwą kleju z gumową powłoką o mniejszej twardości.

Podstawową zaletą zaworu według wynalazku jest to, że zawór w pełni otwiera się przy niewielkich prędkościach przepływu, co pozwala na zastosowanie go w przepompowniach ścieków zawierających fekalia, jak również umożliwia zastosowanie go w przepompowniach umieszczonych w budynkach, gdyż kula nie wpada w wibracje, w całym zalecanym zakresie prędkości przepływu ścieków. Dzięki umożliwieniu kuli, w jej położeniu pełnego otwarcia, na swobodne niewielkie wychylanie się w kierunku prostopadłym do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego, zabezpiecza się kulę przed silnym jej zassaniem przez przepływ na przesłonie oporowej.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korpus zaworu zwrotnego w wykonaniu kątowym w przekroju wzdłużnym; fig. 2 - korpus zaworu z fig. 1 w przekroju poprzecznym; fig. 3 - korpus zaworu zwrotnego w wykonaniu liniowym w przekroju poprzecznym; fig. 4 - korpus zaworu w wykonaniu połączenia bezś rubowego z pokrywą w przekroju poprzecznym; fig. 5 - korpus zaworu w wykonaniu połączenia bezśrubowego z pokrywą w widoku z góry. Zawór zwrotny według wynalazku pokazany na fig. 1-5 posiada korpus 1 zaopatrzony w kanał przelotowy 2 z wylotem i wlotem zakończonym pierścieniowym gniazdem 3, na którym osadza się kula 4 w położeniu zamknięcia, a ponadto w kanał odchylony 5 o średnicy większej od średnicy kuli 4, do którego ona wchodzi w otwartym położeniu zaworu. Przy wlocie, w miejscu połączenia kanału odchylonego 5 z kanałem przelotowym 2 oraz przed wylotem, korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu, a pomiędzy tymi rozszerzonymi przekrojami przestrzeni przepływu znajduje się środkowy odcinek kanału przelotowego 2, przy czym kanał odchylony 5 posiada przesłonę oporową 6 o przelocie równym w przybliżeniu średnicy otworu wlotowego korpusu 1, ustalającą kulę w jej położeniu pełnego otwarcia. Środkowy odcinek kanału przelotowego 2 utworzony jest przez dwa symetryczne wewnętrzne wybrzuszenia ścianki korpusu 1 tworzące prowadnicę 7 kuli 4 oraz przez zewnętrzne wybrzuszenie ścianki korpusu 1 w stronę przeciwną do kuli 4, w jej położeniu pełnego otwarcia. Po prowadnicy 7 może przemieszczać się kula 4 z położenia zamknięcia do położenia otwarcia i odwrotnie. Prowadnica 7 kuli 4 posiada kierownicę oporową 8, zakończonej wierzchołkiem 9, leżącym bliżej wylotu niż wlotu zaworu. Przesłona oporowa 8 kanału odchylonego 5 zakończona jest na swych wolnych końcach powierzchniami skośnymi 10. Wierzchołek 9 kierownicy oporowej 8 tworzy z powierzchniami skośnymi 10 przesłony oporowej 6 kanału odchylonego 5 szczelinę 11 w postaci rozszerzającego się, do wnętrza kanału odchylonego 5, klina. Takie ukształtowanie szczeliny 11 oraz przesunięcie wierzchołka 9 kierownicy oporowej 8 w kierunku wylotu kanału przelotowego 2 powoduje, że kula 4 unoszona przepływem, dodatkowo odchylana jest od głównego strumienia przepływu, aż oprze się o kierownicę oporową 8 oraz o przesłonę oporową 6. Dodatkowo kula 4 w takim położeniu pełnego otwarcia ma możliwość niewielkiego swobodnego wychylania się, w kierunku prostopadłym do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego 2, o wielkość luzu L pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej 8 a linią toczenia 12 kuli 4 po tej krawędzi, który wynosi od 1% do 10% wielkości średnicy kuli 4. Dla szybkiego i pewnego osadzenia kuli 4 na przesłonie oporowej 6 ważny jest kąt ostry β, zawarty pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej 8 a prostą równoległą do prostej przechodzącej przez środek kuli 4, w jej położeniu pełnego otwarcia, i prostopadłej do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego 2 pod jakim kierowana jest kula 4, która porusza się po kierownicy oporowej 8 na jej linii toczenia 12 do momentu jej styku z przesłoną oporową 6, który wynosi od 35 stopni do 90 stopni, a korzystnie od 45 stopni do 80 stopni.

Zawór według wynalazku zgodnie z fig. 1,2, 3 korzystnie posiada pokrywę 13, która ma wystające poza zarys jej kołnierza, wolne końce przesłony oporowej 6 z powierzchniami skośnymi 10 lub końce kierownicy oporowej 8 zakończone wierzchołkami 9. Celem wyeliminowania błędów montażu, co najmniej jedno ucho 14 pokrywy 13, z jednej strony korpusu 1, ma nadlew 15 wchodzący we wgłębienie 16 w korpusie 1. Dla przepłukiwania dna kanału odchylonego 5 przesłona oporowa 6, w swej środkowej części, posiada rowek płuczący 17.

Zawór według wynalazku zgodnie z fig. 4 i 5 ma montowaną pokrywę 13 do korpusu 1 za pomocą co najmniej dwóch par zaczepów 18 do mocowania w nich elementu blokującego 19, wsuwanego pomiędzy zaczepy 18 a kołnierz 20 pokrywy 13, po maksymalnym dociśnięciu kołnierzem 20

PL 206 066 B1 uszczelki 21. Łatwe montowanie i demontowanie pokrywy 13 umożliwiają wcięcia 22. Przed ewentualnym wysunięciem się elementu blokującego 19 zabezpieczony on jest przed przesunięciem zawleczką 23 przechodzącą również przez element blokujący 19. Wykonanie zaworu według wynalazku zgodnie z fig. 4 i 5 jest preferowane zwłaszcza dla takiego materiału korpusu jak żeliwo sferoidalne dla małych i największych przelotów oraz tworzywo sztuczne dla małych zaworów, natomiast wykonanie zgodnie z fig, 1, 2, 3 jest bardziej odpowiednie dla materiału korpusu z żeliwa szarego. Zawory według wynalazku zgodnie z fig. 1, 2 mogą pracować praktycznie w każdej pozycji i w zależności od położenia będą wymagać jedynie kuli 4 tonącej lub pływającej. Kula 4 zaworu jest korzystnie wykonana z pełnym rdzeniem z tworzywa gumopodobnego lub z rdzeniem metalowym pokrytym tworzywem gumopodobnym połączonym warstwą kleju z gumową powłoką o mniejszej twardości.

Powyższe przykłady wykonania zaworu według wynalazku nie wyczerpują wszystkich możliwości wykonania i zastosowania objętych zastrzeżeniami patentowymi od 1 do 12.

Claims (11)

1. Zawór zwrotny kulowy, którego korpus jest zaopatrzony w kanał przelotowy z wylotem oraz z wlotem zakończonym pierścieniowym gniazdem, na którym osadza się kula w położeniu zamknięcia, a ponadto w kanał odchylony o średnicy większej od średnicy kuli, do którego ona wchodzi w otwartym położeniu zaworu, natomiast przy wlocie, w miejscu połączenia kanału odchylonego z kanałem przelotowym oraz przed wylotem, korpus ma rozszerzony przekrój przestrzeni przepływu, a pomiędzy tymi rozszerzonymi przekrojami przestrzeni przepływu znajduje się środkowy odcinek kanału przelotowego utworzony przez dwa symetryczne wewnętrzne wybrzuszenia ścianki korpusu tworzące prowadnicę kuli oraz zewnętrzne wybrzuszenie ścianki korpusu w stronę przeciwną do kuli, w jej położeniu pełnego otwarcia, przy czym kanał odchylony posiada przesłonę oporową ustalającą kulę w jej położeniu pełnego otwarcia, znamienny tym, że przesłona oporowa (6) kanału odchylonego (5) zakończona jest na swych wolnych końcach powierzchniami skośnymi (10) a prowadnica (7) kuli (4) zakończona jest kierownicą oporową (8) naprowadzającą kulę (4) na przesłonę oporową (6) kanału odchylonego (5), której wierzchołek (9), leżący bliżej wylotu niż wlotu zaworu, tworzy z powierzchniami skośnymi (10) przesłony oporowej (6) kanału odchylonego (5) szczelinę (11) w postaci rozszerzającego się, do wnętrza kanału odchylonego (5), klina.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kula (4) w położeniu pełnego otwarcia ma możliwość niewielkiego swobodnego wychylania się, w kierunku prostopadłym do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego (2), o wielkość luzu (L) pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej (8) a linią toczenia (12) kuli (4) po tej krawędzi, który wynosi od 1% do 10% wielkości średnicy kuli (4).

3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt ostry (β), zawarty pomiędzy krawędzią kierownicy oporowej (8) a prostą równoległą do prostej przechodzącej przez środek kuli (4) w jej położeniu pełnego otwarcia i prostopadłej do osi przepływu środkowego odcinka kanału przelotowego (2) pod jakim kierowana jest kula (4), która porusza się po kierownicy oporowej (8) na jej linii toczenia (12) do momentu jej styku z przesłoną oporową (6), wynosi 35°-90°.

4. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że kąt (β) korzystnie wynosi 45°-80°.

5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (1) posiada pokrywę (13), która ma wystające, poza zarys jej kołnierza, wolne końce przesłony oporowej (6) z powierzchniami skośnymi (9) lub końce kierownicy oporowej (8) zakończone wierzchołkami (9).

6. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że pokrywa (13) posiada co najmniej jedno ucho (14), z jednej strony korpusu (1), mające nadlew (15) wchodzący we wgłębienie (16) w korpusie (1).

7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, przesłona oporowa (6), w swej środkowej części, posiada rowek płuczący (17).

8. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (1) posiada co najmniej dwie pary zaczepów (18) do mocowania w nich elementu blokującego (19), wsuwanego pomiędzy zaczepy (18) a kołnierz (20) pokrywy (13), po maksymalnym dociśnięciu kołnierzem (20) uszczelki (21).

9. Zawór według zastrz. 8, znamienny tym, że w kołnierzu (20) pokrywy (13) wykonane są wcięcia (22).

PL 206 066 B1

10. Zawór według zastrz. 8, znamienny tym, że w co najmniej jednym zaczepie (18) wykonany jest otwór (24), w którym umieszczona jest zawleczka (23) przechodząca również przez element blokujący (19).

11. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kula (4) jest korzystnie wykonana z pełnym rdzeniem z tworzywa gumopodobnego lub z rdzeniem metalowym pokrytym tworzywem gumopodobnym połączonym warstwą kleju z gumową powłoką o mniejszej twardości.