CZ295094B6 - Ventil - Google Patents

Abstract

Ventil pro radiátor s pouzdrem (15) má axiální vtokovou oblast (7) a ventilové sedlo (2, 36), vytvářející společně s uzavíracím prvkem (3, 21), přemístitelným podél osy (A), škrticí zónu (8), a mající na svém obvodu výtokový otvor, který ovlivňuje radiální odchylování tvořící výtokový prostor (10), přičemž výtokový prostor (10) je obklopený objímkou (18), mající při své rotaci výtokové otvory s nastavitelnými velikostmi. Mezi škrticí zónou (8) a výtokovým prostorem (10) je uspořádaný průtočný kanál (9; 24; 27; 31; 38; 47), mající ve směru průtoku se rozšiřující příčný průřez. Průtočný kanál (9; 24; 27; 31; 38; 47) je ohraničený prostřednictvím válcovitého vnějšího stěnového úseku (13), který následuje za ventilovým sedlem (2; 36), a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku (14; 23; 32), který následuje za uzavíracím prvkem (3; 21), přičemž vnitřní stěnový úsek (14; 23; 32) je nakloněný ve směru průtoku vzhledem k ose (A) a je tvořený tvarovým členem (17; 22; 26; 30), který je připojený k uzavíracímu členu (3, 21).ŕ

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká ventilu pro radiátor s pouzdrem, majícího axiální vtokovou oblast a ventilové sedlo, vytvářející společně s uzavíracím prvkem, přemístitelným podél osy, škrticí zónu, a majícího na svém obvodu výtokový otvor, který ovlivňuje radiální odchylování tvořící výtokový prostor, přičemž výtokový prostor je obklopený objímkou, mající při své rotaci výtokové otvory s nastavitelnými velikostmi.

Dosavadní stav techniky

Je všeobecným požadavkem, aby provozní činnost ventilů probíhala s co možná nejnižší hlučností. Tento požadavek je oprávněný zejména u ventilů, určených pro instalaci ve spojení s radiátory. Přestože ventily pro radiátory nejsou náchylné k vyvíjení hlučnosti, způsobované kavitaci, ale pouze k vyvíjení hlučnosti, způsobované průtokem kapalného média, je uvedená hlučnost, způsobovaná průtokem kapalného média, ještě dále zesilovaná rezonancí radiátoru, zejména v případě nainstalování ventilu v těsné blízkosti radiátoru nebo přímo v něm. V podstatě z hlediska hlučnosti stejný účinek se vyskytuje v případě ventilů pro chladírenská zařízení a dalších regulačních ventilů.

U ventilu shora v úvodu zmiňovaného typu, určeného pro použití jako ventilu pro těleso radiátoru (viz dokument DE 44 02 752 Al), bylo docíleno snížení hladiny hluku prostřednictvím odchylování proudu ohřáté vody poté, co opustil škrticí zónu, dvakrát nebo více než dvakrát. Toho bylo dosaženo opatřením výtokového prostoru, který je vymezený prostřednictvím radiálních výtokových otvorů, a který je uspořádaný buď v bezprostřední blízkosti ventilového sedla nebo na zadní straně tohoto ventilového sedla. Nepříznivým důsledkem uvedeného odchylování proudu ohřáté vody bylo však odebrání značného množství její tepelné energie. Nicméně, turbulence a hlučnost, spojené s odchylováním proudu, byly velmi podstatně redukovány.

Podstata vynálezu

Základním úkolem předloženého vynálezu je proto poskytnout nové opatření, vedoucí k požadovanému snížení hladiny hlučnosti ventilů v úvodu zmiňovaného typu.

Tento úkol je podle předloženého vynálezu řešen ventilem pro radiátor s pouzdrem, majícím axiální vtokovou oblast a ventilové sedlo, vytvářející společně s uzavíracím prvkem, přemístitelným podél osy, škrticí zónu, a majícím na svém obvodu výtokový otvor, který ovlivňuje radiální odchylování tvořící výtokový prostor, přičemž výtokový otvor je obklopený objímkou, mající při své rotaci výtokové otvory s nastavitelnými velikostmi. Podle vynálezu je mezi škrticí zónou a výtokovým prostorem uspořádaný průtočný kanál, mající ve směru průtoku se rozšiřující příčný průřez. Průtočný kanál je ohraničený prostřednictvím vnějšího válcovitého stěnového úseku, který následuje za ventilovým sedlem, a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku, který následuje za uzavíracím prvkem, přičemž vnitřní stěnový úsek je nakloněný ve směru průtoku vzhledem k ose a je tvořený tvarovým dílem, který je připojený k uzavíracímu členu.

Mezi škrticí zónou a výtokovým prostorem je uspořádaný průtočný kanál, jehož příčný průřez se ve směru průtoku rozšiřuje.

Toto konstrukční uspořádání zajišťuje nevyhnutelné snižování průtokové rychlosti kapalného média, zejména vody, protékající skrze průtočný kanál vysokou průtokovou rychlostí, která se

-1 CZ 295094 B6 následně podstatně snižuje právě v oblasti krátkého úseku, vytvořeného za škrticí zónou. Vzhledem k tomu, že vysoká průtoková rychlost je z hlediska vyvíjení hlučnosti významným faktorem, je výsledkem tohoto opatření velmi podstatné snížení hladiny hluku.

Rozšiřování příčného průřezu je v podstatě plynulé. Jeho výsledkem je plynulé a velmi příznivé snižování průtokové rychlosti, což ve svém důsledku zajišťuje další snižování hladiny hluku.

Podle vynálezu je průtočný kanál ohraničený prostřednictvím vnějšího stěnového úseku, který následuje za ventilovým sedlem, a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku, který následuje za uzavíracím prvkem, přičemž alespoň jeden z těchto úseků je vzhledem k ose nakloněný. Vhodnou volbou příslušných stěnových úseků je možné získat průtočný kanál, který má optimální příčný průřez.

V nejjednodušším provedení vykazuje nakloněný stěnový úsek kuželovitý tvar. V tomto případě se pak průtoková rychlost snižuje podle kvadratické funkce.

Podle alternativního provedení, které je rovněž výhodné, se zešikmení nakloněného stěnového úseku vzhledem k ose ve směru průtoku postupně zvětšuje, v důsledku čehož je možné ještě dále snižovat průtokovou rychlost.

Podle vynálezu se navrhuje opatření, spočívající v tom, že vnější stěnový úsek sleduje vnější profil ventilového sedla, a že vnitřní stěnový úsek je tvořený tvarovým dílem, který je připojený k uzavíracímu prvku. Vzhledem k uvedenému je tedy, z důvodu získání libovolného a pro uvedené účely požadovaného ohraničení průtočného kanálu, možné použít tvarový člen.

Je dále výhodné, jestliže je uzavírací prvek vytvořený jako deska, na jejíž zadní straně je upravený tvarový člen.

Další upřednostňované opatření spočívá v tom, že uzavírací prvek tvoří těsnicí kroužek, který je uložený na tvarovém členu.

V řadě případů se požaduje zhotovení tvarového členu z plastu. Takovým tvarovým členem pak může být hromadně vyráběný výrobek, který se zhotovuje buď vstřikovacím lisováním plastických hmot do forem, nebo za použití dalších vhodných technologických postupů.

Je rovněž tak výhodné, jestliže vnější stěnový úsek sleduje vnitřní profil ventilového sedla, a jestliže je vnitřní stěnový úsek tvořený dříkem ventilu. V tomto případě prostupuje dřík skrze ventilové sedlo. Tento ventil je z hlediska jeho použití obzvláště vhodný jako ventil pro chladírenská zařízení.

Dalšího zjednodušení konstrukčního vytvoření ventilu se dosáhne, jestliže vtokovou oblast obklopuje jednodílná součást, na které je opatřené sedlo, a která tvoří vnější stěnový úsek průtočného kanálu. Tato konstrukční součást je vytvořená a uspořádaná tak, že je možné ji spojovat se zbývající částí pouzdra ventilu, například přeplátováním.

V upřednostňovaném provedení tato jednodílná součást obklopuje rovněž tak i výtokový prostor, rozkládá se přes a za tento výtokový prostor, a je opatřená upevňovací oblastí pro připevňování k dalším součástem ventilu. Jednodílná součást plní velké množství funkcí a je svou upevňovací oblastí snadno připevnitelná k některé z ostatních součástí ventilu, například prostřednictvím šroubového závitu nebo adhezního vazebního spojení.

Navrhovaný ventil je s výhodou vytvořený ve formě vložky pro instalaci do radiátoru, což je díky dobrému a spolehlivému potlačení hlučnosti možné bez jakýchkoliv dalších komplikací. Takto se, ve srovnání s běžně na trhu dostupnými ventily pro radiátory, docílí snížení hlučnosti v rozsa-2CZ 295094 B6 hu od 5 do 6 dB. I přes uspořádání tohoto ventilu v bezprostřední blízkosti povrchu radiátorů se, vzhledem ke shora uvedenému a jako důsledku rozšíření funkční účinnosti ventilu, nebude vyskytovat žádné riziko, spojené s výskytem vnímatelné a rušivé hlučnosti.

Podle vynálezu je výtokový prostor obklopený objímkou s výtokovými otvory, jejichž rozměrová velikost je nastavitelná natáčením této přesuvné objímky. Vzhledem k tomu, že je přednastavíte lná objímka umístěná ve výtokovém prostoru, nezasahuje žádným způsobem do uspořádání průtočného kanálu, které je předmětem předloženého vynálezu.

Obzvlášť příznivých výsledků se dosahuje v případě, kdy vzdálenost mezi ventilovým sedlem a výtokovým prostorem představuje alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.

Ještě dalšího snížení hlučnosti se docílí v případě, kdy jsou ventilové sedlo a/nebo uzavírací prvek a/nebo stěnové úseky opatřené zaoblenými okrajovými hranami a rohovými kouty.

Přehled obrázků na výkresech

Předložený vynález bude podrobně objasněn na základě příkladů jeho konkrétních přednostních provedení ve spojení s připojenou výkresovou dokumentací, ve které představuje:

obr. 1 pohled na násuvný ventil pro těleso radiátoru podle vynálezu, znázorněný v částečném podélném řezu;

obr. 2 až 5 pohledy na oblast škrticí zóny čtyř příkladných provedení ventilu podle vynálezu, znázorněné v částečném podélném řezu; a obr. 6 pohled na oblast škrticí zóny ventilu pro chladírenská zařízení podle vynálezu, znázorněný v částečném podélném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Vložka, znázorněná na obr. 1, je na trhu běžně dostupná a určená pro instalaci do radiátoru (viz například dokument DE 44 02 752 Al). V tomto ventiluje upravené ventilové sedlo 2, jehož nej vnitřněji uspořádaná okrajová hrana a nejzevněji uspořádaný rohový kout jsou zaoblené. Toto ventilové sedlo 2 spolupracuje s uzavíracím prvkem 3, který se může působením kolíčku 5 prostřednictvím dříku 4 ventilu přemísťovat ve směru osy A. Ohřátá voda přitéká ve směru šipky 6 do axiální vtokové oblasti 7, protéká skrze škrticí zónu 8, vytvořenou mezi ventilovým sedlem 2 a uzavíracím prvkem 3, a postupuje skrze průtočný kanál 9, který se ve směru průtoku rozkládá za uzavíracím prvkem 3, do výtokového prostoru 10, vymezeného na obvodu uspořádaným výtokovým otvorem 11 tak, že se ohřátá voda ve výtokovém prostoru 10 radiálně odchyluje a vytéká vně ve směru šipky 12.

Ta část průtočného kanálu 9, která je ve směru průtoku umístěná za uzavíracím prvkem 3, je ohraničená prostřednictvím válcového vnějšího stěnového úseku 13 a prostřednictvím kuželovitého vnitřního stěnového úseku 14 tak, že průtočný kanál 9 vykazuje příčný průřez prstencovitého profilu, a tento příčný průřez se ve směru průtoku plynule rozšiřuje, v důsledku čehož dochází k podstatnému snížení průtokové rychlosti a vzhledem k tomu i podstatnému snížení hlučnosti.

Vložka 1 má pouzdro 15, jehož spodní konec je přeplátováním spojený s jednodílnou součástí 16, která obsahuje vtokovou oblast 7, ventilové sedlo 2, a válcový vnější stěnový úsek 13 průtočného kanálu 9. Vnitřní kuželovitý stěnový úsek 14 tvoří tvarový člen 17, který je zhotovený z plastu, ale rovněž tak je možné ho vytvořit z jakéhokoliv dalšího vhodného materiálu, například

-3 CZ 295094 B6 takového, jako je mosaz, a který je uspořádaný na zadní straně uzavíracího prvku 3 ve tvaru desky.

V pouzdru 15 vložky je uspořádaná přednastavitelná objímka 18, která je známým způsobem opatřená jedním nebo několika otvory, což, ve spolupráci s výtokovým otvorem 11 pouzdra 15, umožňuje provádět obměňování velikosti výtokového příčného průřezu. Za tímto účelem je objímka 18 prostřednictvím hnacího prvku 19 spojená s ovládacím knoflíkem 20.

Vzdálenost mezi ventilovým sedlem 2 a výtokovým prostorem 10 je dimenzovaná tak, aby i při maximálním zdvihu uzavíracího prvku 3 zůstávala alespoň část průtočného kanálu 9 funkční. Tato vzdálenost by proto, vzhledem k uvedenému, měla pokud možno představovat alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.

V příkladném provedení, znázorněném na obr. 2, je uzavírací prvek 21 vytvořený ve formě těsnicího kroužku, který je nesený prostřednictvím tvarového členu 22. Tento tvarový člen 22 tvoří vnitřní stěnový úsek 14 průtočného kanálu 24 ve tvaru přibližně paraboloidu. Kromě toho je uvedený tvarový člen 22 vytvořený v integrálním celku s dříkem 25 ventilu. Všechny ostatní součásti ventilu z obr. 2 jsou stejné jako u provedení ventilu, které je znázorněné na obr. 1.

Provedení, znázorněné na obr. 3, se od provedení, znázorněného na obr. 2, odlišuje v tom, že tvarový člen 26, na kterém je rovněž uložený uzavírací prvek ve formě těsnicího kroužku, vykazuje kuželovitý tvar, čehož výsledkem je, z hlediska vymezení průtočného kanálu 27, rozšiřující se stěnový úsek. Vtokovou oblast obklopuje jednodílná součást 28, na které je upravené ventilové sedlo a která tvoří vnější stěnový úsek průtočného kanálu 27. Jednodílná součást 28 obklopuje zároveň i výtokový prostor a prostřednictvím své upevňovací oblasti 29 pro připevňování k dalším součástem ventilu se rozkládá přes a za tento výtokový prostor. Upevňovací oblast 29 může být vytvořená ve formě šroubového závitu, adhezního spojení, nebo podobných vazebních prostředků.

Provedení, znázorněné na obr. 4, se od provedení, znázorněného na obr. 1, odlišuje v tom, že tvarový člen 30, který ohraničuje průtočný kanál 31 prostřednictvím kuželovitého vnitřního stěnového úseku 32, je vytvořený v integrálním celku s dříkem 33 ventilu. Kromě toho je spodní strana pouzdra 34 ventilu zakončená vloženou součástí, tvořící ventilové sedlo 36 a vtokový kanál 37.

Na obr. 5, který není částí vynálezu, je průtočný kanál 38 ohraničený prostřednictvím kuželovitého vnějšího stěnového úseku 39, který následuje za ventilovým sedlem 40, a prostřednictvím válcového vnitřního stěnového úseku 41 tvarového členu 42, na kterém je rovněž uložený prstencový uzavírací prvek 43.

Na obr. 6, který není částí vynálezu, je ventilové sedlo 44 uspořádané čelně proti vtokové oblasti 45, a skrze toto sedlo 44 prostupuje dřík 46 ventilu. Průtočný kanál 47 je ohraničený prostřednictvím vnějšího stěnového úseku 48, který sleduje vnitřní profil ventilového sedla 44, a prostřednictvím válcového vnitřního stěnového úseku 49, tvořeným dříkem 46 ventilu. Uzavírací prvek 50 je opět vytvořený jako talíř.

Ve všech shora popsaných případech dochází ve škrticí zóně 8 ke zvyšování průtokové rychlosti ohřáté vody a poté v následně uspořádaném průtočném kanálu 9 (viz obr. 1) k jejímu snižování tak, že skrze ventil protékající a odchylování podrobovaná ohřátá voda z tohoto ventilu vystupuje, aniž by docházelo k vyvíjení jakékoliv vnímatelné a rušivé hlučnosti.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ventil pro radiátor s pouzdrem (15), mající axiální vtokovou oblast (7) a ventilové sedlo (2, 36), vytvářející společně s uzavíracím prvkem (3, 21), přemístitelným podél osy (A), škrticí zónu (8), a mající na svém obvodu výtokový otvor, který ovlivňuje radiální odchylování tvořící výtokový prostor (10), přičemž výtokový prostor (10) je obklopený objímkou (18), mající při své rotaci výtokové otvory s nastavitelnými velikostmi, vyznačující se tím, že mezi škrticí zónou (8) a výtokovým prostorem (10) je uspořádaný průtočný kanál (9; 24; 27; 31; 38; 47) mající ve směru průtoku se rozšiřující příčný průřez, a že průtočný kanál (9; 24; 27; 31; 38; 47) je ohraničený prostřednictvím válcovitého vnějšího stěnového úseku (13), který je za ventilovým sedlem (2; 36), a prostřednictvím vnitřního stěnového úseku (14; 23; 32), který je za uzavíracím prvkem (3; 21), přičemž vnitřní stěnový úsek (14; 23; 32) je skloněný ve směru průtoku vzhledem k ose (A) a je tvořený tvarovým členem (17; 22; 26; 30), který je připojený k uzavíracímu prvku (3, 21).
2. 2. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že skloněný vnitřní stěnový úsek (14; 32) má kuželovitý tvar.
3. 3. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že zešikmení nakloněného vnitřního stěnového úseku (23) vzhledem k ose (A) se ve směru průtoku postupně zvětšuje.
4. 4. Ventil podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uzavírací prvek (3) je deska, na jejíž zadní straně je uspořádán tvarový člen (17; 30).
5. 5. Ventil podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že uzavírací prvek (21) je těsnicí kroužek, uložený na tvarovém členu (22; 26).
6. 6. Ventil podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že tvarový člen (17; 22; 26; 30) je vytvořený z plastu.
7. 7. Ventil podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že vtokovou oblast (7) obklopuje jednodílná součást (16; 28), na které je uspořádané ventilové sedlo (2), a která tvoří vnější stěnový úsek (13) průtočného kanálu (9).
8. 8. Ventil podle nároku 7, vyznačující se tím, že jednodílná součást (28) dále obklopuje výtokový prostor (10), rozkládá se za tento výtokový prostor (10), a má upevňovací oblast (29) pro připevnění k dalším součástem ventilu.
9. 9. Ventil podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi ventilovým sedlem (2) a výtokovým prostorem (10) představuje alespoň dvojnásobek maximálního zdvihu ventilu.
10. 10. Ventil podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že ventilové sedlo (2) a/nebo uzavírací prvek (3; 21) a/nebo stěnové úseky (13; 14; 23; 32) mají zaoblené okrajové hrany a rohové kouty.