PL209837B1 - Zawór przerzutowy typu zamkniętego z regulacją strumienia przepływu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór przerzutowy typu zamkniętego z regulacją strumienia przepływu służący do szybkiego przekierowywania strumienia cieczy, zwłaszcza wody, o dużym natężeniu przepływu z obiegu recyrkulacji na obieg pomiarowy i odwrotnie, przy wzorcowaniu przepływomierzy i przetworników przepł ywu.

W artykule R. Engel i U Klages pod tytuł em A Novel Approach to Improve Diverter Performance in Liquid Flow Calibration Facilities opisano zawór przerzutowy typu wahadłowego. Ma on dwa skrajne położenia. Jedno do zbiornika magazynowego, a drugie na pomiar do zbiornika wagowego. Posiada on jedną dyszę, pod którą przesuwa się wahadłowo płetwa rozdzielająca strumień.

Na podobnej zasadzie zbudowany jest zawór przerzutowy firmy Delft Hydraulics opisany w artykule Calibration rig for flow meters. Przeznaczony jest on do instalacji wodnych dużych rozmiarów.

Znany jest także zwór przerzutowy opisany przez I. Marfenko, T. T. Yeh i J. Wright w artykule Diverter Uncertainty Less Than 0.01% for Water Flow Calibrations. Jest to zawór typu wahadłowego z ruchomymi, trójkomorowymi wannami. Dzię ki wzajemnemu skojarzeniu ruchu wahadł owego wahadła i ruchu poziomego wanien przerzut cieczy następuję zawsze w tę samą stronę na pomiar i na przelew.

Zawór przerzutowy typu zamkniętego z regulacją strumienia przepływu według wynalazku ma cylindryczny korpus z podłużnymi wycięciami na całym obwodzie ułożonymi w kilku rzędach. Na korpusie osadzony jest przesuwnie cylindryczny suwak na pierścieniowych prowadnicach, który ma okrągłe otwory pokrywające się w skrajnych położeniach suwaka z podłużnymi wycięciami w korpusie. Zawór ma także ułożone naprzemiennie moduły sekcji spływowych i sekcji pomiarowych, przy czym sekcji spływowych jest o jedną więcej, niż sekcji pomiarowych i zajmują położenia skrajne. Wszystkie sekcje spięte są między pokrywami przy pomocy cięgieł.

Napęd suwaka stanowi wbudowany do wewnątrz zaworu siłownik pneumatyczny obustronnego działania ze szczelnym tłokiem i komorami.

Ponadto zawór wewnątrz korpusu ma osadzony cylindryczny suwak obrotowy podparty na obwodowym prowadzeniu z okrągłymi otworami na całym obwodzie w ilości równej ilości podłużnych wycięć w korpusie.

Napęd cylindrycznego suwaka obrotowego stanowi korzystnie silnik krokowy poprzez przekładnię redukcyjną planetarną.

Sekcje pomiarowe i sekcje spływowe są od siebie odseparowane sprężystymi pierścieniowymi tarczami i uszczelnieniami spoczynkowymi osadzonymi w obudowie zaworu. Uszczelnienie ruchome między sekcjami spływowymi i sekcjami pomiarowymi stanowią elastomerowe pierścieniowe uszczelki osadzone kształtowo średnicą wewnętrzną w rowkach na powierzchni zewnętrznej suwaka, a średnicą zewnętrzną w tarczach przy pomocy okrągłych pierścieni blokujących, przy czym tarcze zamocowane są zaciskowo na suwaku przy pomocy przeciętych na obwodzie okrągłych pierścieni.

Zawór przerzutowy według wynalazku charakteryzuje się szybkim czasem działania rzędu 0,1 s, co umożliwia bardzo precyzyjne skalowanie testowanych urządzeń pomiarowych. Praca w układzie zamkniętym zapobiega stratom parowania czynnika w wyższej temperaturze.

Główną zaletą zaworu według wynalazku jest całkowite odciążenie suwaka od oddziaływania na niego sił masowych przepływającego strumienia płynu w momencie przerzutu suwaka z jednego skrajnego położenia w przeciwne.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór w przekroju podłużnym, przy czym na górnej części przekroju pokazano położenie na pomiar, a na dolnej części położenie przepływu na spływ, fig. 2 przedstawia w przekroju A-A, a fig 3. szczegół S.

Zawór przerzutowy typu zamkniętego z regulacją strumienia przepływu zbudowany jest z cylindrycznego korpusu 1 z podłużnymi wycięciami 2 na całym obwodzie ułożonymi w kilku rzędach, na którym osadzony jest przesuwnie cylindryczny suwak 3 na pierścieniowych prowadnicach 4 posiadający okrągłe otwory 5 pokrywające się w skrajnych położeniach suwaka 3 z podłużnymi wycięciami 2 w korpusie 1 oraz uł o ż onych naprzemiennie modułów sekcji spł ywowych 18 i sekcji pomiarowych 16. Sekcji spływowych 18 jest o jedną więcej, niż sekcji pomiarowych 16 i zajmują położenia skrajne, zaś wszystkie sekcje spięte są między pokrywami 31, 32 przy pomocy cięgieł 33. Napęd suwaka 3 stanowi wbudowany do wewnątrz zaworu siłownik pneumatyczny obustronnego działania 6 ze szczelnym tłokiem 7 i komorami 8, 9.

PL 209 837 B1

Wewnątrz korpusu 1 ma osadzony cylindryczny suwak obrotowy 11 podparty na obwodowym prowadzeniu 13 z okrągłymi otworami 12 na całym obwodzie w ilości równej ilości podłużnych wycięć 2 w korpusie 1. Napę d cylindrycznego suwaka obrotowego 11 stanowi silnik krokowy 14 poprzez przekładnię redukcyjną planetarną 15.

Sekcje pomiarowe 16 i sekcje spływowe 18 są od siebie odseparowane sprężystymi pierścieniowymi tarczami 24 i uszczelnieniami spoczynkowymi 25 osadzonymi w obudowie zaworu 20. Uszczelnienie ruchome między sekcjami spływowymi 18 i sekcjami pomiarowymi 16 stanowią elastomerowe pierścieniowe uszczelki 26 osadzone kształtowo średnicą wewnętrzną w rowkach 27 na powierzchni zewnętrznej suwaka 3, a średnicą zewnętrzną w tarczach 28 przy pomocy okrągłych pierścieni blokujących 29. Tarcze 28 zamocowane są zaciskowo na suwaku 3 przy pomocy przeciętych na obwodzie okrągłych pierścieni 30.

Przy podawaniu sprężonego powietrza do komory 9 siłownika 6 suwak 3 przyjmuje położenie przepływu „na pomiar, a przy zasilaniu komory 8 przyjmuje położenie przepływu „na spływ.

Strumień cieczy wpływa wlotem 10 do środka suwaka obrotowego 11 podpartego na obwodowym prowadzeniu 13 i obracanego przez silnik krokowy 14 poprzez przekładnię redukcyjną planetarną 15. Okrągłe otwory 12 w cylindrycznym suwaku obrotowym w trakcie obrotu suwaka zmieniają powierzchnię przepływową przez podłużne szczeliny 2 w korpusie 1 dokonując regulacji przepływu cieczy od maksymalnego, przy maksymalnym pokryciu otworów 12 i szczelin 2 w korpusie 1, do minimalnego, gdy otwory 12 nie pokrywają się ze szczelinami 2.

Położenie kątowe suwaka obrotowego 11 jest mierzone co umożliwia precyzyjną regulację natężenia strumienia przepływu cieczy od wlotu 10 przez otwory dławiące 12 do podłużnych szczelin 2, z których poprzez otwory 5 ciecz wpływa do sekcji pomiarowych 16 na pomiar lub do sekcji spływowych 18 na spływ zależnie od położenia suwaka 3.

Z sekcji pomiarowych 16 ciecz spływa szczelinami 17 w obudowie zaworu 20 do kolektora 21 i dalej do ważonego zbiornika pomiarowego.

Po zakończeniu pomiaru następuje szybki przerzut suwaka 3 w prawe skrajne położenie na spływ, gdzie ciecz z sekcji spływowych 18 szczelinami 19 w obudowie zaworu 20 spływa do kolektora spływowego 22 i dalej rurociągiem do zbiornika magazynowego cieczy.

Położenie suwaka 3 mierzone jest przy pomocy przetwornika położenia 23, co pozwala na pomiar czasu przerzutu, a co za tym idzie dokładnego określenia czasu pomiaru.

Uszczelnienie wzajemne wszystkich sekcji pomiarowych 16 i sekcji spływowych 18 naraz możliwe jest dzięki temu, że najpierw w procesie doszczelniania odkształcają się uszczelki 26, a następnie uginają się tarcze 24 aż do zblokowania z pokrywami 31 lub 32 w zależności od położenia suwaka 3. Taki sposób uszczelniania gwarantuje szczelność mimo różnic tolerancji wykonania poszczególnych sekcji i amortyzację uderzeń przy wyhamowywaniu ruchu suwaka 3.

Claims (5)

1. Zawór przerzutowy typu zamkniętego z regulacją strumienia przepływu, znamienny tym, że ma cylindryczny korpus (1) z podłużnymi wycięciami (2) na całym obwodzie ułożonymi w kilku rzędach, na którym osadzony jest przesuwnie cylindryczny suwak (3) na pierścieniowych prowadnicach (4) posiadający okrągłe otwory (5) pokrywające się w skrajnych położeniach suwaka (3) z podłużnymi wycięciami (2) w korpusie (1) oraz uło żone naprzemiennie moduły sekcji spł ywowych (18) i sekcji pomiarowych (16), przy czym sekcji spływowych (18) jest o jedną więcej, niż sekcji pomiarowych (16) i zajmują położenia skrajne, zaś wszystkie sekcje spięte są między pokrywami (31, 32) przy pomocy cięgieł (33).

2. Zawór przerzutowy według zastrz. 1, znamienny tym, że napęd suwaka (3) stanowi wbudowany do wewnątrz zaworu siłownik pneumatyczny obustronnego działania (6) ze szczelnym tłokiem (7) i komorami (8, 9).

3. Zawór przerzutowy według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz korpusu (1) ma osadzony cylindryczny suwak obrotowy (11) podparty na obwodowym prowadzeniu (13) z okrągłymi otworami (12) na całym obwodzie w ilości równej ilości podłużnych wycięć (2) w korpusie (1).

4. Zawór przerzutowy według zastrz. 3, znamienny tym, że napęd cylindrycznego suwaka obrotowego (11) stanowi silnik krokowy (14) poprzez przekładnię redukcyjną planetarną (15).

PL 209 837 B1

5. Zawór przerzutowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sekcje pomiarowe (16) i sekcje spływowe (18) są od siebie odseparowane sprężystymi pierścieniowymi tarczami (24) i uszczelnieniami spoczynkowymi (25) osadzonymi w obudowie zaworu (20), zaś uszczelnienie ruchome między sekcjami spływowymi (18) i sekcjami pomiarowymi (16) stanowią elastomerowe pierścieniowe uszczelki (26) osadzone kształtowo średnicą wewnętrzną w rowkach (27) na powierzchni zewnętrznej suwaka (3), a średnicą zewnętrzną w tarczach (28) przy pomocy okrągłych pierścieni blokujących (29), przy czym tarcze (28) zamocowane są zaciskowo na suwaku (3) przy pomocy przeciętych na obwodzie okrągłych pierścieni (30).