Клапан для вирівнювання тиску

Реферат: Клапан (1) для вирівнювання тиску, який містить канал (6), який має впускну ділянку (7) і випускну ділянку (8), сідло (10) і заслінку (12), яка здатна переходити із закритого положення у відкрите положення, при цьому згаданий канал здатен впускати потік, у якому, для будь-якої траєкторії (13) між згаданою впускною ділянкою і згаданою випускною ділянкою, вектор швидкості (15) у заданій точці утворює кут з вектором швидкості (14) у впускній ділянці, який збільшується з віддаленням від впускної ділянки, при цьому кут між вектором швидкості (16) у випускній ділянці і вектором швидкості у впускній ділянці становить 80-150°, і у якому заслінка у закритому положенні утворює кут 0-70° з нормаллю до випускної ділянки. При цьому заслінка має товщину 0,4-0,6 мм і принаймні одну виїмку. UA 102626 C2 (12) UA 102626 C2 UA 102626 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область Винаходу Представлений винахід стосується систем дренування стічних вод в будівлях. Точніше, представлений винахід відноситься до пластинчастого клапана для вирівнювання тиску, розробленого для застосування в цього типу системі. Рівень техніки Системи дренування стічних вод типово містять головним чином горизонтальні дренажні секції з невеликим нахилом, названі "спускними трубами". Вони збирають стічні води від різних об'єктів, які подають їх головним чином до вертикальних дренажних секцій, названих "колекторами". Колектор може з'єднуватися з декількома спускними трубами від одного або більшої кількості поверхів будівлі, такої як односімейний або багатосімейний будинок. Ці системи у формі розгалужених дренажних систем, виконаних з труб, з'єднують багато санітарно-гігієнічних об'єктів і під час використання взаємодіють між собою згідно з відомим фізичним явищем. Рух стічних вод в трубах призводить до змін тиску в повітрі, яке знаходиться всередині них. Це спричиняє потрапляння всередину зовнішнього повітря (свіжого повітря), коли внутрішній тиск менший за атмосферний тиск, і змушує повітря виходити назовні (відхідне або зіпсоване повітря), коли внутрішній тиск більший за атмосферний тиск. Традиційно встановлені на об'єктах повітряні уловлювачі захищають навколишнє середовище приміщення від випускання зіпсованого повітря і усувають деякі флуктуації тиску в дренажній системі. Однак, вони не вирішують усіх проблем, таких як зворотний потік, шуми від утворення газових пухирців або випускання зіпсованого повітря, і, тому, згідно з правилами техніки, встановлюється вентиляційний засіб. Вентиляція системи традиційно здійснюється зверху спускної труби за допомогою відкритого кінця, який відкривається зверху над дахом будівель, і за допомогою контуру, який з'єднує критичні точки горизонтальних труб з навколишньою атмосферою. Коли систему або частину системи важко вентилювати і/або коли небажано вентилювати зовнішню частину будівлю, то альтернативним рішенням повинно бути встановлення в певних критичних місцях системи клапанів односторонньої дії для вирівнювання тиску, які дозволяють повітрю надходити в систему, коли присутній внутрішній від'ємний тиск, і перешкоджати випусканню зіпсованого повітря при внутрішньому позитивному тиску. Стандарти визначають придатність для застосування клапанів односторонньої дії для вирівнювання тиску повітря, використовуючи наступні робочі критерії: - Ударна в'язкість - Повітронепроникність при внутрішньому позитивному тиску - Чутливість: легкість відкривання найменшим внутрішнім від'ємним тиском - Повітровпускна здатність для надзвичайно великого від'ємного тиску - Зносостійкість - Міцність при певній температурі (вищій і нижчій за температуру замерзання) - Спосіб встановлення Інші важливі критерії для цих виробів, які не включені в стандарти для придатного застосування: - Розмір, головним чином важливий для встановлення в герметичних просторах - Здатність працювати у вертикальному або горизонтальному положенні - Легке розбирання на деталі для технічного обслуговування - Відсутність впливу конденсації - Відсутність впливу накопичення пилу. Документ ЕР 0278746 описує шарнірний клапан для вирівнювання тиску з нахиленим закривальним елементом. У випадку внутрішнього від'ємного тиску в системі, повітря надходить в шарнірний клапан крізь кільцевий отвір, розташований під закривальним елементом, а потім повітря піднімається до закривального елемента, який перебуває у відкритому положенні завдяки від'ємному тиску, і, врешті решт, протікає донизу в систему крізь круглу трубу. Іншими словами, потік спершу спрямовується вгору, повертається по суті на 180° і потім спрямовується вниз. Цей шлях створює опір потоку, який є шкідливим для чутливості і повітровпускної здатності клапана односторонньої дії. Для збереження прийнятних величин цих параметрів, узгоджуються необхідні розміри шарнірного клапану та діюча сила. Документи DE 3414077 і US 3815629 описують клапани односторонньої дії, які відкриваються завдяки тиску води. Документ DE 10 2007 012483 описує мембрану, яка залишається фіксованою вздовж усього свого параметру. Короткий Опис Винаходу 1 UA 102626 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задача, яку представлений винахід пропонує вирішити, полягає у наданні клапана односторонньої дії для вирівнювання тиску повітря, який відповідає різним вищезгаданим критеріям. Зокрема, однією із задач винаходу є надання пластинчастого клапана для вирівнювання тиску для одержання вигідного поєднання повітронепроникності, чутливості, впускної здатності і розміру шляхом оптимізації повітряного потоку в системі. Запропонованим рішенням винаходу є пластинчастий клапан для вирівнювання тиску повітря, який містить канал з впускною ділянкою і випускною ділянкою, сідло, розташоване у згаданому каналі, і заслінку, яка здатна переходити, з одного боку, із закритого положенням, у якому вона контактує із згаданим сідлом для перешкоджання повітрю витікати з випускної ділянки до впускної ділянки крізь згаданий канал, у, з іншого боку, відкрите положення, у якому вона дозволяє повітрю протікати в каналі від впускної ділянки до випускної ділянки, при цьому заслінка здатна переходити із свого закритого положення у своє відкрите положення завдяки від'ємному внутрішньому тиску повітря між випускною ділянкою і впускною ділянкою, при цьому згаданий канал здатен впускати потік, у якому, для будь-якої траєкторії між впускною ділянкою і випускною ділянкою, вектор швидкості в заданій точці утворює кут з вектором швидкості у впускній ділянці, який збільшується з віддаленням від впускної ділянки, при цьому кут між вектором швидкості у випускній ділянці і вектором швидкості у впускній ділянці становить 80° 150°, і у якому заслінка у закритому положенні утворює кут 0° - 70° з нормаллю до випускної ділянки, який відрізняється тим, що заслінка має товщину 0,4 мм - 6 мм. Переважно, товщина заслінки становить 0,5мм -4мм. Згідно з одним із варіантів виконання, заслінка у закритому положенні утворює кут 30° - 70° з нормаллю до випускної ділянки. У цьому випадку, незалежно від того, чи розташований пластинчастий клапан для вирівнювання тиску з своєю випускною ділянкою в горизонтальній площині, чи у вертикальній площині, заслінка завжди буде нахиленою. Переважно, заслінка здатна рухатися за допомогою деформування або повертання. Згідно з одним із варіантів виконання, заслінка виготовляється з гнучкого матеріалу. Наприклад, заслінка виготовляється з силікону, еластомеру, ТРЕ (термопластичного еластомеру), гуми або іншого термопластику. У цьому випадку, заслінка може деформуватися для переходу зі свого відкритого положення у своє закрите положення. Вибір матеріалу і товщини заслінки впливає на чутливість клапана односторонньої дії для вирівнювання тиску. Переважно, заслінка має принаймні одну виїмку. Вона буде покращувати гнучкість і чутливість заслінки. Переважно, пластинчастий клапан містить принаймні одну пластинку, яка проходить упоперек згаданої впускної ділянки і згаданого сідла. Згідно з іншим варіантом виконання, заслінка виготовляється з твердого матеріалу. У цьому випадку, вона могла б, наприклад, повертатися навколо осі для переходу із свого відкритого положення у своє закрите положення. Переважно, згадана впускна ділянка має квадратну або прямокутну форму з заокругленими кутами. Така форма дозволяє одержувати прохід з великим поперечним перерізом із займанням малого об'єму порівняно з круглим поперечним перерізом. Альтернативно, впускна ділянка могла б, наприклад, бути круглою або трикутною. Переважно, пластинчастий - клапан має тіло і кришку, герметично та знімним чином з'єднану з тілом, при цьому згаданий канал проходить крізь згадане тіло. Згідно з одним варіантом виконання, згадане сідло прикріплене до згаданої кришки. Альтернативно, воно кріпиться до тіла. Винахід також пропонує застосування клапана односторонньої дії для вирівнювання тиску повітря з випускною ділянкою, орієнтованою у вертикальній або горизонтальній площині. Задачею представленого винаходу також є застосування пластинчастого клапана для вирівнювання тиску, який містить канал з впускною ділянкою і випускною ділянкою, сідло, розташоване в згаданому каналі, і заслінку, яка здатна переходити, з одного боку, із закритого положення, у якому вона контактує з сідлом для перешкоджання повітрю протікати в згаданому каналі від випускної ділянки до впускної ділянки, у, з іншого боку, відкрите положення, у якому він дозволяє повітрю протікати в каналі від впускної ділянки до випускної ділянки, при цьому заслінка здатна переходити із свого закритого положення у своє відкрите положення завдяки дії від'ємного тиску внутрішнього повітря між випускною ділянкою і впускною ділянкою, при цьому згаданий канал здатен впускати потік по будь-якій траєкторії між згаданою впускною ділянкою і згаданою випускною ділянкою, при цьому вектор швидкості в заданій точці утворює кут з вектором швидкості у впускній ділянці, який збільшується з віддаленням від впускної ділянки, при цьому кут між вектором швидкості у випускній ділянці і вектором швидкості у впускній 2 UA 102626 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ділянці становить 80° -150°, і при цьому заслінка у закритому положенні утворює кут 0° - 70° з нормаллю до випускної ділянки як вирівнювач тиску повітря. Переважно, заслінка здатна рухатися завдяки деформації або повертанню. Короткий опис фігур Винахід буде краще зрозумілим і інші цілі, деталі, ознаки та його переваги стануть очевиднішими з наступних описів декількох особливих варіантів виконання винаходу, які передбачені тільки як ілюстрації і не обмежують винахід. На кресленнях: - Фігура 1 зображає вид в перспективі перерізу пластинчастого клапана для вирівнювання тиску згідно з першим варіантом виконання, - Фігура 2 зображає вид в перспективі перерізу пластинчастого клапана для вирівнювання тиску, зображеного на Фігурі 1, із заслінкою у відкритому положенні, - Фігура 3 зображає вид в перспективі пластинчастого клапана для вирівнювання тиску згідно з другим варіантом виконання, - Фігура 4 зображає вид в перспективі перерізу пластинчастого клапана для вирівнювання тиску, зображеного на Фігурі 3, і - Фігура 5 зображає вид в перспективі кришки пластинчастого клапана для вирівнювання тиску, зображеного на Фігурі 3. Детальний опис одного варіанту виконання винаходу Фігури 1 і 2 зображають клапан 1 односторонньої дії для вирівнювання тиску повітря згідно з першим варіантом виконання винаходу пластинчастий клапан 1 для вирівнювання тиску має тіло 2 і кришку 3. Тіло 2 має циліндричну частину 4 і розтрубну частину 5. Циліндрична частина 4 має відкритий кінець. Кінець розтрубної частини 5 герметично закритий кришкою 3, а розтрубна частина 5 має на своїй бічній поверхні отвір. Іншими словами, пластинчастий клапан для вирівнювання тиску формує канал або прохід 6, який простягається від впускної ділянки 7, розташованій на одній стороні розтрубної частини, до випускної ділянки 8, розташованій на кінці циліндричної частини 4. В зображеному прикладі, випускна ділянка 8 має круглу форму, а впускна ділянка 7 має квадратну або прямокутну форму (не зображена) із заокругленими кутами. Альтернативно, впускна ділянка могла б мати, наприклад, круглу або трикутну форму. Тіло 2 має губу 11, яка виступає всередину з впускної ділянки 7. Паралельні пластинки 9, розташовані по суті перпендикулярно до впускної ділянки 7, ділять отвір, утворений губою 11, на щілини. На стороні, протилежній до впускної ділянки, пластини 9 і губа 11 формують сідло 10. Пластинчастий клапан 1 для вирівнювання тиску містить заслінку 12, яка на Фігурі 1 лежить на сідлі 10. У зображеному варіанті виконання, заслінка 12 зображена як гнучка мембрана. Вона виготовляється з гнучкого деформівного матеріалу і з'єднана з тілом 2 вухом 17. Наприклад, заслінка 12 виготовляється з силікону, еластомеру, ТРЕ (термопластичного еластомеру), гуми або іншого термопластику і має товщину 0,4 мм - 6 мм, переважно 0,5 mm-4 мм. Поза цими межами пластинчастий клапан також не функціонує, або завдяки тому, що заслінка не піднімається і залишається на сідлі у закритому положенні, або завдяки тому, що вона повністю не прилягає до сідла і залишається у відкритому положенні. Тому, заслінка 12 є рухомою і, тому, може деформуватися для відділення від сідла 10, як зображено на Фігурі 2. В іншому не зображеному варіанті виконання, заслінка представлена у формі лопаті, виготовленої з твердого матеріалу. Таким чином, рухома заслінка шарнірно з'єднана з тілом. На Фігурі 1 можна побачити, що, коли заслінка лежить на сідлі 10, вона нахилена під кутом до нормалі до випускної ділянки 8. Наприклад, заслінка утворює кут 0° - 70°, переважно 30° 70°, з нормаллю до випускної ділянки 8. Клапан односторонньої дії для вирівнювання тиску повітря працює таким чином. Пластинчастий клапан 1 для вирівнювання тиску з'єднується своєю циліндричною частиною 4 з системою дренування стічних вод. У випадку внутрішнього позитивного тиску, тобто, коли тиск повітря всередині дренувальної системи більший за атмосферний тиск, то заслінка 12 герметично лежить на сідлі 10. Герметичність також головним чином забезпечується перепадом тиску, який діє на заслінку 12. У випадку внутрішнього від'ємного тиску, коли тиск всередині дренувальної системи менший за атмосферний тиск, рухома заслінка 12 у формі гнучкої мембрани деформується завдяки силі, створюваної перепадом тиску, як зображено на Фігурі 2, і переходить у відкрите положення завдяки вакуумному тиску (підсмоктування), створюваному завдяки від'ємному внутрішньому тиску повітря між випускною ділянкою і впускною ділянкою пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. Таким чином, повітря, яке надходить із зовні, проходить крізь систему з проходженням крізь впускну ділянку 7, канал 6 і випускну ділянку 8. В альтернативному варіанті 3 UA 102626 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 виконання, де рухома заслінка є твердою шарнірною лопаттю, вона повертається у відкрите положення. Конструкція пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску надає декілька переваг. - в силу нахилу заслінки 12 не потрібно долати загальну вагу заслінки 12 для переведення неї у відкрите положення, зображене на Фігурі 2. Це забезпечує чудову сприйнятливість пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. Окрім того, можна встановлювати пластинчастий клапан 1 для вирівнювання тиску з випускною ділянкою 8, орієнтованою у по суті горизонтальній площині, як показано на Фігурах 1 і 2, або з випускною ділянкою 8, орієнтованою у по суті вертикальній площині. В обох випадках, заслінка 12 нахилена. - коли заслінка 12 нахилена відносно сідла 10, то вона має тенденцію до повернення у своє положення спокою, зображене на Фігурі 1, за відсутності від'ємного тиску повітря, що також робить внесок в повітронепроникність пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. - конфігурація пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску дозволяє каналу 6 впускати повітряний потік з невеликою зміною напряму. Таким чином, пластинчастий клапан для вирівнювання тиску має гарну повітровпускну здатність. Точніше, як вказано траєкторією 13 на Фігурі 2, можна побачити, що вектор швидкості 15 в заданій точці утворює кут з вектором швидкості 14, який збільшується з віддаленням від впускної ділянки. Тому, багато змін напряму потоку відсутні. Окрім того, кут між вектором швидкості 16 у випускній ділянці 8 і вектором швидкості 14 у впускній ділянці 7 становить 80° - 150°. Тому, зміна загального напряму повітряного потоку обмежена. Зазвичай, конструкції, відмінні від конструкції зображеного каналу 6, можуть забезпечувати потік з вищезгаданими характеристиками. - квадратна форма впускної ділянки 7 з заокругленими кутами надає більший поперечний переріз проходу ніж кругла форма впускної ділянки, коли діаметр дорівнює стороні квадратного поперечного перерізу. Це забезпечує чудову повітровпускну здатність пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. Прямокутний поперечний переріз надає ту ж перевагу. - у варіанті виконання, який не зображений, у якому заслінка виготовляється з деформівного матеріалу, заслінка 12 має виїмки вздовж вуха 17. Заслінка 12 може потім легко деформуватися, що забезпечує гарну реакцію пластинчастого клапана 1. - пластинки 9, нахилені до зовнішньої сторони тіла 2, усувають конденсацію, яка могла б шкідливо впливати на належну роботу пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску і що могло б перешкоджати належній вентиляції системи дренування стічних вод. - кришка 3 може зніматися, дозволяючи візуальну перевірку та чищення внутрішньої частини пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. Фігури 3-5 зображають пластинчастий клапан 101 для вирівнювання тиску згідно з другим варіантом виконання. Елементи, які є ідентичними з або подібними до елементів першого варіанта виконання, позначені однаковими позиційними позначенням з додаванням цифри 100. Пластинчастий клапан 101 для вирівнювання тиску має тіло 102 і кришку 103. Тіло 102 може з'єднуватися з системою своєю циліндричною частиною 104. Робота пластинчастого клапана для вирівнювання тиску і його переваги подібні до роботи і переваг пластинчастого клапана 1 для вирівнювання тиску. Повітря може протікати від впускної ділянки 107 до випускної ділянки 108 шляхом деформування заслінки 112, яка, у положенні спокою, контактує з сідлом 110. Цілком рівномірний потік і кут нахилу заслінки головним чином відповідають за чудове реагування і чудову меншу повітровпускну здатність. Пластинчастий клапан 101 для вирівнювання тиску має додаткову перевагу. Фактично, як можна побачити на Фігурі 5, губа 111 і пластини 109 (не зображені на Фігурі 4) є частиною кришки 103 і можуть, тому, відділятися від тіла 102, що полегшує перевірку і технічне обслуговування пластинчастого клапана 101 для вирівнювання тиску повітря. Хоча винахід був описаний стосовно декількох спеціальних варіантів виконання, цілком очевидно, що він не обмежується, і що він включає усі описані еквівалентні технічні варіанти, а також їх комбінації, якщо вони потрапляють в об'єм правового захисту винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Пластинчастий клапан (1, 101) для вирівнювання тиску повітря, який містить канал (6) з впускною ділянкою і випускною ділянкою (8, 108), сідло (10, 110), розташоване у згаданому каналі, і заслінку (12, 112), яка виконана з можливістю переходу, з одного боку, із закритого положення, у якому вона контактує із згаданим сідлом для перешкоджання протіканню повітря у згаданому каналі від випускної ділянки до впускної ділянки, у, з іншого боку, відкрите положення, яке дозволяє повітрю протікати в каналі від впускної ділянки до випускної ділянки, при цьому заслінка здатна переходити із свого закритого положення у своє відкрите положення 4 UA 102626 C2 5 10 15 20 25 завдяки дії внутрішнього від'ємного тиску повітря між випускною ділянкою і впускною ділянкою, при цьому згаданий канал здатен впускати потік, у якому, для будь-якої траєкторії (13) між згаданою впускною ділянкою і згаданою випускною ділянкою, вектор швидкості (15) у заданій точці утворює кут з вектором швидкості (14) у впускній ділянці, який збільшується з віддаленням від впускної ділянки, при цьому кут між вектором швидкості (16) у випускній ділянці і вектором швидкості у впускній ділянці становить 80-150°, і у якому заслінка у закритому положенні утворює кут 0-70° з нормаллю до випускної ділянки, який відрізняється тим, що заслінка має товщину 0,4-6 мм і принаймні одну виїмку. 2. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за п. 1, який відрізняється тим, що заслінка у закритому положенні утворює кут 30-70° з нормаллю до випускної ділянки. 3. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що заслінка є рухомою і переміщення забезпечується деформацією або повертанням. 4. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що заслінка виготовлена з гнучкого матеріалу. 5. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що принаймні одна пластина (9, 109) проходить у згаданій впускній ділянці і згаданому сідлі. 6. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згадана впускна ділянка має трикутну, квадратну або прямокутну форму з заокругленими кутами. 7. Пластинчастий клапан для вирівнювання тиску за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має тіло (2, 102) і кришку (3, 103), герметично та знімним чином з'єднану з тілом, при цьому згаданий канал проходить крізь згадане тіло. 8. Пластинчастий клапан (101) для вирівнювання тиску за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згадане сідло (110) прикріплене до кришки (103). 5 UA 102626 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6