BE895037A

BE895037A - Voedingsklep voor vloeibaar gemaakt gas

Info

Publication number: BE895037A
Application number: BE1/10645A
Authority: BE
Original assignee: Leuven Res & Dev
Priority date: 1982-11-17
Filing date: 1982-11-17
Publication date: 1983-03-16

Description

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsklep voor

atmosferische druk, gewoonlijk hoger dan 1,5 ato, zoals vloeibare butaan of propaan. Aan de ingang van zulk een reservoir is er een

toevoerleiding aan een voedingspomp kan aangesloten worden.

De pomp levert een overdruk ten opzichte van de dampdruk in het reservoir, en de voedingeklep gaat open onder invloed van die overdruk. Wanneer de pomp wordt afgekoppeld zijn er aan de ingang van die klep verschillende mogelijkheden. Ofwel wordt de <EMI ID=4.1>

onderdruk, is, dan is die voedingadruk afwezig.

Wanneer de pomp een voorafbepaald aantal liter heeft afgeleverd, of wanneer een andere meetbare situatie zich voordoet, kan

lijk dat dit signaal naar de voedingsklep zou kunnen gestuurd worden en dat die dan aldus opgevat zou zijn dat die, buiten zijn hierboven beschreven funktie van terugslagklep, zich ook bij ontvangst van zulk een signaal automatisch zou sluiten. De moeilijkheid is dat het

zijn, omdat er meestal ontploffingsgevaar is, noch een pneumatisch signaal, omdat hiervoor speciaal een luchtdrukgenerator nodig is. In die gevallen is de voedingeklep dan niet uitgerust om dit meetsignaal te ontvangen en erop te reageren. Dan moet de pompbedienaar zelf het meetsignaal waarnemen en zelf erop reageren om de voeding te stoppen.

De uitvinding heeft als doel een voedingeklep te verschaffer. die geschikt is om de hierboven beschreven dubbele rol te vervullen, en die aldus een bijzondere aignaalingang heeft voor het ontvangen van een signaal in de vorm van een kortstondige en kleine toevoer onder druk van het vloeibaar gemaakt gae zelf, en die ingericht is om de hoofdtoevoer door de klep te sluiten wanneer dit signaal zich voordoet.

Een voedingsklep heeft in het algemeen een omhulsel waarbinnen zich een doorgang bevindt van een ingangazijde naar

invloed van een voedingsdruk en van de terugroepende kracht van

koudeverwekkende vloeistof, welke veer bestaat uit een vormgeheugenlegering waarvan de terugroepende kracht, gemeten in de

temperatuur in een uiterste positie naar de uitgangszijde toe, waarbij de klep in beide uiterste posities gesloten, en in de midden-

Bij voorkeur gebruikt men als omhulsel een in hoofdzaak recht buisvormig omhulsel met een axiale doorgang, waarbij het buisvormig lichaam axiaal schuifbaar is en de genoemde helicoldale veer coaxiaal rond genoemd buisvormig lichaam is opgesteld.

Een eerste begrip dat eerst dient nader omschreven te worden is een "expansiekamer voor koudeverwekkende vloeistof".

uitgeeft op de vrije ruimte of een ruimte op atmosferische druk, en die veel groter is dan de ingangsopening, zodat in die kamer, onafhankelijk van enig debiet aan de ingangsopening, nagenoeg de atmosferische druk heerst. Bovendien staat de kamer via de ingangsope

een zeer sterke vernauwing van minstens 1 tot 10, bij voorkeur 1 tot
100 betekent ten opzichte van de toevoerleiding, zodat bij toevoer onder druk de expansie tot gas zich concentreert bij uitgang uit die opening, en niet ervóór. Wanneer een koudevervekkende vloeistof,

vormgeheugenlegering kunnen doen reageren, die in die kamer is opgesteld. Daarvoor zal de koudeverwekkende vloeistof er een moeten zijn met laag kookpunt9 en met voldoende soortelijke warmte om een afkoe-

overgangstemperatuur van de geheugenlagering die op deze afkoeling moet reageren. Vloeibaar gemaakte gassen zoals propaan, butaan of

onder -50*C.

Een tweede eerst nader te beschrijven begrip is dat van een "vormgeheugenlegering" met een "overgangstemperatuur lager dan kamertemperatuur" .

transformatie) tot een bepaalde andere vorm, en dan opgewarmd worden

er nog veel andere gevonden, zoals ternaire en quaternaire legeringen

temperatuur, waarvan de samenstelling, voorgesteld in een ternair diagram, ligt binnen de trapeziumvorm bepaald door de vier hoekpunten, uitgedrukt in gewichtspercentages Cu, Al, Zn respektievelijk,

(86 ; 14 ; 0).

Aan een lichaam uit dergelijke legeringen wordt dan op volgende manier een "warme" stabiele vorm en een andere, "koude" stabiele vorm gegeven. Eerst wordt door thermische bewerking, bijvoorbeeld gloeien en afschrikken, een stabiele vorm in "warme" toestand gegeven

en vervormd tot een vorm die de stabiele vorm is in "koude" toestand. De overgang van de ene stabiele toestand naar de ander bij opwarming

gelang de legering, dit percentage zijnde het door vormgeheugeneffekt recuperabel vervormingsgedeelte. Een aldus voorbehandelde legering is een vormgeheugenlegering met een vormovergang bij doorgang van een temperatuurezone. De "overgangstemperatuur" is dus geen nauwkeurige

te vermijden dat ongewenste vormveranderingen zich zouden voordoen bij vriesweer, is het aan te bevelen dat de overgangstemperatuur lager ligt dan -25[deg.]C.

Verdere begrippen zullen verduidelijkt worden aan de hand van een aantal voorbeelden volgens de bijgevoegde figuren waarvan : Figuur 1 drie doorsneden toont van een eerste voorbeeld van voedingsklep volgens de uitvinding, met het buisvormig <EMI ID=24.1>

toe, in de middenste positie, en in de uiterste positie naar de uitgang toe.

Figuur 2 een eerste variante toont van het voorbeeld van Figuur 1. <EMI ID=25.1> Figuur 4 drie doorsneden toont van een tweede voorbeeld van voedingsklep volgens de uitvinding, respektievelijk met het buisvormig element in dezelfde drie standen als bij Figuur 1. Figuur 5 een variante toont van besturing van de ingangsopening tot de expansiekamer. Figuur 6 een derde voorbeeld van uitvoering toont van een voedingeklep volgens de uitvinding.

In Figuur 1 vormen de buisvormig uitgevoerde stukken 1,

2 en 3 samen een buisvormig vast omhulsel met een axiale doorgang AA, waarvan 4 de ingangszijde en 5 de uitgangszijde is. Binnen in deze doorgang is er een buisvormig lichaam 6 dat kan schuiven, axiaal in de richting AA. Rond dit lichaam is een helicoldale veer 7 gemonteerd

tisch onbelaste toestand, die aan de uitgangszijde aanleunt tegen eer. kraag 8 in. het vaste stuk 1, en aan de ingangszijde tegen een kraag die solidair is met het beweegbaar lichaam 6. Deze veer bevindt zich in een ringvormige expansiekamer 10, gevormd tussen het omhulsel en het beweegbaar lichaam 6, en voldoende afgedicht van de voorziene doorgang voor de voeding, welke doorgang bestaat uit de ringvormige

een opening 15 waaraan een ingangssignaalleiding kan worden aange-achroefd, en die eindigt op een zeer sterke vernauwing 16, die dienst doet als expansie-opening. In de rusttoestand volgens Figuur 1a is het buisvormig lichaam 8 in zulkdanige positie dat die de expansie-

zijde, maar bevat een opening 18 in de zijwand, zodanig dat, wanneer dit lichaam in de juiste positie in het omhulsel is geschoven, beide openingen 17 en 18 tegenover elkaar staan en er een toegang is van de ringvormige ingangaruimte 11 naar de doorgang 12 doorheen het buisvormig lichaam.

In rusttoestand heerst aan de ingangszijde 4 de atmosferische druk, en aan de uitgangszijde 5 de dampdruk van het vloeibaar gemaakt gas in het reservoir, die hoger is dan de atmosferische druk. Bijgevolg wordt, zowel door deze dampdruk als door de veer 7, het

zijde 4 toe, gehouden. Dan staan beide openingen 17 en 18 niet tegenover elkaar, en de klep is gesloten (Figuur 1a).

Wanneer nu de pompdruk aan de ingangszijde 4 wordt aange-

resulterende voedingsdruk het buisvormig lichaam 6 naar rechts, tegen de veer 7 in, naar een middenpositie waarin opening 18 tegenover opening 17 komt te staan, en de klep aldus open gaat. (Figuur 1b). Terzelfdertijd komt de expansie-opening 16 vrij dank zij een uitsparing 19 in de buitenkant van de cylindermantel van het buisvormig

gas te ontvangen.

Op een bepaald.ogenblik, terwijl de pompdruk nog altijd

positie 5 toe. Daar staan beide openingen 17 en 18 weer niet tegen

ook zodanig opgesteld, dat de expansie-opening 16 niet meer in verbinding staat tot de expansiekamer 10, en er geen verlies is van

Tenslotte, wanneer de pompdruk wordt weggenomen en de drul aan de ingang 4 terugvalt op atmosferische druk, dan zal het buisvormig lichaam 6, door de interne druk in het reservoir aan de uit-

enige opwarming vanuit haar koude toestand terug naar omgevingstemp ratuur weer in haar normale toestand, met lange stap en lange vorm, terugkeren. Indien nog nodig kan eventueel een kleine hulpveer&#65533; bij voorbeeld drukveer 20 aan de uitgangszijde (Figuur 2) meehelpen aan

ingang toe. Dit in het bijzonder wanneer de klep gebruikt wordt in een inrichting, zoals hierboven reeds beschreven, waar de druk aan de ingang niet terugvalt tot de atmosferische druk.

Wanneer men nu de veer 7 uit geheugenlegering beschouwt, dan werd die gekozen met korte vorm in koude toestand, onder de overgangstemperatuur, en met lange vorm in normale toestand bij omg vingstemperatuur. Die werd zodanig gemonteerd dat, bij beweging van het lichaam 6 in de richting van de ingangsdruk (pijl 21 op Figuur de veer op druk wordt opgespannen. De terugroepende kracht, gemeten in de tegengestelde richting is dan sterk positief. Wanneer de veer echter onder de overgangstemperatuur komt, dan springt die in korte

naar veel minder positief. Omgekeerd : de terugroepende kracht van veer, gemeten in de tegengestelde zin van de ingangsdruk gaat over -van een lage naar een hoge waarde bij het terug overschrijden van de overgangstemperatuur.

Dit laatste is de regel die men dient in acht te nemen bij het gebruik van om het even welke veer uit geheugenlegering in om het even welke opstelling. Immers, men kan een veer nemen die, juist omgekeerd, een korte stap heeft bi j normale temperatuur en een lange

het lichaam 6 zich in de richting van de ingangsdruk beweegt, die veer zich opspant, op druk of op trek. Verschillende kombinaties

zijn aldus mogelijk, maar de mogelijke kombinaties komen steeds neer op dezelfde regel : men beschouwt de relatieve waarde (positief of negatief) van de terugroepende kracht van de veer, gemeten in de tegengestelde zin van de ingangsdruk, wanneer het lichaam 6 naar de uitgangszijde 5 wordt -verschoven. Deze relatieve waarde bij koude temperatuur ligt steeds lager dan bij normale temperatuur. Het andere

kleiner in koude toestand van de veer dan in normale toestand.

Aldus is het bijvoorbeeld mogeli jk, onder gebruikmaking van een hulpveer 22 uit gewoon veerstaal en een veer 23 uit geheugenlegering een variante toe te passen volgens Figuur 3. In rusttoestand is het buisvormig lichaam 6 naar zijn uiterste toestand links ver-

op druk

schoven, zijn hulpveer 22 en veer 23 op trek opgespannen, en veer 23

koude temperatuur. Bij aanschakelen van de pompdruk aan de ingang, wordt veer 22 ingedrukt, terwijl hulpveer 23 verder uitgerokken wordt, en het lichaam 6 komt in een middenste positie. En wanneer de veer dan plots koud wordt, wordt die langer en laat de veer 22 iets verder ingedrukt worden, naar de uiterst rechtse positie. Bij wegnemen van de pompdruk zet dan veer 22 zich uit terwijl veer 23 ont-

wordt, waar de klep weer gesloten is. En na enige tijd komt veer 23 weer boven de overgangstemperatuur en komt weer onder de initiële <EMI ID=43.1>

stand zoveel mogelijk ontspannen is.

In ieder geval is het afsluitsysteem van de klep aldus opgevat dat, wanneer het buisvormig lichaam 6 in zijn uiterste positie links naar de ingangszijde toe staat, de klep gesloten is, wanneer dit lichaam in de middenpositie staat, de klep open is, en wanneer bet

is. Dit kan men verkrijgen, zoals getoond op Figuur 1, met behulp van twee openingen 17 en 18 die slechts tegenover elkaar staan in de middenste positie, maar dit kan ook door andere mechanische middelen, al dan niet met aanvullende bewegende delen en veren, verkregen worden zoals getoond op Figuur 4.

In dit voorbeeld volgens Figuur 4 vormen de buisvormige stukken 31 en 32 samen het buisvormig omhulsel, en heeft men een gelijkaardig buisvormig lichaam 36 dat in dit omhulsel drie posities

een middenste positie (Figuur 4b) en een uiterste positie naar de uitgang 35 toe (Figuur 4c). Rond dit buisvormig lichaam hebben veer 37 en kraag 39 dezelfde funktie als veer 7 en 9 in Figuur 1. Ook hier is het buisvormig lichaam 36 gesloten langs de ingangszijde en bevat het een opening 48 in de zijwand. De geopende of gesloten stand van de

hulpveer 50, die op haar beurt eveneens coaxiaal rond het lichaam 36 loopt en dezelfde funktie heeft als hulpveer 20 op Figuur 2 zoals

tegen de binnenkant van het ringvormig stuk en aan de uitgangszijde tegen een kraag 53 van het omhulsel. Het ringvormig stuk 47 is concentrisch rond het buisvormig lichaam 36 gemonteerd en kan er axiaal over schuiven, maar niet verder dan tussen de twee uiterste standen

legering uitgevoerd zijn.

In rusttoestand staat de klep in de positie volgens <EMI ID=51.1> naar de ingangszijde toe. Dan is de klep gesloten, want het ring-

bracht, dan wordt, onder de invloed van deze voedingsdruk, het stuk 47 helemaal naar rechte verschoven (Figuur 4b) tegen de werking van veer
33 in. Dan wordt het buisvormig lichaam 36 naar een middenpositie geduwd, onder invloed van de voedingsdruk, en ook onder invloed van

bestaat. Op dit ogenblik staat, via dezelfde konstruktieve middelen als in Figuur 1 , de expansie-opening naar de expanaiekamer open, en &#65533; wanneer het ingangssignaal hier verschijnt zal op dezelfde manier de .veer 37 zijn reaktiekracht verliezen of verminderen, met bet gevolg dat het buisvormig lichaam naar zijn uiterste positie naar de uitgangszijde verder schuift onder invloed van veer 50. In die stand zorgt het stuk 47 er weer voor dat de klep gesloten is zoals getekend op Figuur 4c. Wanneer dan de voedingsdruk verwijderd wordt, dan drukt veer 33 het stuk 47 terug naar de rustpositie, en die neemt, met be- <EMI ID=54.1>

zoals boven beschreven.

In de hierbovengenoemde uitvoeringen is de helicoldale veer met overgangstemperatuur steeds coaxiaal rond het buisvormig lichaam gemonteerd, maar die kan ook gewoon coaxiaal zijn in het

gang AA van ingang naar uitgang getoond, maar de doorgang kan ook een bocht vertonen. Aldus kan men eveneens een uitvoeringsvorm hebben volgens Figuur 6.

61, 62 en 63 samen het vast omhulsel met een doorgang die niet meer recht ie, en met een ingangszijde 64 en uitgangszijde 65. Binnen in deze doorgang is er het buisvormig lichaam 66 dat kan schuiven in

vormig lichaam 66 hebben dezelfde onderlinge opstelling en funktie als de openingen 17 en 18 in de uitvoering volgens Figuur 1. De doorgang

ruimte 72, de cylindervormige ruimte 71 binnen in het cylindervormig lichaam 66, openingen 78 en 77, en de uitgang 65.

Aan het buisvormig lichaam 66 is axiaal een stang 80 bevestigd die loopt tot binnen in een expansiekamer 70, gevormd in het

kan aangesloten worden, en de ingang naar de expanaiekamer is verder,

afgedicht door een klep 73 die op de stang 80 bevestigd is en de opening afsluit waardoor de stang doorheen het vaste stuk 68 gevoerd wordt. De speling tussen stang 80 en deze laatste opening doet diens als expansie-opening voor expansiekamer 70. Deze kamer bevat ook een

stang 80 nog een tweede klep 76 die deze opening zal afsluiten wanneer de stang in de uiterste stand naar de uitgangszijde toe zal komen. Veer 79 in de ingangaruimte 72 heeft dezelfde rol als veer 2C in Figuur 2.

De werking is analoog zoals die van Figuur 1. In rusttoestand staat de klep zoals getekend op Figuur 6. Wanneer de pomp wordt aangekoppeld, zal de voedingsdruk het buisvormig lichaam 66, tegen veren 67 en 72 in, doen verschuiven totdat openingen 77 en 78

vormig lichaam 66 komt in de uiterste stand naar rechts, naar de uitgangszijde toe, waardoor de klep weer gesloten wordt. Terzelfdertijd zorgt klep 76 eveneens voor het afsluiten van de ingang van de

wijl de expansie een afkoeling teweegbrengt tot minstens -50[deg.]C. Voor de veer kan men hiertoe bijvoorbeeld een ternaire Cu Al Zn-

Het is ook mogelijk de toegang van de expansie-opening naar de expansiekamer te besturen door andere middelen dan die getoond op Figuren 1 en 4. Zo kan de expansie-opening 56 (Fig. 5)

die het ventiel in de richting van de expansiekamer drukt. De top van dit ventiel steekt uit in de expansiekamer en wordt ingedrukt door een nok 59 op het buisvormig lichaam, en die nok is zodanig gepositionneerd dat de nok het ventiel slechts indrukt wanneer het buisvormig lichaam in zijn middenste positie staat.

strikte betekenis worden gegeven alsof een cylindervormige buitenen binnenmantel noodzakelijk zou zijn, inzover het omhulsel dezelfde funktie vervult. Eveneens heeft het begrip "buisvormig lichaam" geen strikte betekenis, inzover er een axiale richting kan onverscheiden worden waarmee een helicotdale veer coaxiaal

kan zijn. Eveneens moet die veer niet helicoldaal zijn in de strikt geometrische zin, dit wil zeggen cylindrisch, maar mag ook'kegel-

axie.le richting is waarin de veer zich kan expanderen en inkrimpen.

Eveneens kan de vakman uit zijn ervaring genoeg middelen halen on ervoor te zorgen dat de klep open en gesloten is in de gegeven posities van het buisvormig lichaam, zonder dat deze middelei

Claims

CONCLUSIES :

1. Voedingeklep voor een reservoir met vloeibaar gemaakt gas, bevattende een omhulsel waarbinnen zich een doorgang bevindt <EMI ID=70.1>

lichaam, en opgesteld is in een expansiekamer voor koudeverwekkende vloeistof, welke veer bestaat uit een vormgeheugenlegering waarvan de terugroepende kracht, gemeten in de tegengestelde zin van de ingangsdruk, van een lagere naar hogere relatieve waarde overgaat bi; het overschrijden van een overgangstemperatuur, lager dan kamertempe ratuur, en omgekeerd, waardoor dit lichaam bij afwezigheid van voedingsdruk en bij kamertemperatuur van de veer in een uiterste

<EMI ID=71.1>

onder de overgangstemperatuur in een uiterste positie naar de uitgar zijde toe, waarbij de klep in beide uiterste posities gesloten, en : de middenpositie open is.

2. Voedingsklep volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het omhulsel een in hoofdzaak recht buisvormig omhulsel is met een axiale doorgang waarbij het buisvormig lichaam axiaal schuifbaar is

<EMI ID=72.1>

lichaam is opgesteld.

3. Voedingsklep volgens conclusie 2, met het kenmerk dat

<EMI ID=73.1>

steld, met de kant naar de ingangszijde, reapektievelijk uitgangszijde, toe, aanleunt tegen een kraag die solidair is met het buisvormig lichaam, respektievelijk met het buisvormig omhulsel, en da

<EMI ID=74.1> vormig lichaam zich in de uiterste positie naar de ingangszijde bevindt.

4.. Voedingsklep volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klep nog een bijkomende veer bevat, die bij een beweging van het

<EMI ID=75.1>

6. Voedingsklep volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de vormgeheugenlegering een Cu-Zn-Al-legering is.