PL173960B1 - Electromagnetically operated valve - Google Patents

Abstract

1. Zawór sterowny elektromagnetycznie złożony z orgeeu wykonawczego, stanowiącego korzyoteio zawór przeponowy oraz z połączonego z nim ze pomocą, przewodów rurowych organu sterującego z elektromagnesem, przyjmującego dwa położenia odpowiadające zamkniętemu lub otwartemu organowi wykonawczemu, znamienny tym, że organ wykonawczy zaworu jeot wyposażony w dwa symetrycznie umieszczone w owej obudowie (1) zespoły ziimykająco-otwaerające, których elementy zamykające (7a, 8a, 9a oraz 7b, 8b i 9b) współpracują z gniazdami zaworowymi, utworzonymi naobrzeżu otworu tulei napływowej (5), umieszczonej w obudowie (1) i połączonej z króćcem wylotowym (3), przy czym komory znajdujące się wpokrywach (15ai l5b) obydwu zespołów zamykają^-otwierających są ze sobą połączone za pomocą przewodu obwodowego (18).1. Solenoid operated valve composed of an executive, constituting orgeeu a diaphragm valve and a combined valve with him with help, wires tubular control unit with an electromagnet, receiving two corresponding positions closed or open organ executive, characterized in that the authority Executive valve jeot equipped with two symmetrically placed in this housing (1) breath-opening syndromes, which closing means (7a, 8a, 9a and 7b, 8b i 9b) cooperate with valve seats, formed around the periphery of the inlet sleeve opening (5), placed in the housing (1) and connected with the outlet connection (3), whereby chambers in the covers (15ai l5b) both assemblies are closed by ^ -opening are connected to each other by a cable perimeter (18).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterowany elektro- magnetycznie złożony z organu wykonawczego, stanowiącego korzystnie właściwy zawór przeponowy oraz z połączonego z nim za pomocą przewodów rurowych organu sterującego z elektromagnesem, przyjmującego dwa położenia odpowiadające zamkniętemu lub otwartemu organowi wykonawczemu.The subject of the invention is an electromagnetically controlled valve consisting of an actuator, which is preferably the actual diaphragm valve, and a control device with an electromagnet connected to it by means of pipes, assuming two positions corresponding to the closed or open actuator.

W przewodach czynników gorących mają szerokie zastosowanie zawory złożone z organu wykonawczego, stanowiącego zwykle zawór przeponowy lub grzybkowy oraz z połączonego z tym organem za pomocą przewodów - elektromagnetycznego zespołu sterującego. Część robocza tego zespołu, stanowiąca układ grzybków na przemian zamykających kanały sterujące, jest połączona ze zworą elektromagnesu i może przyjmować dwa położenia, odpowiadające zamkniętemu lub otwartemu organowi wykonawczemu. Organ sterujący jest przy tym, w zależności od temperatury przewodzonego czynnika, zamontowany bezpośrednio napokrywie organu wykonawczego, jak na przykład w zaworze sterowanym elektromagnetycznie według patentu polskiego nr 66916, albo też znajduje się w bardziej oddalonym miejscu o niższej temperaturze i jest połączony z organem wykonawczym za pomocą układu przewodów, jak na przykład według patentu polskiego 159111.In hot media lines, valves consisting of an actuator, usually a diaphragm or mushroom valve, and an electromagnetic control unit connected to this body by wires, are widely used. The working part of this unit, constituting a system of mushrooms that alternately close the control channels, is connected to the armature of the electromagnet and can assume two positions, corresponding to the closed or open actuator. Depending on the temperature of the conveyed medium, the control element is mounted directly on the cover of the actuator, such as in an electromagnetically controlled valve according to Polish Patent No. 66916, or it is located in a more distant place with a lower temperature and is connected to the actuator via by means of a conduit arrangement, such as according to Polish patent 159111.

Zasadniczą wadą tego rodzaju zaworów, zarówno pierwszego jak i drugiego rodzaju, są uderzenia hydrauliczne, występujące w chwili jego zamykania i otwierania.The main disadvantage of this type of valve, both the first and the second type, is the water hammer that occurs at the time of its closing and opening.

Badania, które doprowadziły do powstania wynalazku wykazały, iż przyczyną uderzeń hydraulicznych są nagłe przerwania strumienia czynnika przepływającego przez zawór, przy czym znaczne zmniejszenie tych uderzeń hydraulicznych można uzyskać przez symetryczną, stopniową redukcję strumienia przepływającego z króćca wlotowego do króćca wylotowego zaworu. Ponadto okazało się, że stopniową redukcję ciśnienia dynamicznego wewnątrz zaworu, zbędnego przy jego zamykaniu i otwieraniu, można uzyskać przez podział strumienia przepływającego przez zawór na dwa, wzajemnie przeciwstawne sobie, strumienie. Eliminuje to niekorzystne zjawiska występujące w przypadku asymetrii przepływu, a równocześnie zmniejsza efekt uderzenia hydraulicznego.The research that led to the invention has shown that the cause of the water hammer are sudden interruptions of the flow of the medium flowing through the valve, and a significant reduction of these water hammer can be achieved by a symmetrical, gradual reduction of the flow flowing from the inlet to the outlet of the valve. Moreover, it has been found that a gradual reduction of the dynamic pressure inside the valve, unnecessary for its closing and opening, can be achieved by dividing the flow through the valve into two mutually opposing jets. This eliminates the unfavorable phenomena occurring in the case of flow asymmetry, and at the same time reduces the water hammer effect.

173 960173 960

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji zaworu sterowanego elektromagnetycznie, która wyeliminuje lub znacznie zmniejszy uderzenia hydrauliczne, występujące przy otwieraniu lub zamykaniu zaworu, a tym samym zmniejszy związane z nimi niekorzystne zjawiska, na przykład hałaśliwą pracę zaworu, drgania instalacji, zmniejszenie żywotności jego elementów, zwłaszcza przepony, a także żywotności przyrządów pomiarowych zainstalowanych na przewodach.The aim of the invention is to develop such a structure of an electromagnetically controlled valve that will eliminate or significantly reduce the water hammer that occurs when opening or closing the valve, and thus reduce the associated unfavorable phenomena, for example, noisy operation of the valve, vibration of the installation, reduction of the life of its components, especially the diaphragm, as well as the service life of the measuring instruments installed on the lines.

Cel ten zrealizowano przez konstrukcję zaworu sterowanego elektromagnetycznie według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że organ wykonawczy zaworu jest wyposażony w dwa symetrycznie umieszczone w swej obudowie zespoły zamykająco-otwierające, których elementy zamykające współpracują z gniazdami zaworowymi, utworzonymi na obrzeżu otworu tulei napływowej, umieszczonej w obudowie i połączonej z króćcem wylotowym, przy czym komory znajdujące się w pokrywach obydwu zespołów zamykająco-otwierających są ze sobą połączone za pomocą przewodu obwodowego.This goal is achieved by the construction of the electromagnetically controlled valve according to the invention, which is characterized in that the valve actuator is equipped with two symmetrically arranged in its housing, closing-opening units, the closing elements of which cooperate with valve seats formed on the periphery of the opening of the inlet sleeve, placed in the housing and connected to the outlet stub, the chambers in the covers of the two closing-opening units are connected to each other by a perimeter wire.

Elementy zamykające obydwu zespołów zamykająco-otwierających stanowią korzystnie przepony.The closing elements of the two opening-closing units are preferably diaphragms.

Obudowa zaworu ma korzystnie konstrukcję spawaną, przy czym obudowy zespołów zamykająco-otwierających są obustronnie, symetrycznie połączone z tą obudową, a także są zaopatrzone wewnątrz w gwint wewnętrzny, w który wkręcone jest sito oraz pokrywa.The valve housing is preferably of a welded structure, the housings of the closing-opening units are symmetrically connected on both sides with this housing, and they are internally provided with an internal thread into which the screen and the cover are screwed.

Dzięki takiej konstrukcji zaworu, wpływający do jego obudowy strumień czynnika zostaje w niej symetrycznie rozdzielony na dwa strumienie przepuszczane przez obydwa zespoły zamykająco-otwierające. Połączenie obydwu tych zespołów zamykająco-otwierających wspólnym przewodem obwodowym zapewnia ich równoczesne zamykanie i otwieranie, zaś ich symetryczne rozmieszczenie powoduje, że siły występujące w wyniku zamykania lub otwierania zaworu wzajemnie się znoszą, eliminując lub przynajmniej zmniejszając powstające uderzenia hydrauliczne, jak również negatywne skutki, które powodują te uderzenia.Due to this design of the valve, the flow of the medium flowing into its housing is symmetrically divided into two streams passed through both closing-opening devices. The connection of both these closing-opening units with a common peripheral conduit ensures their simultaneous closing and opening, and their symmetrical arrangement causes that the forces occurring as a result of closing or opening the valve cancel each other out, eliminating or at least reducing the arising hydraulic shocks as well as negative effects that they cause these blows.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia zawór sterowany elektromagnetycznie według wynalazku w położeniu zamkniętym, w przekroju osiowym, a fig. 2 - zawór według fig. 1 w położeniu otwartym, w przekroju osiowym.The invention is explained, for example, in the drawing, in which: Fig. 1 shows an axial section of the electromagnetically controlled valve according to the invention in a closed position, and Fig. 2 shows the valve according to Fig. 1 in an open position in an axial section.

Przedstawiony na fig. 1 i 2 zawór jest złożony z organu wykonawczego, którego obudowa jest wykonana w postaci konstrukcji spawanej oraz z umieszczonego bezpośrednio na nim organu sterującego.The valve shown in Figs. 1 and 2 consists of an actuator, the casing of which is made of a welded structure, and a control element placed directly on it.

Organ wykonawczy zaworu złożony jest z obudowy 1, którajest połączona z jednej strony z króćcem wlotowym 2, a z drugiej z króćcem wylotowym 3. Część 4 króćca wylotowego 3 wchodzi do wnętrza obudowy 1 zaworu i jest zakończona, stanowiącą z nią jedną całość, tuleją napływową 5.The valve actuator consists of the housing 1, which is connected on the one hand to the inlet port 2 and on the other to the outlet port 3. Part 4 of the outlet port 3 enters the valve housing 1 and ends with an inlet sleeve 5, which is one piece with it. .

Po obydwu stronach obudowy 1 organu wykonawczego zaworu są przymocowane symetrycznie zespoły zamykająco-otwierające, z których każdy składa się z tulejowej obudowy 6a i 6b, stanowiącej właściwą obudowę zespołu i połączonej trwale z obudową 1 oraz z elementu zamykającego 7a i 7b, stanowiącego korzystnie przeponę połączoną z elastyczną, uszczelką 8a i 8b za pomocą metalowego grzybka 9a, 9b. Elementy te (7a, 8a i 9a oraz 7b, 8b i 9b) są wzajemnie połączone śrubą 10a,10b z nakrętką 11 a, 11 b i zakończoną wodzikiem 12a, 12b, prowadzonym w środkowym otworze prowadzącym sita 13a, 13b.On both sides of the housing 1 of the valve actuator there are symmetrically attached closing-opening units, each of which consists of a sleeve housing 6a and 6b, which is the actual housing of the unit and permanently connected to the housing 1, and a closing element 7a and 7b, preferably constituting a connected diaphragm with a flexible seal 8a and 8b by means of a metal disc 9a, 9b. These elements (7a, 8a and 9a and 7b, 8b and 9b) are interconnected by a screw 10a, 10b with a nut 11a, 11b and ending with a slider 12a, 12b, guided in the central guide hole of the screen 13a, 13b.

Sito 13a, 13b jest wkręcone w wewnętrzny gwint 14a, 14b obudowy 6a, 6b zespołu zamykająco-otwierającego, zaś obudowa 6a, 6b jest zamknięta od góry pokrywą 15a, 15b wkręcaną w ten sam wewnętrzny gwint 14a, 14b obudowy 6a, 6b. Ponadto pokrywa 15a, 15b jest zaopatrzona w otwory 17a i 17b do zamocowania przewodu 18 łączącego obydwa zespoły oraz wyposażona w uszczelkę 16a, 16b. Górna pokrywa 15a jednego z zespołów zamykającootwierających jest także zaopatrzona w otwór 19, służący do połączenia go z organem sterującym.The screen 13a, 13b is screwed into the internal threads 14a, 14b of the housing 6a, 6b of the closing-opening assembly, and the housing 6a, 6b is closed at the top with a cover 15a, 15b screwed into the same internal thread 14a, 14b of the housing 6a, 6b. Moreover, the cover 15a, 15b is provided with openings 17a and 17b for mounting the conduit 18 connecting the two units and provided with a seal 16a, 16b. The top cover 15a of one of the opening assemblies is also provided with an opening 19 for connecting it to the control element.

W przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym, przedstawionym na rysunku, organ sterujący zaworu składa się z elektromagnesu 20 ze zwora 21, połączoną z dwuprętowym suwakiem 22 oraz z obudowy 23, zamkniętej od góry i od dołu pokrywami 24. Obydwa pręty suwaka 22 są wyposażone w grzybki 26 i 27, odpowiednio zamykające i otwierające kanałki 28 i 29 w obudowie 23. W obudowie są ponadto ukształtowane szczelne komory: górna 30 i dolna 31,In an exemplary construction, shown in the drawing, the valve control element consists of an electromagnet 20 from an armature 21 connected to a double-bar slider 22 and a housing 23 closed at the top and bottom by covers 24. Both rods of the slider 22 are provided with poppers 26 and 27, respectively closing and opening channels 28 and 29 in the housing 23. Moreover, sealed chambers are formed in the housing: upper 30 and lower 31,

173 960 połączone przez otwory, w których są osadzone przesuwnie pręty suwaka 22 z kanałkiem 32 w dolnej pokrywie 25. Kanałek 28 obudowy 23 organu sterującego jest ponadto połączony przewodem 33 z króćcem wlotowym 2 organu wykonawczego zaworu, zaś kanałek 29 jest połączony przewodem 34 z króćcem wylotowym 3 tego organu wykonawczego. Ponadto kanałek 32 organu sterującego jest połączony bezpośrednio lub za pośrednictwem przewodu z otworem 19 w pokrywie 15a jednego z zespołów zamykająco-otwierających.173 960 connected by openings in which slider rods 22 are slidably mounted with a channel 32 in the bottom cover 25. The channel 28 of the control body 23 is further connected by a line 33 to the inlet port 2 of the valve actuator, and the channel 29 is connected by a line 34 to the port outlet 3 of that executive. Moreover, the channel 32 of the control element is connected directly or via a conduit to an opening 19 in the cover 15a of one of the closing-opening devices.

W położeniu przedstawionym na fig. 1 zwora21 zespołu sterującego znajduje się w swym górnym położeniu, wskutek czego dolny grzybek 27 tego zespołu zamyka kanałek 29 połączony z przewodem 34. Przewodzony czynnik pod ciśnieniem przepływa wówczas z króćca wlotowego 2 przez przewód 33 do kanału 28 i komory 30, a następnie przez otwory prowadzące suwaka 22 do komory 31 i następnie przez kanałek 32 i otwór 19 w górnej pokrywie 15a górnego zespołu zamykająco-otwierającego wpływa do komory w obudowie 6a tego zespołu, po czym przez otwory w sicie 13a przepływa do dolnej komory, znajdującej się nad elementem zamykającym 7a, powodując dociśnięcie uszczelki 8a do gniazda zaworu utworzonego na obrzeżu górnego otworu tulei 5.In the position shown in Fig. 1, the armature 21 of the control unit is in its upper position, so that the lower mushroom 27 of this unit closes the channel 29 connected to the line 34. The pressurized fluid then flows from the inlet port 2 through the line 33 into the channel 28 and the chamber. 30, and then through the slider 22 leading openings to the chamber 31 and then through the channel 32 and the opening 19 in the top cover 15a of the upper closing-opening unit, flows into the chamber in the housing 6a of this unit, and then flows through the holes in the screen 13a into the lower chamber, located above the closure member 7a, pressing the seal 8a against the valve seat formed at the periphery of the upper opening of the sleeve 5.

Równocześnie czynnik pod ciśnieniem przepływa ze znajdującej się w obudowie 6a komory górnego zespołu zamykająco-otwierającego przez otwór 17a i przewód obwodowy 18 oraz przez otwór 17b w pokrywie 15b do znajdującej się w obudowie 6b komory dolnego zespołu zamykająco-otwierającego, powodując równoczesny nacisk na przeponę 7b i dociśnięcie uszczelki 8b do gniazda zaworowego utworzonego na dolnym obrzeżu otworu tulei 5. Zawór znajduje się wówczas w pozycji zamkniętej.At the same time, the pressurized medium flows from the chamber of the upper closing-opening unit in the housing 6a through the opening 17a and the perimeter conduit 18 and through the opening 17b in the cover 15b to the chamber of the lower closing-opening unit in the housing 6b, causing simultaneous pressure on the diaphragm 7b and pressing the seal 8b against the valve seat formed at the lower periphery of the bore of the sleeve 5. The valve is then in the closed position.

Po wyłączeniu napięcia podawanego na elektromagnes 20, jego zwora 21 i połączone z nią, przez suwak 22 - grzybki 26 i 27 wzajemnie przesuwają się w kierunku do dołu, powodując zamknięcie kanału 28 oraz otwarcie kanału 29. Wskutek tego następuje odcięcie przewodu 33, łączącego organ sterujący z króćcem wlotowym 2, oraz równoczesne otwarcie połączenia komory 31 w dolnej części organu sterującego, przez przewód 34 z króćcem wylotowym 3, powodując spadek ciśnienia czynnika w komorze obudowy 6a górnego zespołu zamykającootwierającego, połączonego z tą komorą 31 przez kanałek 32 i otwór 19, a tym samym również spadek ciśnienia w komorze obudowy 6b dolnego zespołu zamykająco-otwierającego, połączonego z górnym zespołem przez otwór 17a, przewód obwodowy 18 i otwór 17b. W wyniku tego na przepony 7a i 7b przestaje działać siła dociskająca, zaś czynnik pod ciśnieniem powoduje przesunięcie obydwu przepon 7a i 7b wraz z grzybkami 9a i 9b i uszczelkami 8a i 8b do góry czyli otwarcie zaworu.After switching off the voltage applied to the electromagnet 20, its armature 21 and connected to it by the slider 22 - the mushrooms 26 and 27 move towards each other downwards, closing the channel 28 and opening the channel 29. Thereby, the wire 33 connecting the organ is cut off. control with the inlet port 2, and the simultaneous opening of the connection of the chamber 31 in the lower part of the control element through the conduit 34 with the outlet port 3, causing the pressure of the medium to drop in the housing chamber 6a of the upper closing-opening device connected to this chamber 31 through the channel 32 and the opening 19, and thus also a pressure drop in the housing cavity 6b of the lower opening / closing unit connected to the upper unit via opening 17a, perimeter wire 18 and opening 17b. As a result, the pressing force ceases to act on the diaphragms 7a and 7b, and the pressurized medium causes both diaphragms 7a and 7b with the plugs 9a and 9b and the seals 8a and 8b to move upwards, i.e. to open the valve.

Strumień czynnika pod ciśnieniem wpływa wówczas z komory utworzonej w lewej, rozszerzonej części obudowy 1 przez szczeliny utworzone między uszczelkami 8a i 8b a obrzeżem obustronnych otworów tulei 5, stanowiących gniazda zaworowe - do wnętrza króćca wylotowego 4, 3. Ten obustronny wpływ rozdzielonego na dwie części strumienia powoduje, że siły oddziałujące obustronnie na zespoły zamykająco-otwierające znoszą się wzajemnie łagodząc uderzenia hydrauliczne.The flow of the medium under pressure then flows from the chamber formed in the left, widened part of the housing 1 through the gaps formed between the seals 8a and 8b and the rim of the two-sided openings of the sleeve 5 constituting the valve seats - into the outlet port 4, 3. This double-sided influence of the split into two parts the jet causes the forces acting on both sides of the opening-closing units to cancel each other out, mitigating the water hammer.

Tym samym zawór według wynalazku eliminuje wszelkie skutki związane z negatywnym oddziaływaniem uderzenia hydraulicznego, zwłaszcza zaś przedłuża żywotność ruchomych elementów zaworu i zainstalowanych na przewodach przyrządów pomiarowych, ale przede wszystkim zmniejsza efekt akustyczny otwarcia lub zamknięcia zaworu, umożliwiając jego zastosowanie w budynkach mieszkalnych.Thus, the valve according to the invention eliminates all effects related to the negative effect of water hammer, in particular extends the service life of the movable parts of the valve and measuring instruments installed on the conduits, but above all reduces the acoustic effect of opening or closing the valve, allowing its use in residential buildings.

Wynalazek może dotyczyć również zaworów elektromagnetycznie sterowanych o innej konstrukcji niż przedstawiona na fig.1 i 2, jak również zaworów z organem sterującym umieszczonym w pewnym oddaleniu od organu wykonawczego w celu zmniejszenia oddziaływania wysokiej temperatury przepływającego czynnika.The invention may also relate to solenoid operated valves of a different design than that shown in Figures 1 and 2, as well as to valves with a control member located at a distance from the actuator to reduce the effect of high temperature of the flowing medium.

173 960173 960

173 960173 960

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Zawór sterowany elektromagnetycznie złożony z organu wykonawczego, stanowiącego korzystnie zawór przeponowy oraz z połączonego z nim za pomocą, przewodów rurowych organu sterującego z elektromagnesem, przyjmującego dwa położenia odpowiadające zamkniętemu lub otwartemu organowi wykonawczemu, znamienny tym, że organ wykonawczy zaworu jest wyposażony w dwa symetrycznie umieszczone w swej obudowie (1) zespoły zamykająco-otwierające, których elementy zamykające (7a, 8a, 9a oraz 7b, 8b i 9b) współpracują z gniazdami zaworowymi, utworzonymi na obrzeżu otworu tulei napływowej (5), umieszczonej w obudowie (1) i połączonej z króćcem wylotowym (3), przy czym komory znajdujące się w pokrywach (15a i 15b) obydwu zespołów zamykająco-otwierających są ze sobą połączone za pomocą przewodu obwodowego (18).1. An electromagnetically controlled valve consisting of an actuator, preferably a diaphragm valve, and a control device with an electromagnet connected to it by tubing, taking two positions corresponding to a closed or open actuator, characterized in that the valve actuator is provided with two symmetrically placed in their housing (1) closing-opening units, whose closing elements (7a, 8a, 9a and 7b, 8b and 9b) cooperate with valve seats formed on the periphery of the opening of the inlet sleeve (5) placed in the housing (1) and connected to the outlet pipe (3), the chambers in the covers (15a and 15b) of the two closing-opening units are connected to each other by a perimeter pipe (18). 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy zamykające (7a i 7b) obydwu zespołów zamykająco-otwierających stanowią przepony.2. The valve according to claim A device according to claim 1, characterized in that the closing means (7a and 7b) of the two closing-opening units are diaphragms. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa (1) organu wykonawczego zaworu jest konstrukcją spawaną, przy czym obudowy (6a oraz 6b) zespołów zamykająco-otwierających są obustronnie, symetrycznie połączone z tą obudową (1).3. The valve according to claim The valve as in claim 1, characterized in that the housing (1) of the valve actuator is a welded structure, and the housings (6a and 6b) of the closing-opening units are symmetrically connected on both sides to the housing (1). 4. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że obudowy (6a oraz 6b) jego zespołów zamykająco-otwierających są zaopatrzone wewnątrz w gwint wewnętrzny (14a, 14b), w który wkręcone jest sito (13a, 13b) oraz pokrywa (15a i 15b).4. The valve according to claim A device according to claim 3, characterized in that the housings (6a and 6b) of its closing-opening units are internally provided with an internal thread (14a, 14b) into which the screen (13a, 13b) and the cover (15a and 15b) are screwed.