DK161539B - Koelemaskine-koeleanlaeg - Google Patents

Description

i

DK 161539 B

Opfindelsen angår en hjælpekraftstyret fordampertryk-regule-ringsventil for et køleanlæg, som har en kondensator, en ekspansionsventil og en fordamper, med en i sugeledningen liggende, fordamperen efterkoblet hovedventil, hvis lukke-5 stykke i åbningsretning kan bevæges af en fjeder og i lukkeretning af et hjælpetryk, med en hjælpeventil til styring af hjælpetrykket, hvis åbningstværsnit kan styres i afhængighed af fordampertrykket, med en hjælpeledning, som er forbundet med en et højere tryk førende, første tilslutning og med en 10 et lavere tryk førende, anden tilslutning af køleanlægget, hvilken anden tilslutning er anbragt efter hovedventilen, og med et fast drosselsted i hjælpeledningen.

Ved en kendt hjælpekraftstyret fordampertryk-reguleringsven-til af denne art (US-PS 4 442 680) er det af hjælpeventilen 15 dannede drosselsted forankoblet og en magnetventil til spærring af hjælpeledningen efterkoblet det faste drosselsted.

Ved stigende fordampertryk bevæges hjælpeventilen i lukkeretning. På sit sæde er der anbragt en not, som ved lukket hjælpeventil danner en bypass-drossel. Denne tillader også 20 ved lukket hjælpeventil en forbindelse fra dens tilslutning med højere systemtryk til hjælpetrykkammeret, for at hovedventilen kan lukkes, når den som magnetventil udformede spærreventil lukkes. Det over hjælpeledningen strømmende kølemiddel kræver en vis styreeffekt i form af et kølemiddel-25 forbrug, som reducerer køleeffekten.

Sådanne trykreguleringsventiler anvendes især i køleanlæg i supermarkeder, hvor flere individuelle fordampere ligger parallelt, og enkelte skal adskilles fra sugeledningen ved optøning. Her arbejder hovedventilen som reguleringsventil og 30 desuden som spærreventil.

En ventil, der danner et drosselsted,·er fx kendt fra DE-AS 10 92 940.

2

DK 161539 B

Formålet med opfindelsen, ved en fordampertryk-regulerings-ventil af den i indledningen beskrevne art, er at holde den til styringen af reguleringsventilen nødvendige kølemiddel-mængde mindre.

5 Denne opgave løses ifølge opfindelsen som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Ved denne konstruktion går man ud fra den overvejelse, at køleanlæg under en stor del af deres driftstid kører med ringe belastning, og at større belastninger kun optræder, 10 når nye produkter lægges på lager, eller når en optøningsperiode var slut. Ifølge opfindelsen aftager ved stigende belastning drosselmodstanden i hjælpeledningen, og styreeffek-ten tiltager. Dette er i modsætning til den kendte konstruktion.

15 Som følge heraf arbejdes under den største del af driftstiden med ringe styreeffekt. Da den mindste styreeffekt svarer til den mindste belastning og dermed til den mindste køleeffekt, opnår kompressoreffekten ved ringe belastning overordentlig lave værdier. Alt i alt kan kølevæskens tab, som op- 20 står ved strømningen over hjælpeledningen, reduceres med mere end 90%. Dertil kommer, at man kan give afkald på en by-pass-drossel på hjælpeventilen, fordi hjælpekraftkammeret permanent over den faste drossel står i forbindelse med tilslutningen med højere systemtryk.

25 Det er særlig gunstigt, når det faste drosselsted er dannet af mindst to i serie koblede drosselboringer med mellemkoblet kammer med større tværsnit. På denne måde opnår man de ønskede drosselmodstande uden at skulle give drosselboringen en for stor længde eller en for lille diameter.

30 Fortrinsvis er der sørget for, at hovedventilens lukkestykke er del af et stempel, hvis sædegennemgangen afdækkende flade 3

DK 161539 B

er mindre end den for hjælpetrykket udsatte flade og er omgivet af en ubalanceret flade, som udgør 10 - 35%, fortrinsvis 24%, af den sædegennemgangen afdækkende flade. Den uba-lancerede flade påvirkes under drift af et af trykfald for-5 mindsket tryk, således at en større lukkekraft virker på lukkestykket. Herved forringes fordampertrykændringen, som er nødvendig for at bevirke en drosling af hovedgennemstrømningen. Derfor holdes fordampertrykket nærmere ved børværdien, nar fordamperens kølebelastning ændres. Derudover sørger 10 den ubalancerede flade for, at ved optøning ved hjælp af varmgas er der en for den sikre lukning af hovedventilen tilstrækkelig lukkekraft til stede.

En simpel to-vejs-magnetventil kan anvendes som spærreventil .

15 Opfindelsen tillader også en konstruktion, ved hvilken hjælpeventilens lukkestykke er dannet af en ventilstift, som er forbundet kraftoverførende med udgangsleddet af en membran-trykdåse, hvis membran i åbningsretning er belastet af fordampertrykket og i lukkeretning af en børværdi-fjeder. An-20 vendeisen af den direkte styrede ventilstift betyder en betydelig konstruktiv forenkling.

Konstruktivt anbefales en ventilhus-overdel, som har en aftrappet længdeboring og to aksialt mod hinanden forskudte, diagonalt ikke-gennemgående tværboringer, hvorved indgangs-25 tværboringen udmunder i det et hjælpekraftkammer dannende længdeboringsafsnit med større diameter og optager en tilslutningsstuds med indbygget fast drosselsted, samt udgangstværboringen udmunder mellem længdeboringsafsnittet med middel-diameter, som optager en indsats med hjælpeventilens sæ-30 de, og længdeboringsafsnittet med mindre diameter, som fører hjælpeventilens lukkestykke. En sådan overdel kan let fremstilles og monteres. Kun hjælpekraftkammeret behøver at bringes i forbindelse med hovedventilen.

DK 161539B

4

Dette kan opnås på særlig enkel måde ved, at et med hoved-ventilhuset forbundet ventilhusdæksel med en studs begrænser hjælpekraftkammeret og har en aftrappet dæksel-længdeboring, at der som hovedventilens lukkestykke er anbragt et diffe-rentialstempel, som er ført i den aftrappede dæksel-længde-5 boring, og at kanaler forbinder de ved hjælp af aftrappet boring og stempel dannede differentialrum med hjælpekraft-kammeret. Ventilhus-overdelen overgriber studsen, fra hvilken differentialstemplet med sit afsnit med mindre diameter udgår.

10 For at udligne toleranceforskelle kan hjælpeventilens sæde være aksialt indstillelig.

Med fordel er drosselstederne efterkoblet en spærreventil i hjælpeledningen. Ved lukning af spærreventilen kan hovedventilen derfor lukke meget hurtigt - ligesom en magnetventil.

15 Kølemiddelforbruget reduceres derved i stor udstrækning til nul efter frakoblingen.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af et på tegningen vist, foretrukket udførelseseksempel,, der viser i 20 fig. 1 kredsløbet for et køleanlæg med fordampertryk-re-guleringsventilen ifølge opfindelsen og fig. 2 et delsnit gennem en sådan ventil.

Fig. 1 viser et køleanlæg, ved hvilket en motorkompressor 1 leverer kølemiddel over en trykledning 2 til en kondensator 25 3, som en akkumulator 4 for flydende kølemiddel er efterkob let. Over en ekspansionsventil 5 når det flydende kølemiddel til en fordamper 6, som over en sugeledning 7 er forbundet med motorkompressoren 1.

DK 161539B

5

En fordampertryk-reguleringsventil 8 har en hovedventil 9 i sugeledningen 7, hvor hovedventilen 9 er forsynet med et hjælpekraftkammer 10. Til opnåelse af hjælpekraften er der anbragt en hjælpeledning 11, som fører fra et højere system-5 tryk førende tilslutning, fx en tilslutning a på akkumulatorens 4 damprum eller en tilslutning b på trykledningen 2, til en tilslutning c bag hovedventilen. Hjælpeledningen har i serieforbindelse efter hinanden et fast drosselsted 12 og en hjælpeventil 13. På et derimellem liggende udtag 14 fås 10 på grund af trykfaldene et mellemtryk, som bestemmer hjælpekraften. Der er efterkoblet en to-vejs-magnetventil 15, som tillader at spærre hjælpeledningen 11.

Hjælpeventilen 13 styres i afhængighed af fordampertrykket, som over en styreledning 16 tilføres et trykkammer 17. I 15 modsat retning virker en indstillelig børværdi-fjeder 18.

Ved stigende fordampertryk tiltager hjælpeventilens 13 åbningstværsnit. Som følge deraf aftager mellemtrykket på udtaget 14 og dermed hjælpekraften i hjælpekraftkammeret 10.

Den i lukkeretning af hjælpekraften og i åbningsretning af 20 en fjeder 19 belastede hovedventil 9 får derfor et større åbningstværsnit. Dette fører til en sænkning af fordampertrykket til den ønskede børværdi. Omvendt er reguleringsforløbet ved for lavt fordampertryk.

Ved ringe fordamperbelastning falder fordampertrykket, såle-25 des at såvel hjælpeventilen som hovedventilen bringes i nærheden af lukkestillingen. Tilsvarende ringe er da tabseffekten af det over hjælpeledningen 11 strømmende kølemiddel.

Ved stor belastning og tilsvarende højt fordampertryk kan hovedventilen 9 derimod åbnes helt.

30 Magnetventilen 15 lukkes vilkårligt, når fordamperen 6 skal optøs. Ved hjælp af hjælpeledningens spærring opbygges nemlig i hjælpekraftkammeret 10 det fulde højere systemtryk, som lukker hovedventilen 9. I mangel af kølemiddelcirkulati

DK 161539 B

.6 on eller som følge af varmgastilførsel fås optøningsprocessen.

Ved den i fig. 2 viste konstruktive udformning benyttes for tilsvarende dele de samme henvisningsbetegnelser som i fig.

5 1.

Et ventilhus 20 har et ventilsæde 21 for hovedventilens 9 lukkestykke 22. En skrue 23 bærer en fjedertallerken 24 til understøtning af åbningsfjederen 19. Lukkestykket 22 er udformet ved et differentialstempel 25, som er ført i en af-10 trappet længdeboring 26 af et ventilhusdæksel 27, som under mellemkobling af en tætning 28 er fastgjort til hovedventil-huset 20. Differentialstemplet 25 har en aksialboring 29 og en radialboring 30, ved hjælp af hvilke et differentialrum 31, som er dannet mellem differentialstemplets 25 aftrapning 15 og differentialboringens 26 aftrapning, er forbundet med hjælpekraftkammeret 10. Dette differentialrum er ved hjælp af en tætning 32 tætnet hen mod ventilrummet 33.

Stempeltværsnittet belastes derfor over sin samlede flade A af hjælpetrykket. Denne flade A er større end den sædegen-20 nemgangen afdækkende flade B. Der forbliver altså en ringflade C, som er ubalanceret, fordi den ikke er påvirket med fordampertrykkét, men med et i forhold hertil formindsket tryk.

Under mellemkobling af en tætning 34 er der på en studs 35 25 af dækslet 27 påskruet en hus-overdel 36. Denne har en aftrappet længdeboring 37 samt en indgangs-tværboring 38 og en udgangs-tværboring 39. Indgangs-tværboringen 38 udmunder i det hjælpekraftkammeret 10 dannende længdeboringsafsnit med større diameter. Den optager en tilslutningsstuds 40, i 30 hvilken to drosselindsatse 41 og 42 er indsat. Hver drossel-indsats har et kammer 43 og en drosselboring 44. Udgangstværboringen 39 udmunder mellem et længdeboringsafsnit med 7

DK 161539 B

middel-diameter, som optager en indsats 45 til dannelse af hjælpeventilsædet 46, og et længdeboringsafsnit med mindre diameter, som fører hjælpeventilens 13 stiftformede lukkestykke 47. Indsatsen 45 er skruelig, således at sædets 46 5 aksiale stilling kan indstilles. I udgangs-tværboringen 39 er der indskruet en tilslutningsstuds 48, som bærer magnetventilen 15.

Oven på overdelen 36 er der anbragt en trykdåse 49, som har en membran 50. Denne belastes ovenfra af den indstillelige 10 børværdi-fjeder 18 og nedenfra af fordampertrykket i tryk kammeret 17. Den virker over et udgangsled 51 på hjælpeventilens stiftformede lukkestykke 47.

Ved hjælp af kanalerne 29 og 30 opnås, at differentialstem-plets 25 samlede tværsnit påvirkes af trykket i hjælpekraft-15 kammeret 10. I modsat retning virker fordampertrykket og åbningsfjederen 19. Det giver derfor ingen vanskeligheder at vælge mellemtrykket således, at den ønskede åbningsstilling opnås. Hvis hovedventilen 9 er lukket, formindskes den af fordampertrykket påvirkede flade af lukkestykket. Lukkestil-20 lingen forbliver derfor med sikkerhed opretholdt. Hvis magnetventilen 15 lukker, kan kondensatortrykket opbygges i hjælpekraftkammeret 10, således at selv meget høje fordampertryk ikke kan åbne hovedventilen.

Alt i alt fås derfor en konstruktiv og fremstillingsmaessig 25 meget enkel konstruktion. Selvfølgelig kan der i mange henseender afviges fra de viste konstruktionskendetegn uden at forlade opfindelsens grundtanke. Således kan de faste drosselsteder 12 og hjælpeventilen 13 være anbragt adskilt fra hovedventilen 9. Man behøver da kun at anbringe en mellem-30 trykket førende ledning fra udtaget 14 til hjælpekraftkammeret 10. Ekspansionsventilen 5 kan også være erstattet af et drosselsted.

Claims (8)

1. Hjælpekraftstyret fordampertryk-reguleringsventil (8) for et køleanlæg, især for køleanlæg i supermarkeder, som har en kondensator (3), en ekspansionsventil (5) og en fordamper (6), med en i sugeledningen (7) liggende, 5 fordamperen (6) efterkoblet hovedventil (9), hvis luk kestykke (22) i åbningsretning kan bevæges af en fjeder (19) og i lukkeretning af et hjælpetryk, med en hjælpeventil (13) til styring af hjælpetrykket, hvis åbningstværsnit kan styres i afhængighed af fordampertrykket, 10 med en hjælpeledning (11), som er forbundet med en et højere tryk førende, første tilslutning (a, b) og med en et lavere tryk førende, anden tilslutning (c) af køleanlægget, hvilken anden tilslutning (c) er anbragt efter hovedventilen (9), og med et fast drosselsted 15 (12) i hjælpeledningen (11), kendetegnet v e d, at det faste drosselsted (12) er anbragt mellem den første tilslutning og hjælpeventilen (13), og at der mellem det faste drosselsted (12) og hjælpeventilen (13) befinder sig et tilslutningssted (14) til udtagel-20 se af hjælpetrykket for hovedventilen (9), og at hjæl peventilen (13) åbner ved forøgelse af fordampertrykket.

2. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det faste drosselsted (12) 25 er dannet af mindst to i serie koblede drosselboringer (44) med mellemkoblet kammer (43) med større tværsnit.

3. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet v e d, at hovedventilens (9) _ lukkestykke (22) er del af et stempel, hvis sædegennem- 30 gangen afdækkende flade (B) er mindre end den for hjæl petrykket udsatte flade (A) og er omgivet af en ubalan- DK 161539 B ceret flade (C), som udgør 10 - 35%, fortrinsvis 24%, af den sædegennemgangen afdækkende flade.

4. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at hjælpeventilens 5 (13) lukkestykke (47) er dannet af en ventilstift, som er forbundet kraftoverførende med udgangsleddet (51) af en membran-trykdåse (49), hvis membran (50) i åbningsretning er belastet af fordampertrykket og i lukkeretning af en børværdi-fjeder (18).

5. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved en ventilhus-overdel (36), som har en aftrappet længdeboring (37) og to ak-sialt mod hinanden forskudte, diagonalt ikke-gennemgå-ende tværboringer (38, 39), hvorved indgangs-tværborin-15 gen udmunder i det et hjælpekraftkammer (10) dannende længdeboringsafsnit med større diameter og optager en tilslutningsstuds (40) med indbygget fast drosselsted (12), samt udgangs-tværboringen udmunder mellem længdeboringsafsnittet med middel-diameter, som optager en 20 indsats (45) med hjælpeventilens (13) sæde (46), og længdeboringsafsnittet med mindre diameter, som fører hjælpeventilens lukkestykke (47).

6. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge krav 5, kendetegnet ved, at et med hovedventilhuset (20) 25 forbundet ventilhusdæksel (27) med en studs (35) be grænser hjælpekraftkammeret (10) og har en aftrappet dæksel-længdeboring (26), at der som hovedventilens (9) lukkestykke er anbragt et differentialstempel (25), som er ført i den aftrappede dæksel-længdeboring, og at ka-30 naler (29, 30) forbinder de ved hjælp af aftrappet bo ring og stempel dannede differentialrum (31) med hjælpekraf tkammeret (10). DK 161539 B

7. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge et af kravene 1-6, kendetegnet ved, at hjælpeventilens (13) sæde (46) er aksialt indstillelig.

8. Fordampertryk-reguleringsventil ifølge et af kravene 5 1-7, kendetegnet ved, at drosselstederne (12) er efterkoblet en spærreventil (15) i hjælpeledningen (11).