CS214808B2 - Closing valve - Google Patents

Description

Vynález se týká uzavíracího ventilu, sestávajícího z přiváděcího hrdla a ventilové skříně, ve které je vytvořen výtokový otvor, vytvořený ve ventilovém sedle.

V mnoha, výrobních i spotřebních oblastech jsou třeba takové ventily, pomocí nichž se plní zásobníky, nádrže apod. do předem stanovené úrovně nebo jejichž pomocí se udržuje v zásobnících, nádržích a podobných nádobách předem stanovená maximální a minimální hladina kapaliny.

Pro nastavení a udržování hladiny kapaliny v nádobách se dosud obvykle používají ventily s výkyvnými plováky, které při dosažení žádané plnicí úrovně spínají elektrický kontakt a tím se elektricky ovládá ventil.

Další známé řešení na regulování plnění a vyprazdňování nádrží spočívá v tom, že do nárže je vestavěn plovák vedený v příslušných vodítkách a v jeho- dráze pohybu je v nastavené výšce umístěn elektrický nebo pneumatický kontakt a při dosažení maximální nebo minimální výše hladiny kapaliny se pomocí elektrické nebo pneumatické energie uzavírá nebo otevírá vtokový ventil.

Jsou také známa regulační zařízení pro· regulování výšky hladiny, která pracují bez přívodu vnější energie. U těchto zařízení se pohyby plováku přenášejí mechanickou cestou na ventilovou skříň a vtokový ventil se uzavírá nebo otevírá v závislosti na změně výšky plováku.

U. těchto řešení se používá tak zvaných dvoupolohových ventilů, které jsou buď zceua otevřeny, nebo zcela uzavřeny a mohou se otevírat jen mechanickým způsobem a v otevřené pohoze musí být zablokovány, přičemž po- uvolnění zablokování se ventil samočinně, popřípadě pomocí pružiny nebo pomocné energie uzavírá.

Základní nevýhoda ventilů ovládaných pomocí vnějšího· pomocného zdroje energie spočívá v tom, že musí být zajištěno spojení mezi čidlem a uzavíracím ústrojím, takže mezi oběma těmito částmi musí být' zřízeno elektrické nebo pneumatické Vedení s napojením na příslušný zdroj energie. Tato nezbytnost zvyšuje podstatně náklady na pořízení i provoz celého uzavíracího ústrojí; při skladování kapalin, u nichž je nebezpečí výbuchu, musí být celá elektrická instalace provedena v nevýbušném provedení, které je opět nákladnější než běžné provedení elektrických vodičů a stykováních míst.

Samostatné ventily, obsahující v jedné skříni čidlo i uzavírací orgány, mají složitější konstrukci a u dosud známých prove214808 dění -se vyskytoval větší počet míst, náchylných -k - poruchám, přičemž - oprava takových uzavíracích zařízení byla náročná na- odbornost. Uzavírací - - zařízení s mechanickými přenášeními orgány mají tu nevýhodu,- že se jejich základní díly rychle opotřebovávají. Ventilová - tělesa -se mohou zpříčit, takže možnost ' poruch se opět zvyšuje. Montáž takových zařízení je komplikovaná, náročná na -prostor a použité -materiály pro jednotlivé části uzavíracího zařízení omezují rozsah použitelnosti takových uzavíracích zařízení na určitý -okruh skladovaných - látek.

Úkolem vynálezu - je odstranění -těchto četných nedostatků známých uzavíracích nebo regulačních ventilů a vyřešit takový ventil, pro jehož činnost by nebylo třeba - vnějšího zdroje energie, takže pro -něj nebude třeba budovat instalaci pro přívod energie. Dalším požadavkem je spojení čidla a uzavíracího - orgánu -dojednoho společného celku, - jehož konstrukce by však měla být co nejjednodušší a neměla by vyžadovat -žádnou, ...Zvláštní - - - odbornost- - při montáži, ' - obsluze a údržbě.- · , * ;

Základní myšlenka vynálezu spočívá na poznatku, že tohoto cíle je možno dosáhnout! - vytvořením -ventilů -s - několika komorami, které jsou vzájemně odděleny membránami, které potom v závislosti na tlakových poměrech, -panujících v jednotlivých komorách, posouvají uzavírací orgán ventilu nebo pomocného ventilu.

Stanovený úkol je tedy vyřešen uzavíracím ventilem podle vynálezu, sestávajícím z přiváděcího hrdla a ventilové skříně, ve které je vytvořen výtokový otvor, ústící - do ventilového sedla. Podstata výtokového ventilu podle -vynálezu spočívá v tom, - že v jeho ventilové skříni - je vytvořena první membránová komora, otevřená směrem nahoru, a v-- jeho pomocném ventilovém - tělese - je vytvořena -druhá - membránová - - komora, . -otevřená- - shora dolů, přičemž na horní straně pomocného - ventilového tělesa je - vytvořena - třetí membránová komora, - otevřená rovněž směrem - nahoru a- - spojená s - - druhou membránovou komorou pomocného - ventilového tělesa -otvorem, - končícím ve ventilovém - sedle. Pomocné ventilové těleso je shora uzavřeno víkem, ve - kterém je vytvořena - čtvrtá membránová - komora, -otevřená rovněž - shora -dolů. - -První membránová -komora- - - ventilového - tělesa - je od- druhé membránové- komory - pomocného ventilového tělesa - . oddělena - první - membránou, - nesoucí -ve -své --střední části - ventilový talíř a opatřenou . - -průchozím -otvorem. Třetí -membránová gomora je -od - čtvrté - membránové komory- ve víku - ventilu oddělena - druhou - -membránou, nesoucí -pomocný - - - ventilový - talíř. Vandll je -dále opatřen zužujícím - se výtokovým otvorem, - na - který je v - jeho spodní části napojen - sací kanálek, zaústěný do spojovacího kanálku, - - - -spojeného jedním koncem, se - - . sací- - trubicí, - - dosahující - pod -maximální úroveň hladiny kapaliny - v - nádrži, - - a druhým koncem spojeného se -čtvrtou membránovou* komorou- ve - -víku -Vehtflů,--příťd*iňž třetí -membránová komora v hotňí čášti - '-pomocného ventilového 'tělesa je' - -spojena s obtokovým kanálkem.

Uzavírací ventil podle vynálezu umožňuje plnění nádrže nebo zásobníku až do určité předem stanovené výšky hladiny, přičemž po - dosažení -této- -nastaven'é-'výšky hladiny se - přived - kapaliny ventilem^podle vynálezu - zas^t^c^víí, -aniž by k provededí--tohoto úkonu bylo třeba nějaké poihOÉítesé-riergie·; uzavřen! - ' ventilu - se ' provede' - póňze - -pomocí využlit' kinetické energie proúdíéí kapaliny, popřípadě- tlakovými rozdílý'/ vyvolanými tlakem kapaliny a prouděním.

Uzavírací - ventil - - podle vynálezu může být také -upraven pro ovládání - -maximální - a minimální hladiny - kapaliny v nádrží ' nebo ' v zásobníku; při této, -konstrukční úpravě - základního vytvoření uzavíracího ventilu- -se dosahuje, toho, -že při dosažení maximální výše hladiny kapaliny v nádrži ventil zastavuje další - přívod -kapaliny -a po poklesu hladiny pod - minimální - - úroveň se opět - uzavírací- ventil- automaticky -otevírá a kapalina může opět přitékat. ^! - - Aby- mdhl - - Ventil - podle vynálezu vykonávat -tuto složitější - funkci, je spodní konec výtokové trubky zaústěn -do přepadového- zásobníku, v jehož dně je vyústěn konec trubky -s tvarem -dvojitého písmene U, -majícího různě dlouhá - ramena-, přičemž druhý konec -této - trubky je zaústěn do čtvrté membránové komory ve víku ventilu -a do nejvyšší vodorovné části trubky tvaru dvojitého písmene U je vytvořen odběrný -otvor, na který -navazuje - - odběrná - trubka.

Pro - zajištění poměrně - - klidné hladiny kapaliny v - nádrži po - dobu přivádění - kapaliny je pod spodním koncem - výtokové - - -trubky umístěna - -tvarovka, - která proud kapaliny usměrňuje do vodorovného směru a - - rozšiřuje- - - ho - - do - šířky. - - Aby - se však - -spolehlivěji zabránilo nepříznivému vlivu - - případně - se vytvářejícího - - vlnění hladiny - kapaliny- - je spodní - - konec sací trubice - - uložen - - -v· rouře většího průměru, - -ponořené- pod - hladinu -kapaliny - a - otevřené - -na - - spodním -konci.

•^í^í^T^í^i^iací- - ventil - podle - vynálezu - neobsahuje - kromě membrán žádné - pohyblivé - součásti, - takže možnost poškození - - nebo - závady -na některé -důležité - části ventilu je omezena na minimum. Pro -použití uzavíracího ventilu - - podle vynálezu nejsou- - třeba - žádné zvláštní - podmínky - a - předpoklady. - - - - .Ventil podle vynálezu může být - - zamontován - i dodatečně do- již instalovaného potrubí -pro-přivádění - kapaliny. , .....

-Příklady- provedení -uzavíracího ventilu podle vynálezu- jsou zobrazeny - .na -výkresech, Kde značí obr. 1 podélný řez - - - uzavíracím ventilem - - podle - prvního - příkladného- -provedení, ve kterém ventil slouží jen jako - plnicí. - ventil pro sledování -maximální -výše hladiny - - v- nádrži, --a obr·- -2 - podélný· řez druhým příkladem - provedení uzavíracího - - ventilu, který ' reguluje výši· hladiny v nádrži a řídí přívod v závislosti na její maximální i minimální úrovni.

Skříň uzavíracího ventilu podle prvního příkladného provedení (obr. 1) sestává ze čtyř částí. Vlastní ventilová část je tvořena hlavním ventilovým tělesem 41, pomocným ventilovým tělesem 42, umístěným nad hlavním ventilovým tělesem 41, a víkem 43 ventilu, uzavírajícím horní . stranu pomocného ventilového tělesa 42. Pod hlavním ventilovým tělesem 41 se nachází spodní díl· · 40 ventilu. Na hlavní ventilové těleso 41 je ze strany připojeno· přiváděči hrdlo 31 pro přivádění kapaliny. V horní části hlavního ventilového tělesa 41 je vytvořena první membránová komora 1, otevřená směrem nahoru a mající ve· své horní části větší plochu příčného průřezu než ve své spodní části; první membránová komora 1 je · spojena s výtokovým otvorem 21. Část hlavního ventilového tělesa 41, ohraničující horní ústí výtokového otvoru 21, je vytvořena ve formě ventilového sedla a výtokový otvor 21 se směrem dolů od vnitřního prostoru první membránové komory 1 zužuje. První membránová komora 1 je ' otevřena směrem nahoru k pomocnému ventilovému tělesu 42, ve kterém je v jeho spodní části vytvořena · · druhá membránová komora 2, otevřená směrem dolů k hlavnímu ventilovému ' . tělesu 41, přičemž v horní části pomocného ventilového tělesa 42 je vytvořena třetí membránová komora 4, otevřená směrem nahoru k ventilovému víku 43, ve kterém je .vytvořena .směrem dolů k pomocnému ventilovému tělesu 42 otevřená čtvrtá membránová komora 5.

První membránová komora 1 hlavního ventilového tělesa 41 je od dolů .otevřené druhé ventilové komory 2 pomocného ventilového tělesa 42 oddělena první membránou 3, která je upnuta mezi k sobě obrácenými a · na sebe dosedajícími plochami hlavního ventilového tělesa 41 a pomocného ventilového· tělesa 42.

V první · membráně 3 je vytvořen průchozí otvor 23 a první membrána 3 je pomocí čepu 15 spojena s ventilovým talířem · 14, který spolupracuje s ventilovým sedlem, vytvořeným na obvodu ústí výtokového otvoru 21.

Druhá membránová komora 2 pomocného ventilového· tělesa 42 je spojena s třetí membránovou komorou 4, vytvořenou v horní části téhož pomocného ventilového tělesa 42, spojovacím otvorem, zakončeným ve druhé ventilové komoře 2 ventilovým sedlem 17.

Nahoru otevřená třetí membránová komora 4 v horní části pomocného ventilového tělesa 42 je od čtvrté membránové komory . 5 ve víku 43 ventilové skříně oddělena druhou membránou 6, upnutou mezi styčné plochy pomocného ventilového tělesa 42 a víka 43, na kterou je pomocí membránového kotouče 18 .a ztužujícího prstence 19 při pevněn pomocný ventilový talíř 7, · dosedající na sedlo 17.

V příkladném provedení ventilu podle vynálezu navazuje na spodní konec výtokového otvoru 21 výtokové trubka 13. Ke spodnímu konci výtokového otvoru 21 · je také zaústěn · nasávací kanálek 22, napojený . na sací trubici 11, dosahující svým spodním koncem do požadované úrovně hladiny kapaliny v nádrži, přičemž sací trubice 11 pokračuje v tělese ventilu kanálkem 9, vedoucím . do čtvrté membránové komory 5 ve víku 43 ventilu. V kanálku 9 je v blízkosti čtvrté -membránové komory 5 vytvořeno škrticí . místo 16.

Třetí membránová komora 4 pomocného ventilového tělesa 42 s .obtokovým kanálkem 20, který prochází ventilovým tělesem á . je volně vyústěn vedle konce výtokové trubky 13.

Na spodní konec výtokové trubky 13 . je napojena usměrňovači tvarovka 46 ’ pro usměrnění vytékajícího proudu vody .do vodorovného a vějířovitého paprsku. Sací trubice 11 je obklopena rourou 11 většího- průřezu, která působí jako vlnolam a zabraňuje vytváření vln v oblasti kolem spodního ústí sací trubice 11, protože dosahuje hlouběji, než sací trubice 11. Ve středu víka 43 ventilového tělesa je vytvořen připojovací otvor 44 s vnitřním závitem (obr. 1), který může být uzavřen zátkou s vnějším závitem.

Funkce uzavíracího ventilu . podle vynálezu a podle prvního příkladu provedení (obr. 1) je následující:

Kapalina, přiváděná hadicí nebo potrubím napojeným na přiváděči hrdlo 31, přichází do· první membránové komory 1 a z ní proudí výtokovým otvorem 21 a výtokovou trubicí 13 do· vnitřního prostoru plněné nádrže.

V důsledku zpětného· vzdutí kapaliny, při- cházející do první membránové komory 1, způsobeného zmenšujícím· se příčným průřezem první membránové komory 1 . ve směru přitékání kapaliny a zmešujícím se příčným průřezem výtokového· otvoru 21, proniká přiváděná kapalina průchozím .otvorem 23 v první membráně 1 do druhé membránové komory 2 a z ní potom spojovacím otvorem kolem druhého ventilového sedla 17 do třetí membránové komory 4, která se rovněž naplní kapalinou přičemž ve druhé membránové komoře 2 a ve třetí membránové komoře 4 panuje . přibližně stejný tlak. Ze třetí m^:embránové komory 4 potom proudí kapalina obtokovým kanálkem 20 volně do nádrže. .

Kapalina vytékající ze spodního konce výtokového otvoru 21, působí na ústí nasávacího kanálku 22 téměř injektorovým účinkem a v důsledku toho je sací trubicí 11 nasáván z prostoru nádrže vzduch; za tohoto stavu, kdy je hladina pod úrovní spodního konce sací trubice 11, nemůže dochá214808 zet к odsávání vzduchu ze čtvrté membránové komory 5 kanálkem 9.

Při tomto uspořádání proudí kapalina volně do nádrže výtokovou trubkou 13 a je usměrňována usměrňovači tvarovkou 48. Jakmile dosáhne hladina kapaliny v nádrži spodní konec sací trubice 11, nacházející se ve výši, nastavené podle požadované úrovně hladiny kapaliny v nádrži, nemůže nasávací kanálek 22 přivádět vzduch ze sací trubice 11 a místo toho se vzduch začíná nasávat kanálkem 9 ze čtvrté membránové komory 5. Snížením tlaku ve čtvrté membránové komoře 5 se zvedne druhá membrána 6 a pomocný ventilový talíř 7 se přitiskne na pomocné ventilové sedlo 17, to znamená, že se pomocný ventil uzavře. Nato stoupne tlak ve druhé membránové komoře 2 a zvýšeným tlakem se přitiskne první membrána, přesněji řečeno hlavní ventilový talíř 14 první membrány 3 na hlavní ventilové sedlo, vytvořené kolem ústí výtahového otvoru 21, takže ventil podle vynálezu se uzavře.

Dokud je spodní konec sací trubice 11 ponořen do kapaliny, uzavírá se ventil po ručním otevření Ihned znovu, jakmile přestane působit vnější síla, která jej otevřela. Uzavírací ventil se může vlastně otevřít jen po uvolnění připojovacího místa 44 na víku 43 a ručním nadzvednutí první membrány 3, popřípadě může být membrána 3 zvednuta z uzavřené polohy pomocí tlakového impulsu.

Na obr. 2 je znázorněn druhý příklad provedení ventilu podle vynálezu, který je zde vytvořen jako regulátor výšky hladiny kapaliny v nádrži. Ty části ventilu, které slouží pro nastavování a udržování maximální výšky hladiny kapaliny, mají zcela shodné konstrukční vytvoření jako v příkladném provedení podle obr. 1 a pracují také zcela shodným způsobem. Při použití ventilu jako automatického regulátoru výšky hladiny je ještě třeba, aby ventil při poklesu hladiny pod předem stanovenou minimální úroveň samočinně otevřel přítok a kapalina mohla proudit do nádrže do té doby, dokud zase hladina nestoupne na maximální úroveň. Aby ventil mohl plnit také tuto funkci, je základní konstrukce ventilu ještě doplněna o několik dalších částí.

Spodní konec výtokové trubky 13 je opatřen přepadovým zásobníkem 26, který je shora částečně zakryt víkem 25. Do dna přepadového zásobníku 26 je zaústěna trubka 27 tvaru dvojitého písmene U, které má různé délky jednotlivých ramen a vodorovné základny obou částí se nacházejí v různých hloubkách. Druhý konec tvarové trubky 27 tvaru dvojitého písmene U je spojen prostřednictvím spojovací trubky 28 a impulsového kanálku 12 se čtvrtou membránovou komorou 5 ve ventilovém víku 43. Ve výše uložené základně pravé části tvarové trubky 27 (obr. 2) je vytvořen odběr ný otvor 29, na který navazuje odběrná trubka 30, směřující dolů.

Funkci ventilu podle vynálezu při uzavírání přítoku již není třeba popisovat, protože u příkladného provedení podle obr. 2 je shodná s funkcí uzavíracího ventilu podle obr. 1, která byla již objasněna. Rozdíl spočívá v tom, že kapalina vytéká z výtokové trubky 13 do přepadového zásobníku 26 a částečně přepadává přes jeho okraje, avšak částečně také vniká do tvarové trubky 27 tvaru dvojitého písmene U. Z tvarové trubky 27 tvaru dvojitého písmene U proudí vytlačovaný vzduch spojovací trubkou 28 a impulsovým kanálkem 12 do čtvrté membránové komory 5 a odtud může přes škrticí místo 16 vycházet, a část kapaliny může vytékat odběrnou trubkou 30. Vzhledem к tomu, že odběrný otvor 29 má jen zcela nepatrný průměr, ve velmi krátké době se celý vnitřní prostor tvarové trubky 27 s tvarem dvojitého písmene U naplní kapalinou. Klesne-li po dosažení maximální úrovně a uzavření uzavíracího ventilu hladina v nádrži, začne klesat také hladina kapaliny uvnitř tvarové trubky 27 s tvarem dvojitého písmene U. V důsledku tvarového vytvoření tvarové trubky 27 neklesá hladina kapaliny v jejím vnitřním prostoru rovnoměrně a stejně, ale vytvářejí se kapalinové uzávěry, které se pohybují v závislosti na pothybech hladiny kapaliny. V níže uložené a hlouběji dosahující části dvojité tvarové trubky 27 nasává sloupec kapaliny v důsledku svého klesání přes Impulsní kanálek 12 čtvrtou membránu 5 směrem nahoru, takže se zvyšuje síla, která přitlačuje pomocný ventilový talíř 7 do sedla 17 pomocného ventilu.

Jakmile klesající hladina kapaliny dosáhne úrovně 47 výše položené základny pravé části dvojité tvarové trubky 27, poruší se kapalinový uzávěr v této pravé části dvojitého písmene U a kapalina v níže položené levé části dvojitého písmene U se zhoupne a zakolébá, takže vyvine prostřednictvím spojovací trubky 28 a Impulsového kanálku 12 nejméně jeden náhlý tlakový Impuls, který zatlačí na druhou membránu 6 a tato druhá membrána 6 oddálí pomocný ventilový talíř 7 od pomocného ventilového sedla 17. Tím se otevře také uzavírací ventil a umožní přitékání kapaliny, které potom probíhá, dokud hladina nedosáhne opět maximální úrovně.

Jak je z příkladných provedení patrno, Je konstrukce uzavíracího ventilu jednoduchá a ventil se uzavírá i otevírá bez jakékoliv vnější energie. Pomocí tohoto ventilu je zajištěno bezpečné plnění nádrže kapalinou až do dosažení požadované úrovně hladiny, popřípadě spolehlivé regulování výšky hladiny. Uzavírací ventil podle vynálezu má velmi široký okruh použití, může být vestavěn do tlakových potrubí jako dálkově ovládaný ventil, dále může být použit jako ručně ovládaný ventil pro plnění nádrží nebo

je jednoduchá a jeho osazení nepotřebuje žádné zvláštní odborné znalosti. Protože u sudů, u nichž je obtížné zajišťovat dodrže ní potřebné hladiny kapaliny. Je-li vybaven příslušnými teplotními čidly, může sloužit

dicích obvodech. Výroba a montáž ventilu ventilu podle vynálezu odpadá přívod vnějrostředíchj

Claims (3)

1. Uzavírací ventil opatřený přiváděcím hrdlem s ventilovou skříní, ve které je vytvořen výtokový otvor, zakončený ventilovým sedlem, vyznačující se tím, že sestává z hlavního^ ventilového tělesa (41), v jehož horní částí je vytvořena první membránová komora (1), otevřená směrem nahoru к pomocnému ventilovému tělesu (42), v jehož spodní části je vytvořena dolů otevřená druhá membránová komora (2) a v jehož horní části je vytvořena třetí membránová komora (4), otevřená nahoru к víku (43) a propojená s druhou membránovou komorou (2) otvorem s ventilovým sedlem (17), a ve víku (43) ventilové skříně je vytvořena dolů к pomocnému ventilovému tělesu (42) otevřená čtvrtá membránová komora (5), přičemž první membránová komora (1) v hlavním ventilovém tělese (41) je od druhé membránové komory (2) v pomocném ventilovém tělese (42) oddělena první membránou (3), nesoucí ventilový talíř (14) a opatřenou průchozím otvorem (23), a třetí membránová komora (4) v pomocném ventilovém tělese (42) je od čtvrté membránové komory (5) ve víku (43) ventilové skříně oddělena druhou membránou (6), nesoucí pomocný ventilový talíř (7), přičemž výtokový otvor (21) má zužující se průřez ve směrů proudění kapaliny a na jeho výstupní konec je napojen nasá vací kanálek (22), zaústěný do kanálku (9), spojeného na jednom konci se sací trubicí (11) a na druhém konci s vnitřním prostorem čtvrté membránové komory (5) ve víku (43) ventilové skříně, zatímco vnitřní prostor třetí membránové komory (4) v horní části pomocného ventilového tělesa (42) je spojen s obtokovým kanálkem (20).

2. Uzavírací ventil podle bodu 1, vyznačující se tím, že na spodní výstupní konec výtokového otvoru (21) je napojena výtokové trubka (13), opatřená na spodním konci přepadovým zásobníkem (26), do jehož dina je zaústěna tvarová trubka (27) ve tvaru dvojitého písmene U s různě dlouhými rameny, která je spojena se čtvrtou membránovou komorou (5) ve víku (43) ventilové skříně, přičemž výše položený vodorovný úsek tvarové trubky (27) ve tvaru dvojitého písmene U je opatřen odběrným otvorem (29), na který je napojena odběrná trubka (30).

3. Uzavírací ventil podle bodu 1, vyznačující se tím, že v oblasti spodního konce výtokové trubky (13), napojené na výstup výtokového otvoru (21), je umístěna usměrňovači tvarovka (46) pro usměrnění proudu kapaliny do vodorovného vějířovitého paprsku, přičemž kolem spodního konce sací trubice (11) je uložena roura (45) většího průřezu než má sací trubice (11).