PL208941B1 - Zawór wirowy do regulacji przepływu cieczy - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy zaworu wirowego do regulacji przepływu cieczy, znajdującego zastosowanie do ograniczania natężenia przepływu cieczy, zwłaszcza w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych. Zawór, zawierający stożkową komorę wirową, zaopatrzoną w króciec wlotowy i otwór wylotowy, charakteryzuje się tym, że stożkowa komora wirowa (2) jest wyposażona na wylocie w wymienną kształtkę (4) o co najmniej dwóch ramionach, z których pierwsze dopływowe jest połączone z otworem wylotowym komory (3), a drugie ramię odpływowe (5) przeznaczone jest do odprowadzania cieczy, przy czym kąt pomiędzy ramionami kształtki zawiera się w granicach od 30° do 160°. Kształtka (4) ma postać trójnika, kolana lub łuku oraz jest mocowana obrotowo i rozłącznie w otworze wylotowym stożkowej komory (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór wirowy do regulacji przepływu cieczy, znajdujący zastosowanie do ograniczania natężenia przepływu cieczy, zwłaszcza w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych.

Tradycyjne urządzenia dławiące, takie jak rury o małych średnicach, kryzy, zwężki, zasuwy czy zawory, umożliwiają stosunkowo łatwą i tanią kontrolę parametrów przepływu w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych, jednak kosztem najczęściej zmniejszenia przekroju poprzecznego przewodu, na którym są zamontowane.

Znane są z literatury technicznej i stosowania hydrodynamiczne regulatory wirowe, o zasadzie działania opartej na dławieniu miejscowym. W tym ważną grupę stanowią regulatory stożkowe.

Znany z patentu amerykańskiego nr US 4 206 783, regulator stożkowy ma pojedynczą komorą wirową oraz zaopatrzony jest w jeden lub dwa styczne do tworzącej stożka króćce dopływowe i otwór odpływowy w dnie stożka. Otwór odpływowy zaś wyposażony jest w króćce, poprzedzane wymiennymi asymetrycznymi kryzami, bądź w dysze o kącie rozwarcia 4°. Inny stożkowy regulator wirowy opisany w patencie nr US4889166 ma również pojedynczą komorę lecz zasilaną poprzez pojedynczy otwór trapezowy wycięty w płaszczu stożka z kierownicą na dopływie oraz z odpływem bezpośrednio do rurociągu.

Zawór wirowy do regulacji przepływu cieczy według wynalazku, zawiera stożkową komorę wirową z króćcem wlotowym i otworem wylotowym, wyposażoną w wymienną kształtkę, o co najmniej dwóch ramionach, z których pierwsze dopływowe jest połączone z otworem wylotowym komory, a drugie ramię odpł ywowe, przeznaczone jest do odprowadzania cieczy, przy czym ką t pomię dzy ramionami kształtki zawiera się w granicach od 30° do 160°. Kształtka ma postać trójnika, kolana lub łuku oraz jest mocowana obrotowo i rozłącznie w otworze wylotowym stożkowej komory. Ponadto w przypadku użycia kształtki trójnikowej ma ona postać trójnika symetrycznego lub asymetrycznego albo trójnika ukośnego. W przypadku stosowania kształtki trójnitkowej, trzecie ramię trójnika ma otwór rewizyjny, zaślepiony mocowaną rozłącznie pokrywą.

Kształtka jest wyposażona w elementy do rozłącznego zespalania z otworem wylotowym stożkowej komory w sposób umożliwiający jej obrót wokół własnej osi. Obrót kształtki, czyli zmiana usytuowania jej ramienia odpływowego, umożliwia płynną zmianę oporu hydraulicznego urządzenia.

Dzięki możliwości łatwej wymiany kształtek, rozwiązanie według wynalazku pozwala na modyfikowanie charakterystyki oporu hydraulicznego na odpływie z zaworu wirowego nawet podczas jego eksploatacji, po jego zamontowaniu w instalacji.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji, jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia zawór wirowy, wyposażony w trójnik symetryczny, zorientowany współprądowo w widoku z góry, fig. 1b - zawór wirowy, wyposaż ony w trójnik symetryczny, zorientowany współ prą dowo w widoku z przodu, fig. 2a - zawór z trójnikiem asymetrycznym zorientowanym przeciwprądowo w widoku z góry, fig. 2b - zawór z trójnikiem asymetrycznym zorientowanym przeciwprądowo, w widoku z przodu, fig. 3 - zawór z trójnikiem ukośnym zorientowanym współprądowo, w widoku z góry, fig. 4 - zawór z kształtką kolanową zorientowaną współprądowo, w widoku z góry, fig. 5 - zawór z kształtką w postaci łuku zorientowaną przeciwprądowo, w widoku z góry.

P r z y k ł a d I

Zawór wirowy do regulacji przepływu cieczy zawiera króciec dopływowy 1 i stożkową komorę wirową 2, której otwór wylotowy 3 wyposażony jest w trójnik symetryczny 4, w którym kąt pomiędzy ramieniem dopływowym, połączonym z otworem wylotowym z komory wirowej a ramieniem odpływowym z kształtki jest równy 90°, a kąt pomiędzy ramieniem trójnika z otworem rewizyjnym a ramieniem odpływowym wynosi również 90°. Otwór odpływowy 5 w ramieniu trójnika ma zorientowany współprądowo odpływ cieczy w stosunku do kierunku zasilania. Otwór rewizyjny 6 kształtki jest szczelnie zamykany pokrywą 7. Ponadto trójnik 4 połączony jest kołnierzowo z otworem wylotowym komory stożkowej 1, co umożliwia płynną zmianę pozycji otworu odpływowego poprzez obrót trójnika 4, wokół jego osi z położenia współprądowego do przeciwprądowego o 180°. Połączenie kołnierzowe uszczelnione jest za pomocą uszczelki.

P r z y k ł a d II

Zawór jak w przykładzie I, z tą różnicą, że otwór wylotowy 3 wyposażony jest w trójnik asymetryczny 4, w którym kąt pomiędzy ramieniem dopływowym, połączonym z otworem wylotowym z komory wirowej a ramieniem odpływowym jest równy 90°, a kąt pomiędzy ramieniem trójnika z otworem

PL 208 941 B1 rewizyjnym a ramieniem odpływowym wynosi również 90°. Otwór odpływowy 5 w ramieniu trójnika ma zorientowany przeciwprądowo odpływ cieczy w stosunku do kierunku zasilania. Ponadto trójnik 4 połączony jest kołnierzowo z otworem wylotowym stożkowej komory 1, co umożliwia płynną zmianę pozycji otworu odpływowego poprzez obrót trójnika 4, wokół jego osi z położenia przeciwprądowego do współprądowego.

P r z y k ł a d III

Zawór jak w przykładzie I, z tą różnicą, że otwór wylotowy 3 wyposażony jest w trójnik ukośny 4, w którym kąt pomiędzy ramieniem dopływowym a ramieniem odpływowym jest większy od 90°, a kąt pomiędzy ramieniem trójnika z otworem rewizyjnym a ramieniem odpływowym jest mniejszy od 90°. Otwór odpływowy 5 w ramieniu trójnika ma zorientowany współprądowo odpływ cieczy w stosunku do kierunku zasilania. Ponadto trójnik 4 połączony jest kołnierzowo z otworem wylotowym stożkowej komory 3, co umożliwia płynną zmianę pozycji otworu odpływowego poprzez obrót trójnika 4, wokół jego osi z położenia współprądowego do przeciwprądowego.

P r z y k ł a d IV

Zawór jak w przykładzie I, z tą różnicą, że otwór wylotowy stożkowej komory 3 wyposażony jest w kolano 90° 4, którego stosunek osiowego promienia (R) krzywizny do średnicy (d) wewnętrznej: R/d < 1. Kąt środkowy pomiędzy ramieniem dopływowym, połączonym z otworem wylotowym 3 z komory wirowej 2 a ramieniem odpływowym z kolana jest równy 90°. Odpływ cieczy z otworu odpływowego 5 kolana 4 jest zorientowany przeciwprądowo w stosunku do kierunku zasilania. Ponadto kolano 4 połączone jest kołnierzowo z otworem wylotowym 3 stożkowej komory 1, co umożliwia płynną zmianę pozycji ramienia odpływowego poprzez obrót kolana 4, wokół jego osi z położenia przeciwprądowego do współprądowego.

P r z y k ł a d V

Zawór jak w przykładzie I z tą różnicą, że otwór wylotowy z komory wirowej 3 wyposażony jest w kształtkę w postaci łuku 4, którego stosunek osiowego promienia (R) krzywizny do średnicy (d) wewnętrznej: R/d > 1. Kąt środkowy pomiędzy ramieniem dopływowym, połączonym z otworem wylotowym z komory wirowej a ramieniem odpływowym jest mniejszy od 90°. Odpływ cieczy z ramienia odpływowego 5 łuku 4 jest zorientowany współprądowo w stosunku do kierunku zasilania. Ponadto łuk 4 połączony jest kołnierzowo z otworem wylotowym 3 stożkowej komory 1, co umożliwia płynną zmianę pozycji ramienia odpływowego 5 poprzez obrót łuku 4, wokół jego osi z położenia współprądowego do przeciwprądowego.

Działanie zaworu z kształtką trójnikową polega na tym, że ciecz dopływa do regulatora przez króciec dopływowy 1, styczny do tworzącej ścian stożkowej komory wirowej 2, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej szerokości komory, tj. do otworu wylotowego 3 poprzez ramię dopływowe dalej w trójniku 4 aż do otworu odpływowego 5. Obrót trójnika 4, pozwala na zmianę efektu dławienia, mierzonego wartością współczynnika oporów miejscowych (Z), jednocześnie zmieniając przepustowość regulatora wirowego, w porównaniu do dotychczas stosowanych regulatorów stożkowych, tj. bez dodatkowych kształtek na wylocie.

Działanie zaworu z kształtką kolanową bądź łukową polega na tym, że ciecz dopływa do regulatora przez króciec dopływowy 1, styczny do tworzącej ścian stożkowej komory wirowej 2, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej szerokości komory - do otworu wylotowego 3, poprzez ramię dopływowe następnie w kolanie bądź w łuku 4, aż do otworu odpływowego 5. Obrót kolana bądź łuku 4, pozwala na zmianę efektu dławienia, mierzonego wartością współczynnika oporów miejscowych (ζ), jednocześnie zmieniając przepustowość regulatora wirowego, w porównaniu do dotychczas stosowanych regulatorów stożkowych, tj. bez dodatkowych kształtek na wylocie.

Claims (4)

1. Zawór wirowy do regulacji przepływu cieczy, zawierający stożkową komorę wirową, zaopatrzoną w króciec wlotowy i otwór wylotowy, znamienny tym, że stożkowa komora wirowa (2) jest wyposażona na wylocie w wymienną kształtkę (4), o co najmniej dwóch ramionach, z których pierwsze dopływowe jest połączone z otworem wylotowym komory (3), a drugie ramię odpływowe (5), przeznaczone jest do odprowadzania cieczy, przy czym kąt pomiędzy ramionami kształtki zawiera się w granicach od 30° do 160°.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtka (4) ma postać trójnika, kolana i/lub łuku oraz jest mocowana obrotowo i rozłącznie w otworze wylotowym stożkowej komory (2).

PL 208 941 B1

3. Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że trójnik ma kształt trójnika symetrycznego i/lub asymetrycznego albo trójnika ukośnego.

4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtka (4) jest wyposażona w elementy do rozłącznego i obrotowego zespalania z otworem wylotowym stożkowej komory (2).