PL198828B1 - Zawór, w szczególności zawór grzejnika - Google Patents

Abstract

1. Zawór, w szczególno sci zawór grzejnika posiadaj acy element zamykaj acy i gniazdo zaworu, do którego w pozycji zamkni ecia zawo- ru przylega w obr ebie linii zamykaj acej element zamykaj acy, znamienny tym, ze promieniowa odleg lo sc (13, 14) pomi edzy lini a zamykaj ac a (22) i promieniowo zewn etrzn a kraw edzi a (24) po- wierzchni przep lywowej (23), która jest op lywa- na ciecz a w pozycji otwarcia zaworu (1) jest zmienna w kierunku obwodowym. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór, w szczególności zawór grzejnika posiadający element zamykający i gniazdo zaworu, na którym element zamykający w pozycji zamknięcia przylega w obrębie linii zamykającej.

Tego typu zawór grzejnika znany jest z opisu patentowego DE 196 47 028 A1. Gniazdo zaworu jest wsunięte w korpus zaworu. Osiowy prowadnik jest połączony z gniazdem zaworu za pomocą podpór i naprowadza element zamykający. Zawory tego typu są względnie łatwe w produkcji. Posiadają one także względnie duży przekrój kanału przelotowego i mogą być dzięki temu wykorzystywane również w starych systemach grzewczych.

Od czasu do czasu, w zaworach takich pojawiają się problemy z dźwiękami wydawanymi przez zawór. Dźwięki te mogą być różnego typu. Mieszczą się w zakresie od ostrego syku do nieprzyjemnego gwizdu.

Celem wynalazku jest odnalezienie prostego sposobu redukcji tych dźwięków.

W zaworze według wynalazku zadanie to rozwiązano tak, że promieniowa odległość pomiędzy linią zamykającą i promieniowo zewnętrzną krawędzią powierzchni przepływowej, która jest opływana cieczą w pozycji otwarcia zaworu jest zmienna w kierunku obwodowym.

Taka konstrukcja zaworu umożliwia efektywne tłumienie dźwięków. Mechanizm tego zjawiska nie jest dokładnie znany. Zakłada się jednak, że konstrukcja powierzchni przepływowej posiadającej różne szerokości przepływu ogranicza wpływ gniazda zaworu lub innych elementów zaworu dla określonych częstotliwości. W pewnych okolicznościach częstotliwości takie mogą być nawet wzmacniane przez jednostki połączone z zaworem, jak na przykład grzejnik. Zmienna szerokość przepływu powoduje, że częstotliwości wytwarzane prze opływającą wodę są również zmienne. Przyjmuje się, że redukuje to poziom energii poszczególnych częstotliwości, tak iż tony nie są już praktycznie słyszalne. Linia zamykająca jest przez to ograniczeniem w obrębie którego element zamykający przylega do gniazda zaworu. Podczas pracy zaworu najwęższe miejsce przepływu zwykle występuje w obszarze linii zamykającej a co za tym idzie powstawanie rodzaju gardzieli oraz oscylacji jest nie do uniknięcia w tej konstrukcji zaworu. Jednak taka konstrukcja zaworu zapobiega wzmocnieniu oscylacji lub ich wejściu w częstotliwość rezonansową.

Korzystne jest aby w zaworze według wynalazku linia zamykająca miała kształt okrągły, a zewnętrzna krawędź powierzchni przepływowej miała kształt wielokąta.

Konstrukcja ta daje kilka korzyści. Po pierwsze jest względnie łatwa w produkcji. Po drugie można łatwo zapewnić ciągłą zmienność szerokości pomiędzy linią zamykającą a zewnętrzną krawędzią powierzchni przepływowej. Oczywiście na każdej krawędzi wielokąta równe szerokości przepływu będą występować parami, symetrycznie względem jego kątów, jednak nie ma to zasadniczego znaczenia kiedy tylko odległość pomiędzy linią zamykającą a zewnętrzną krawędzią powierzchni przepływowej jest zmienna.

Korzystne jest wówczas aby w zaworze według wynalazku wielokąt był wielokątem foremnym.

Ułatwia to produkcję zaworu. Ponadto nie jest wymagana żadna określona orientacja wielokąta podczas umieszczania gniazda zaworu w zaworze.

Korzystne jest także aby w zaworze według wynalazku wielokąt posiadał pewną liczbę krawędzi mieszczącą się w zakresie od trzech do dziewięciu.

Im mniejsza jest liczba krawędzi tym rzadziej wystąpią równe szerokości powierzchni przepływowej. Jednak z drugiej strony zbyt mała liczba krawędzi zredukuje dostępny przekrój przepływu.

W korzystnej konstrukcji zaworu według wynalazku zewnętrzna krawędź powierzchni przepływowej tworzy stopień we wkładce, której zewnętrzna powierzchnia ma kształt inny od kształtu zewnętrznej krawędzi powierzchni przepływowej.

Okazało się bowiem, że w rzeczywistości wystarczy aby powierzchnia przepływowa miała zmienną szerokość. Wykonywanie w ten sposób całego gniazda zaworu nie jest konieczne.

W takim przypadku stosowne jest aby w zaworze wedł ug wynalazku przekrój zewnę trznej powierzchni miał kształt okręgu.

Ponieważ większość rur i złączek rurowych wykorzystywanych wraz z zaworem także posiada kształt okrągły łoże zaworu może być względnie łatwo wsunięte w zwykły sposób.

W takim przypadku stosowne jest takż e aby w zaworze wedł ug wynalazku stopień miał wysokość mieszczącą się w przedziale od 0,2 do 2 mm.

PL 198 828 B1

Korzystna jest szczególnie wysokość minimalna od 0,3 do 0,5 mm. Nieoczekiwanie nawet takie małe stopnie są wystarczające dla zapewnienia efektywnego tłumienia dźwięków.

Przedmiot wynalazku przedstawiono bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia osiowy przekrój zaworu, Fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny gniazda zaworu, a Fig. 3 przedstawia gniazdo zaworu w widoku z góry.

Zawór grzejnika 1 posiada obudowę, składającą się z korpusu 2 i pokrywy 3. W korpusie 2 znajduje się króciec wlotowy 4 i króciec wylotowy 5. Ścieżka przepływu pomiędzy króćcem wlotowym 4, a króćcem wylotowym 5 może być przerwana w strefie uszczelniającej 7 składającej się z elementu zamykającego 6 i gniazda zaworu 8.

Gniazdo zaworu 8 znajduje się na wkładce 9, która jest elementem oddzielnym wobec korpusu 2 i pokrywy 3. Wkładka 9 zajmuje ustaloną pozycję pomiędzy korpusem 2, a pokrywą korpusu 3. Z tego względu korpus 2 posiada obwodową ściankę 10, która jest nachylona pod pewnym kątem do osi środkowej 11. Zatem obwodowa ścianka 10 stanowi osiowy fragment powierzchni stożkowej. Wkładka 9 przylega do obwodowej ścianki 10 za pomocą pierścienia uszczelniającego 37.

Wkładka 9 posiada kilka, w tym przykładzie wykonania trzy, stopy 12, na których stoi na pokrywie 3. Pomiędzy stopami 12 znajduje się wystarczająca przestrzeń dla umożliwienia penetracji wodzy do wnętrza wkładki 9 bez znaczącego oporu przepływu. Ponadto wkładka 9 posiada ramiona zabezpieczające 16, przypominające kształtem mosty. Ramiona zabezpieczające 16 są skierowane promieniowo do wewnątrz i w tym przykładzie wykonania są wykonane jako przedłużenia stóp 12. W środku ramiona zabezpieczające 16 wspierają sworzeń naprowadzający 17, który wchodzi do gniazda zaworu 8. Ramiona zabezpieczające 16 posiadają kształt gwiaździsty tak, że pozostaje wystarczająco duży prześwit dla przepływu wody. Sworzeń naprowadzający 17 wystaje na pewną wstępnie określoną długość w kierunku osi środkowej 11, zaś element zamykający 6 jest wprowadzony w sworzeń naprowadzający 17 i wstępnie odciskany w kierunku otwierającym zawór za pomocą sprężyny 34. Popychacz 25 działa w kierunku zamykającym zawór. Popychacz 25 jest wprowadzony przez komorę dławnicy 26 i jest uruchamiany za pomocą elementu sterującego nie przedstawionego na rysunku, jak na przykład elementu termostatycznego.

Element zamykający 6 posiada pierścień uszczelniający 21, który przylega do gniazda zaworu 8 w pozycji zamknięcia zaworu. Pierścień uszczelniający 21 posiada pewną elastyczność, tak aby umoż liwić występujący z pewnym prawdopodobieństwem intensywny docisk do gniazda zaworu 8. Aby uprościć poniższe wyjaśnienia zakłada się, że strefa kontaktu pomiędzy pierścieniem uszczelniającym 21, a wkł adką 9 na gnieź dzie zaworu 8 ma kształ t linii prostej. Linia ta jest w dalszej części opisu zwana „linią zamykającą” 22. W rzeczywistości kiedy dojdzie do intensywnego docisku pierścienia uszczelniającego 21 do gniazda zaworu 8, linia zamykająca 22 tworzy promieniowo zewnętrzną krawędź powierzchni kontaktu pomiędzy pierścieniem uszczelniającym 21, a gniazdem zaworu 8.

Na rysunku Fig. 2 przedstawiono powiększony widok perspektywiczny wkładki 9. Linia zamykająca 22 pojawia się na powierzchni przelewowej 23, to jest powierzchni, która jest opływana wodą kiedy zawór 1 znajduje się w pozycji otwartej czyli wtedy kiedy element zamykający 6 jest uniesiony nad gniazdem zaworu 8.

Jak widać wyraźnie na rysunku Fig. 2 promieniowa szerokość powierzchni przelewowej 23, to znaczy odległość linii zamykającej 22 od zewnętrznej krawędzi 24 powierzchni przelewowej 23, jest zmienna. W praktyce linia zamykająca ma kształt okręgu podczas gdy zewnętrzna krawędź 24 powierzchni przelewowej 23 ma kształt wielokąta.

Jak pokazano na rysunku Fig. 3 wielokąt ten jest wielokątem foremnym, w tym przykładzie wykonania jest on siedmiokątem. Zewnętrzna krawędź 24 tego wielokąta ma formę stopnia we wkładce 9. Stopień ten ma wysokość h, mieszczącą się w przedziale od 0,2 do 1,2 mm. Dla ułatwienia zrozumienia istoty wynalazku rozmiar wysokości h na rysunku Fig. 2 został przesadzony.

Ponadto wkładka 9 posiada zewnętrzną powierzchnię 27 o przekroju okrągłym. W zewnętrznej powierzchni 27 znajduje się wgłębienie 28, służące do umieszczenia uszczelki 37. W takiej konstrukcji zewnętrzna powierzchnia 27 może być lekko nachylona w kierunku powierzchni przepływowej 23. Może mieć ona jednak kształt czysto cylindryczny.

Różne szerokości powierzchni przepływowej 23 są przedstawione na rys Fig. 2 za pomocą strzałek. Widać, że dla tego samego rogu dana odległość występuje dwukrotnie co zostało przedstawione strzałkami 13 i 14. Te dwie równe sobie długości są rozmieszczone symetrycznie wokół danego rogu. Nie ma to jednak większego znaczenia jeżeli poza tym zapewni się możliwie jak największą zmienność

PL 198 828 B1 szerokości powierzchni przepływowej 23 pomiędzy linią zamykającą 22, a zewnętrzną krawędzią 24 powierzchni przepływowej 23.

Przedstawiony na rysunku wielokątny kształt zewnętrznej krawędzi 24 powierzchni przepływowej 23 nie jest zupełnie wymagany. Teoretycznie możliwy jest każdy inny kształt zewnętrznej krawędzi 24 jeżeli tylko szerokość powierzchni przepływowej 23 pomiędzy linią zamykającą 22, a zewnętrzną krawędzią 24 zmienia się w sposób ciągły lub okresowy aby zapobiec wystąpieniu oscylacji. Mimo tego kształt wielokąta ma pewne zalety jeżeli chodzi o produkcję zaworu.

Claims (7)

1. Zawór, w szczególności zawór grzejnika posiadający element zamykający i gniazdo zaworu, do którego w pozycji zamknięcia zaworu przylega w obrębie linii zamykającej element zamykający, znamienny tym, że promieniowa odległość (13, 14) pomiędzy linią zamykającą (22) i promieniowo zewnętrzną krawędzią (24) powierzchni przepływowej (23), która jest opływana cieczą w pozycji otwarcia zaworu (1) jest zmienna w kierunku obwodowym.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że linia zamykająca (22) ma kształt okrągły, a zewnętrzna krawędź (24) powierzchni przepływowej (23) ma kształt wielokąta.

3. Zawór według zastrz. 2, znamienny tym, że wielokąt jest wielokątem foremnym.

4. Zawór według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że wielokąt posiada pewną liczbę krawędzi mieszczącą się w zakresie od trzech do dziewięciu.

5. Zawór według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że zewnętrzna krawędź (24) powierzchni przepływowej (23) tworzy stopień we wkładce (9), której zewnętrzna powierzchnia (27) ma kształt inny od kształtu zewnętrznej krawędzi (24) powierzchni przepływowej (23).

6. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że przekrój zewnętrznej powierzchni (27) ma kształt okręgu.

7. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że stopień ma wysokość (h) mieszczącą się w przedziale od 0,2 do 2 mm.