DK164240B - Reduktionsventil - Google Patents

Description

i

DK 164240 B

Den foreliggende opfindelse angår en reduktionsventil med en indgangskanal, en udgangskanal og en ventilåbning med et på indgangssiden fjederbelastet venti11egerne« hvis ventilstødstang strækker sig gennem ventilåbningen og ved 5 en stempelstang ligger an mod en ved ventilens aktivering bevægelig tværflade, og hvor den fra ventilåbningen ud— trædende mediestrøm er rettet mod den bevægelige tværflade.

Ved reduktionsventi 1 er af denne art indstilles me— 10 dietrykket på primærsiden til et ved sekundærsiden forudbestemt tryk ved anvendelse af ændring af åbningstværsnit— tet ved hjælp af et af mediet selv aktiveret ventillegeme.

Fra USA-patentskrift nr. 3,701,599 kendes der en omkoblende ventil, der mellem en stempelstang og en stem-15 pelribbe er indrettet med en overgang i form af en for— tykkelse, som dog ikke befinder sig anordnet i området for mediet, der strømmer gennem ventilen, men befinder sig anordnet i et dæmpningskammer med konstant volumen. Dæmp— ningskammeret tjener alene til at dæmpe det hurtigomkob— 20 lende ventillegemes bevægelse, idet fortykkelsen tjener som drosselorgan for mediet, der strømmer ud fra dæmp-ni ngskammeret .

Fra tysk patentskrift nr. 622.913, fra tysk patent-skrift nr. 14.633 samt fra USfi-patentskrift nr. 1,950,728 25 kendes der ventilstyringer til dampmaskiner samt en høj— tryks-vandlednings-venti1 med til ventilsædet tilpassede ventilplader, hvor ventilens åbningsbevægelsesretning svarer til vandets strømningsretning. Samtlige ventiler er endvidere indrettet med en stiv forbindelse mellem styre— 30 stemplets stempelstang og venti 1stødstangen.

Endvidere kendes der en direkte aktiveret reduktionsventil, hvor en af sekundærtrykket påvirket del, f.eks. en membran, direkte aktiverer venti11egernet. Endvidere kendes der en med en føringsventil indrettet reduktionsventil, 35 hvor en direkte påvirkelig ventil tjener som føringsven- 2

DK 164240 B

til, og hvor hovedventilens ventillegeme aktiveres i afhængighed af et indstilleligt tryk (fig, 9).

Ifølge norm HASS-i06-i978 ("Heating Air-Conditioning and Sanitary Standard") defineres følgende terminologi: 5 Mindste regulerbare Strømningsrate: Laveste strøm ningsrate i en reduktionsventil, ved hvilken der endnu lader sig opretholde en til stadighed foreliggende strømnings-ti i stand -

Aktivitet fremkaldende tryk: Trykket på sekundærsiden 10 ved den mindste regulerbare strømningsrate.

Trykforskel: Trykforskellen imellem på sekundærsiden det aktivitet fremkaldende tryk og på sekundærsiden det tryk, som ændrer sig, idet ændringen proportionalt følger en målestok, der svarer til den, hvormed gradvist, ved 15 konstant tryk på primærsiden, strømningsraten ændrer sig fra den mindste regulerbare strømningsrate til den indstillede strømningsrate for reduktionsventilen.

Angivne strømningsrate: Den maximale strømningsrate, der lader sig opnå under foreliggen af konstant tryk på 20 primærsiden og ved foreliggen af en bestemt trykforskei.

De sædvanlig kendte reduktionsventilers strømnings-rate er kendetegnet på basis af en forholdsvis stor trykforskel samt en forholdsvis lav angivet strømningsrate.

Den foreliggende opfindelse har til opgave at til— 25 vejebringe en forbedret aktiveringsfølsomhed og en forbedret strømningskarakteristik for ventilen samt navnlig at tilvejebringe en reduktionsventil, der udmærker sig ved foreliggen af en lav trykforskei og en høj angivet strømningsrate.

30 Konstruktionsmæssigt burde begrænsningen i strørn- ningsrate kunne føres tilbage til den kendsgerning, at ved nedad—bevægelse af stempelstangen, der aktiverer ventillegemet, påvirkes ventillegemet af mediet, der strømmer gennem ventilåbningen, og venti11egernet trykkes opad, 35 hvorved det begynder at vibrere.

3

DK 164240 B

Med henblik på opnåelse af en forbedring af strømningskarakteristikken resterer - der den nødvendighed« at stabilisere kommunikations-forbindelsen mellem ventil aktiveringselement et og venti Ilegemet.

5 Dette er ved en reduktionsventil af den indlednings vis angivne art ifølge opfindelsen tilvejebragt derved, at overgangen mellem den ved ventilens aktivering bevægelige tværflade, der f.eks. hører til et stempel eller til en membran, og stempelstangen, som overfører stempelbevægel— 10 sen til ventillegemet, udviser en uoad-hvælvet overflade, hvilken overflade kan være sammensat af del—flader.

I tilfælde af en direkte arbejdende reduktionsventil drejer det sig om overgangen mellem en membran og ventil-spindelen, og i tilfælde af en reduktionsventil med en 15 føringsventil drejer det sig om overgangen mellem stempelundersiden og stempelstangen.

Fortrinsvis udviser overgangen en kalot—formet over— flade. Herved kan overgangen være udformet som værende enten noget større eller også noget mindre end en halv-20 kugle eller også svare i form til en halvkugle, der er udformet med en cylinderformet forlængelse.

Den samme virkning lader sig oqså opnå ved hjælp af en hvælvet udformet overflade, der er udformet forløbende udad-hvælvet fra en konisk udformet overflade, f.eks. i 25 form af en overflade med elliptisk profil. Sådanne hvælvede flader falder i den foreliggende sammenhæng ind under en begrebsmæssig udtryksform, der lader sig samfatte med et udtryk som "hovedsagelig halvkugleformet overflade".

Overgangens hvælvede form mellem den bevægelige 30 tværflade og stempelstangen lader sig tilvejebringe ved bøjning i én retning af en plan flade eller ved bøjning til en kalot-formet eller elliptisk formet flade. Ved forbindelsesstedet mellem de delflader, der tilsammen danner den hvælvede flade, fremkommer der en kant, der kan 35 lade sig afrunde.

4

DK 164240 B

Ved en ventil ifølge den foreliggende opfindelse ankommer mediestrømmen direkte til den ved ventilens aktivering bevægelige tværflade; strømmen rammer herved mod den krummede overgang og strømmer langs dennes over— 5 flade.

I der« hvælvede overgangs nedre del, dvs. i tværfladens område, tiltager strømningshastigheden, og det statiske tryk er lavt. Omvendt er i den øvre deis område strømningshastigheden lav, og det statiske tryk er højt. Som 10 følge heraf trækkes den bevægelige tværflade og stempel-stangen, respektivt ventiIspindelen, nedad, dvs. i retning af ventilåbningen. Med andre ords Det tryk, der hidrører fra mediestrømmen, der forlader venti iåbningen, indvirker ikke på den bevægelige tværflade umiddelbart, men derimod 15 let dæmpet og delvis absorberet, nemlig som følge af det på den tidligere anførte måde ved den ifølge opfindelsen udformede overgang indstillede trykforskel, som langs et tilsvarende vejlængde—stykke bevirker bortbevægelse af ventillegemet i retning bort fra venti 1åbningen respektivt 20 tilvejebringer et tilsvarende større åbnings—tværsnit.

Den hvælvede overgang opfører sig selv—centrerende i forhold til mediestrømmen, der forlader ventilåbningen.

Rent faktisk strømmer der medium ved overgangens meridian øjeblikkeligt med samme hastighed langs overgangens sam-25 lede overflade, når overgangens akse falder sammen med mediestrålens akse. Ved en i forhold hertil afbøjet me— diestrøm er strømningshastigheden ved overgangens overflade derimod forskellig, således at der tilvejebringes et uregelmæssigt statisk tryk, og overgangen trykkes ind i 30 stråisaksen. Som følge heraf kan den bevægelige tværflade hørende til ventilaktiveringen og stempelstangen uden vibration eller opståen af hældning bevæges langs mediestrømmens midterakse, og der resulterer ringe svingninger i sekundærtrykket samt en 1av trykforskel. Eftersom den 35 ved ventilens aktivering bevægelige tværflade og stempel 5

DK 164240 B

stangen bevæger sig regelmæssigt og tilstrækkelig langt i retning af venti 1 åbningen, tilvejebringes der ifølge opfindelsen en lav trykforskel og en høj strømningsrate.

Herudover vari erer på sekundærsi den trykket kun 5 ganske lidt, da den bevægelige tværflade og stempelstangen næppe vibrerer og kun er underkastet ringe diagonalkræf— ter. Endvidere er stemplets og cylinderens samt ventillegemets og ventilsædets gi ideflader kun udsat for et lavt slid, således at der er tilvejebragt lang levetid og høj 10 grad af pålidelighed.

Udførelsesformer ifølge opfindelsen beskrives i nærmere enkeltheder i det følgende under henvisning til tegningen, hvor:

Fig. 1 viser et længdesnit igennem et ifølge den fo— 15 religgende opfindelse udformet stempel; fig. 2—4 viser længdesnit igennem yderligere ifølge opfindelsen forskelligt udformede stempler; fig. 5 viser stemplet ifølge fig. 4 set franeden; fig. ά viser set fra siden stemplet ifølge fig. 5 i 20 retning vinkelret på linien III-III i fig. 5; fig. 7-8 viser to stempler set franeden; og fig. 9 viser længdesnit gennem en sædvanlig kendt reduktionsventi 1.

De viste stempler har en stempelstang 1, en stempel-25 bund 2, hvælvede flader 10, 20 og 30, overgange 45, 75, 85 med hvælvet overflade eller hvælvede delflader 47, 77, 87.

Ventilen består af en reduktionsventil 101, en dampudskiller 102 og en udgangsventil 103.

Et ventilhus 110 omfatter en indgangskanal 112, en 30 ventil åbning 114 og en udgangskanal 116. Indgangskanalen tilsluttes til en højtryksmedie-kilde, og udgangskanalen tilsluttes til en forbruger for lavtryksmedium. Ventilåbningen 114 er udformet som ventilsæde, mod hvilket der anligger en ventilplade 118, som står under indvirkning af 35 en spiralfjeder.

6

DK 164240 B

Et frem— og tilbagebevægeligt stempel 120 befinder sig anordnet i en cylinder 122 og har en stempelstang 1, der står i kontakt med en til ventiIpiaden 110 hørende ventilstødstang 115 og strækker sig ind i ventiiåbningen 5 114. Stemplet 114 er indrettet med omkredsnoter 14, 15 -for tætningsringe 12, 13, og i stempiets bund 2 er der indrettet en åbning 11. En gennemgangskanal 124 -forbinder indgangskanalen 112 med rummet over stemplet 120, dvs. med stempel kammeret, og indeholder en -føringsventil 120.

10 Mellem -flanger 130, 132 strækker der sig en membran 120. Rummet under membranen er via en sekundærtrykspassage 134 forbundet med udgangskanalen 110.

En til føringsventil 126 hørende ventilspindel 136 's fri ende befinder sig i kontakt med membranen 120 's nedre 15 overflades centrum. Membranen 120 's overside står via en skive 130 under indvirkning fra en tilbageføringsfjeder 140, hvis fjederforspænding lader sig indstille ved hjælp af en i huset 110 anbragt indstil iingsskrue 144.

Ved ud— og inddrejning af indstil!ingsskrue 144 lader 20 kraften sig ændre, hvormed membranen 128 trykkes nedad.

Imod kraften udøvet af fjederen 140, betragtet somre-ferencestørreise, bevæger membranen 128 sig i afhængighed af det på membranens underside indvirkende sekundærtryk og bevæger herved føringsventilen 126 's ventiispindei 136 og 25 respektivt åbner eller lukker føringsventilen- I overensstemmelse hermed gøres medietrykket på primærsiden i stemplet 120 's stempelkammer virksomt og forskyder hoved-ventilens ventilplade 113, således at medium fra indgangskanalen 112 kan strømme gennem venti iåbningen 114 til ud-30 gangskanalen 116. Formindskes medietrykket på sekundærsiden, da forøges automatisk ventilåbningen 114 's åbnings-tværsnit, medens der sker formindskelse af åbningstværs— nittet, når der indtræder trykstigning på sekundærsiden.

Under ventilåbningen 114 befinder der sig en cylinder 35 146, mellem hvilken Dg ventilhuset 110 der foreligger et 7

DK 164240 B

ringrum 148. Ringrummets øvre del står via et konisk •filter 150 i -forbindelse med indgangskanalen 112, medens dets nedre del for dettes øvre dels vedkommende forløber over i et udskillekammer 152. Udski1 iekammeret 152 's øvre 5 del står via cylinderen 146 's indre rum i forbindelse med ventil åbningen 114. I ringrummet 148 befinder der sig en ledeskovl 154, der omfatter i det mindste en hældende forløbende væg, som er bestemt til tilvejebringelse af en hvirvelbevægelse i mediet.

10 Ledeskovlen 154 styrer mediestrømmen bort fra ind gangskanalen 112 ind i ringrummet 148, hvorfra mediestrømmen ankommer til venti iåbningen 114. På denne måde tilvejebringes der bortledning af mediestrømmen centrifugalt i retning mod ventilhusets indervæg, og mediestrømmen 15 strømmer nedad gennem udski11ekammeret 152, medens i centrum, i hvirvelform, lettere gas strømmer bort opad gennem cylinderen 146 's indre og ankommer gennem venti 1åbningen 114 til udgang5kanaien 116.

I udski11ekammeret 152 's bund befinder der sig et 20 udgangsventilsæde 158, som fører til en udgangsåbning 156.

En svømmende kugle 160 befinder sig bevægelig anbragt i en fangkappe 164, hvis øvre del er forsynet med ventilationsåbninger 162. Den svømmende kugle 160 bevæger sig i afhængighed af vandstandsniveauet af det i kammeret 152 25 opsamlede udskilte vand og åbner eller lukker overens stemmende hermed en ventilåbning ved 158, således at vand, der samler sig i udski11ekammeret 152, automatisk strømmer bort.

Ved ventilstemplet 120 ifølge fig. 1 befinder der sig 30 mellem stempelstangen 1 og stempelbunden 2 en halvkugleformet overgang 10.

Stemplet 120 bærer i omkredsnoter 14, 15 i stempel-væggen 17, respektivt i den øvre cylindriske del af stemplet, stempelringe 12, 13, der er ført glidende i cylin-35 derhuset. Stempelbunden 2 er indrettet med en plan under— 9

DK 164240 B

side og er -forsynet med en åbning li. Stempelstangen i har cirkelformet tværsnit, og dens fri ende berører ventil— stødstangen 115 's øvre ende ved ventilpladen 118. Mellem stempelbunden 2 's underside og stempelstangen i forløber 5 der den halvkugleformede overflade 10, der i stemplets underside og i stempelstangen forløber over i form af en strube eller hals, der udviser ekstrem lille radius, eller over i form af en uforarbejdet strube eller hals.

Stemplet 120 's yderdiameter kan andrage 47 mm, 10 stempelstangens yderdiameter 7 mm, ventilåbningens inder— diameter og højde henholdsvis 20 mm og 16 mm, afstanden mellem stemplet 2 's underside og ventilpladen 118, når stempelstangen 1 berører venti 1stødstangen 15, 50 mm og den halvkugleformede flades radius 14 mm.

15 Ved den i fig. 2 viste udføre!sesform er overgangs- fladen mellem stempelbunden og stempelstangen udformet tre-f j erdedel—kug1eformet.

Stemplet 120 er ført glidende i cyiinderhuset og bærer i omkredsnoter 14, 15, respektivt i den øvre cylin— 20 driske stempel del, stempelringe 12 og 13. Stempelbunden er udformet med plan underside og er forsynet med en åbning 11. Stempelstangen 1 har cirkulært tværsnit og berører med den fri ende, respektivt med den nedre ende, ventilstødstangen 115 ved ventilpladen 118.

25 Stempelbunden, respektivt stemplets underside, og stempelstangen 1 er via en tre—fjerdedel—kugleformet flade 20 forbundet med hinanden. Denne kugleflade 20 forløber over i form af en strube eller hals i stempelbundens underside og tiivejebinger på denne måde en blød bort— 30 ledning af mediet. Derimod forløber kuglefladen 20 over i stempelstangen i form af en strube eller hals med ekstrem lille radius eller i form af en uforarbejdet strube eller hals.

Ved den i fig. 3 viste udføre!sesform forløber der 35 mellem stempelbunden og stempelstangen i en halvkugle— 9

DK 164240 B

cylindrisk -flade 30- Stemplet 120 bærer ligeledes i om-kredsnoter 14, 15 i væggen 17, respektivt i stempel 120 's øvre cylindriske del, stempelringe 12, 13- Stempelbunden har en plan underside og er -forsynet med en åbning il.

5 Stempel stangen i har et cirkulært tværsnit og berører med dens fri ende, respektivt med den nedre ende, ventilpladen 118 's stødstang 115.

Stemplets underside og stempelstangen i er via en cylinderflade 39 forbundet med hinanden, idet cylinderfla-10 den 39 mod stempelstangen 1 forløber over i en halvkugleflade 30. Halvkugiefladen 30 forløber over i stempelstangen 1 i form af en strube eller hals med meget lille radius eller i form af en ikke-forarbejdet strube eller hals.

15 Ved udførel sesformerne ifølge fig. 4 — 6 består over gangen mellem stempelundersiden og stempelstangen af seks udad-hvælvede del-flader.

Stemplet 120 er glidende ført i cylinderhuset og bærer i omkredsnoter 14, 15 i den øvre cylindriske stempel-20 del stempelringe 12, 13. Stempeibunden 2 er udformet med en plan underside og er forsynet med en åbning 11. Stempelstangen 1 har cirkulært tværsnit, og dens nedre, respektivt fri, ende berører ventilpiaden 118 's stødstang 115.

25 Stempelbundens underside og stempel stangen 1 er også her forbundet med hinanden via en hvælvet udformet flade 45. Denne flade består af seks hvælvet udformede del flader, som ved overgangen til stempelstangen forløber sammen og berører hinanden langs kanter 49. Samtlige delflader 47 30 er indbyrdes ens, ligger parvis overfor hinanden og er i cirkel form anordnet omkring stempelstangen i.

Ved udførelsesformen vist i tegningens fig. 7 er overgangen mellem stempelunderside og stempelstang udformet som fire udad-krummede delflader.

DK 164240 B

i o

Stempelbunden er udformet med en plan underside og er forsynet med .en åbning 11. Stempelstanger. i har cirkulært tværsnit, og dens nedre, respektivt fri, ende berører ventilpladen 118 's stødstang 15.

5 Stempelbunden og stempel stangen er forbundet med hin anden via en krummet flade 75. Denne flade består af fire, ud fra stempelbunden foriøbende, hvælvet udformede delflader 77, der berører hinanden langs kanter 79. Delfladerne 77 er indbyrdes ens, ligger parvis overfor hinanden og er 10 cirkelformet anordnet omkring stempelstangen i.

Ved udførelsesformen ifølge fig. S består overgangen mellem stempelbunden og stempelstangen af tre, udad hvælvet udformede delflader.

Stempelbunden 2 er udformet med en plan underside og 15 er forsynet med en åbning li. Stempelstangen 1 har cirkulært tværsnit, Dg dens nedre, respektivt fri, ende berører ventilpladen 118 's stødstang 115. Overgangen mellem stempelbunden 2 og stempelstangen 1 er udformet som en hvælvet overflade 85. Denne er udformet bestående af tre, 20 hvælvet udformede delflader 87, der forløber udgående fra stempelbunden og forløber sammen ved stempelstangen og endvidere berører hinanden langs kanter 89. Delfladerne 87 er indbyrdes ens udformet, er anbragt parvis overfor hinanden og er anordnet cirkulært overfor hinanden omkring 25 stempelstangen 1.

Ved udførelsesforroerne ifølge fig. 4 — 8 kan stem pel stangen også være udformet roed et uregelmæssigt tværsnit med en overflade bestående af delflader, der forløber indbyrdes, så de danner en vinkel roed hinanden.

30 Ved alle udførelsesformerne foreligger den en hvælvet udformet overgang mellem en bevægelig tværflade, dvs. stempelundersiden, og en ventiIspinde! i form af en stempel stang. I stedet for stempelundersiden kan der ved en ventil med direkte aktiveret ventillegeme foreligge en 35 membran som bevægelig tværflade.

Claims (6)

1. Reduktionsventil med en indgangskanal, en udgangs-kanal og en ventiiåbning med et på indgangssiden fjederbe-lastet venti 11egerne, hvis ventilstødstang strækker sig 5 gennem venti 1 åbningen og ved en stempelstang ligger an mod en ved ventilens aktivering bevægelig tvær-flade, og hvor den fra ventil åbningen udtrædende mediestrøm er rettet mod den bevægelige tværflade, kendetegnet ved , at overgangen mellem den ved ventilens aktive- 10 ring bevægelige tværflade (2) og stempelstangen (I) i forløbsretning bort fra stempelstangaksen er udformet med en udad-hvælvet overflade (10; 20; 30, 39; 45; 75; 95).

2. Ventil ifølge krav i kendetegnet ved, at overgangen er udformet roed en kalot-formet 15 overflade.

3. Ventil ifølge krav i eller 2 kendetegnet ved, at overgangen, forløbende ud fra ven-tilspindelen il), først og fremmest er udformet med en kalot-formet overflade, hvilken i forløbet mod den bevæge— 20 lige tværflade i2) forløber over i en cylindrisk delflade (39).

4. Ventil ifølge krav 1,2 eller 3 kendetegnet ved , at den hvælvet udformede flade er udformet bestående af en kalot-formet delflade, som forlø- 25 ber over i en cylindrisk delflade.

5. Ventil ifølge krav i kendetegnet ved , at den hvælvet udformede flade (45; 75; S5> er udformet bestående af flere, hvælvet udformede, cirkulært omkring ventiIspindel en (1) anordnede oq indbyrdes hoved— 30 sagelig ens delflader (45; 77; 87).

6. Ventil ifølge krav 5 kendetegnet ved, at delfladerne (47; 75; 85) langs kanter (49; 79; 89) berører hinanden.