NO150455B - Stenge/aapne- og reguleringsanordning for varmeveksleanlegg - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en stenge/åpne- og reguleringsanordning for varmeveksleanlegg med tur- og returledninger mellom anleggets forsyningsside (primærside) og forbrukerside (sekundærside) .

I varme/kjøleanlegg er det vanligvis montert en shuntven-til for å skille varme/kuldesiden fra forbrukssiden og. å ,-gi mu-ligheten for regulering.

Som oftest er shuntventilen bygget i system i en såkalt shuntkobling som prinsipielt, er vist på fig. 1. Ledningssystemet på shuntkoblingens forrådsside (for varme eller kulde) kal-les vanligvis primærkretsen og .på koblingens forbruksside sekundærkretsen. Den sistnevnte kan omfatte et større antall forbru-kere og treveisventilen drives av en termostatstyrt motor i over-ensstemmelse med varme/kuldebehovet i sekundærkretsen.

Når det ikke er behov for varme/kulde i sekundærkretsen, skal treveisventilen være stengt og det skal da ikke være noen sirkulasjon i ledningssystemet mellom primærkretsen og sekundærkretsen. Det har vist seg at en shuntkobling med.bare en tre-veisventil ikke er tilstrekkelig til å hindre varmetap som skyl-des sirømningslekkasjer mellom kretsene. Fig. 1 viser et eksem-pel på utilsiktet sirkulasjon i.en shuntkobling. For å unngå utilsiktet sirkulasjon som resulterer i store varmetap, kan man anordne en ytterligere stengeinnretning i shuntkoblingens krets. En slik stengeinnretning kan være i form av en motordreven stengeventil, magnetisk ventil, tilbakeslagsventil, U-xør med væské-lås o.a. Ulempen med slike ytterligere stengeinnretninger er at de foruten å fordyre anlegget også krever individuell betjening

<ia de vanligvis ikke skal delta i normal reguleringsdrift, fordi reguleringsfunksjonen er tillagt treveisventilen.

Forutsetningen for reguleringsdriften er at mediet i primærkretsen og i sekundærkretsen sirkulerer og disse kretser er derfor utstyrt med hver sin sirkulasjonspumpe. I tillegg til pumpene kan anlegget omfatte ytterligere stengeventiler, strupe-ventiler, kikkraner, ±ermometere osv. Noen av dem kan også være anordnet innenfor shuntkoblingen mellom turledningen og returledningen på pr-imærsiden eller sekundær siden.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe «n reguleringsanordning (nedenfor kalt ventilanordning) som ikke bare har reguleringsfunksjon, men som også virker som stengeventil og i stengt stilling sikrer anlegget mot uforutsette strømningslekka-sjer -mellom primærkretsen og sekundærkretsen. En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en reguleringsanordning av den nevnte art som lar seg bygge som en kompakt enhet som er lett å montere og opptar forholdsvis liten plass. Reguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved de i patentkra-vene angitte trekk.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler under henvisning, til tegningene og i forbindelse med et varmeanlegg, men det er klart at oppfinnelsen er like an-vendelig ved kjøleanlegg (f.eks. med isvann som kjølemedium). Fig. 1 viser den innledningsvis omtalte shuntkobling mellom et varmeanleggs primærkrets og sekundærkrets, fig. 2 viser skjematisk og tildels i snitt en reguleringsanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser planen for stempelsleidens porter, med en alternativ utførelse, fig. 4 viser en alternativ utførel-se av grenkanalpartiet og stempelsleidens endeparti og det til-støtende parti av den andre samvirkende kanal, fig. 5 viser en annen alternativ utførelse av det samme parti, og fig. 6 svarer til fig. 1, men illustrerer anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 illustrerer utilsiktet sirkulasjon i en skjematisk vist shuntkobling av kjent utførelse. Primærsiden er be-tegnet med P, sekundærsiden med S, turledninger med T og returledninger med R og'treveisventilen med V. Ventilen drives fra en termostatstyrt motor M. Til tross for stengt ventil oppstår det lekkasjestrømmer og lekkasjesirkulasjon ved koblingspartiet som er merket L med den følge at det aldri vil bli likevektinn-stilling i primærkretsen med kontinuerlig varmetap som følge. Fig.. 2 viser skjematisk en utførelse av ventilanordningen eller reguleringsånordningen ifølge oppfinnelsen, hvis ven-tilorgan ikke bare utfører funksjonen av reguleringsventilen (treveisventilen V) i shuntkoblingen ifølge fig. 1, men som og-så bevirker fullstendig strømningsmessig avstengning mellom sekundærkretsen og primærkretsen hår ventilorganet først er brakt i stengestilling.

Et rørstykke 1 og et rørstykke 4 er anordnet parallelt

i liten avstand fra hverandre. Et sted mellom rørstykkenes 1 og 4 ender strekker det seg et stempelsleiderør 7 og deler rø-ret 1 i to rørstykker 2 og 3 og røret 4 i to rørstykker 5 og 6, som parvis befinner seg på hver sin side av røret 7. Rørene 1, 4 og 7 ligger i samme plan og røret 7 har større diameter enn

rørene 1 og 2. Rørets 7 ene endeparti 8.rager ét kort stykke utenfor røret 4 og er lukket med en bunn, mens rørets 7 andre endeparti . 10 er vesentlig lengere og har åpen ende som eir lukket med en forskruing 11 med boring 12, som er forsynt med ringtet-ninger 13 for gjennomføring av én stempelstang 14 som både kan forskyves aksialt og dreies i boringen 12.

I praksis er rørkonstruksjonen sveiset sammen av rørstykker og rørstykket 2 munner ut i røret 7 med sin åpning 15. Røret 3 har en tilsvarende åpning 16, mens røret-5 bg 6 har en åpning 17 hhv. 18. Et skrårør 19 med omtrent samme diameter som røret 5 strekker seg mellom rørstykket 5 og et sted på stempelsleiderørét 7 omtrent midt mellom rørene 3 og 4. Grénrøret 19 forbinder røret' 5 med røret 7 gjennom åpninger 20 og 21. Røret 19 har påsveiset en . vorte 22 for eventuell utboring for plassering av eti kikkran, strupeventil, stengeventil e.l. Et forbiridelsesrør 23 strekker seg mellom rørstykkene 2" bg 4 og forbinder disse med hverandre. Rørstykket 2 3 er på midten utstyrt med en kikkran 24 eller en stengeventil.

"I sleiderøret 7 er det dreibart og forskyvbart anordnet en stempelsleide 25 som er stivt forbundet med stempelstangen 14. Sleiden har et lukket endeparti 26 som med sleiden i stengestilling {ytterst til venstre på fig. 2) strekker seg omtrent fra rørforlengelsens 8 .bunn til et sted i liten avstand fra kanten av åpningen 21. Stempelstangen 14 er festet i denne kompakte del av stempelsleiden. Det resterende parti 27 av stempelsleiden ^r utført som rør med åpen ende på stempelstangsiden og i den nevnte stilling strekker det seg et lite stykke forbi kanten av åpningen 15 eller 16 i røret 2 hhv. 3, som vist på fig. 2.

Sleiden 25 eller rettere sagt sleidens rørformede -del 2 7 er utformet med fra et til tre sett porter 28,29,30. Fig. 4 viser sleideflaten i utbrettet tilstand med tre sett porter. For utførelsen ifølge fig. 2 er sleideflaten avmerket med A,B, C,D. Settet 28 med porter omfatter tre avlange, rektangulære porter som samvirker enkeltvis med rørstykkets 3 åpning 16. Settet 29 med porter omfatter tre kileformede eller trekantformede porter som er anordnet diametralt motsatt de førstnevnte porter som samvirker med rørstykkets 2 åpning 15. Portene er sterkt.tilspisset-i åpningsretningen for stempelsleiden for opp-nåelse av frnregulert gjennomstrømning. Portsettet 30 omfatter tre trekantformede porter som er plassert på omtrent samme gene-ratriser som portene i portsettet 28. Deres spisser vender i sleidens stengeretning. Som. vist på fig. 2 er portene 28 av en slik lengde at de er i forbindelse med rørstykkets 3 åpning 16 uansett stempelsleidens stilling. Portene 30 har full åpning når de befinner seg rett overfor grenrørets åpning. 21. I den sistnevnte stilling befinner portene 29 seg ute av området for åpningen 15 i rørstykket 2. Portene- 29 har full åpning når stempelsleiden befinner seg i åpnestillingen. Stempelsleidens lukkede endeparti 26 tjener til gradvis åpning og lukning av åp-ningene 17,18 i rørstykket 5 hhv. 6.

Fig. 2 viser som nevnt ventilanordningen i lukket stilling. Det kan antas at røret 1 tilhører turledningen og røret 4 returledningen, slik at rørstykkene 2 og 4 tilhører primærkretsen og rørstykkene 3 og 5 tilhører sekundærkretsen. Videre antas at kikkranen 25 står åpen. Når stempelsleiden befinner

seg i den nevnte stilling,, er turløpet blokkert ved 15 og retur-løpet ved 17 og 18. Det er forbindelse mellom løpet 5 og 3" gjennom grenløpet 19, en av portene 30, sleidens indre og en av portene 28. Sekundærkretsen er således hydraulisk isolert fra primærkretsen. I primærkretsen er det forbindelse mellom turløpet 2 og returløpet 6. Eventuelt kan kikkranen 24 stenges ved spe-sielle systemer. Anordningen av kikkranen er imidlertid ikke vesentlig for denne oppfinnelse og det samme gjelder rørstykket 23. Deres, tilstedeværelse i anordningen øker imidlertid vesentlig mulighetene for bruken av anordningen i ulike regulerings-systemer.

Når. stempelsleiden beveges til åpningsstilling, dvs. til høyre ifølge fig. 1, vil porten 29 åpnes gradvis og porten 21 vil stenges gradvis samtidig som forbindelsen mellom røråpninge-ne 17 vil åpnes forholdsvis raskt. Gjennomstrømningen reguleres ved aksialforskyvning av stempelsleiden og skjer gjennom stempelstangen 14 som er:tilkoblet en motordreven innretning som ba-re forskyver sleiden aksialt. Ved å dreie stempelsleiden manu-elt kan man velge ventilens kapasitet og reguleringsevne gjennom valg av portene i de tre portsett 28,30,29. Den dreibare velge-anordning for portstørrelsen gjør koblingsanordningen meget an-vendelig. Fig. 4 viser en annen utførelse av stempelsleidens 125 endeparti 126 på det tilsluttende parti av koblingsanordningen. Det benyttes samme besifring på delene som på fig. 2, men med prefiks 100. Som vist er rørløpet 105 ført inn på skrå i slei-derøret 107 parallelt med grenløpet 119. Det andre rørløp 106 er ført et stykke forbi sleiderørets 107 akse og sleiderørets 107 endeparti som her munner ut i røret 106, er her utformet som et kjegleformet ventilsete 108. Stempelsleidens endeparti 126 er utformet med en endekjegle som samvirker med setet. På denne måte oppnås en tettere avstengning og siden jevnere åpning for mediumstrømmen gjennom rørene 105 og 106. Fig. 5 viser enda en utførelse hvor sleiderøret 20 7 er betydelig forlenget utenfor rørene 205,206, slik at det er dan-net en rørføring 208 for stempelsleidens forlengelse 2,4,6. Den-né forlengelse er utstyrt med et sett porter 240 som er vist i planen A,D,E,F på fig. 4. I dette tilfelle viser altså firkan-ten B,C,E,F sleideflaten i utfoldet tilstand. Ulempen ved denne utførelse er at byggelengden av anordningen blir større. For- delen er en meget pålitelig føring av stempelsleiden.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til den på tegningene viste og ovenfor beskrevne utførelse. Som al-lerede <y>ist kan både sleidens og rørstykkenes form variere. Som antydet kan grenrøret 19 f.eks. forsynes med en ekstra ventil, om ønskelig. Grenrøret kan ha-en hvilken som helst form (f.eks. rørbend) og kan like godt befinne seg på primærsiden som på sekundærsiden, da disse sider kan brukes om hverandre avhengig av i hva slags anlegg anordningen monteres.

Rørstykkene 2,3,5*6 behøver ikke å ligge i samme plan, men da må portplanen i stempelsleiden forandres tilsvarende. Når sleiden har så mange porter anordnet langs omkretsen som vist på fig. 4, må åpningenes 15,16,17,18 utstrekning i omkretsretningen begrenses tilsvarende, slik at bare en port ad gangen samvirker med den tilhørende åpning.

Reguleringsanordningen behøver "ikke å være utført av rør. Den kan f.eks. være fremstilt som en støpt blokk med kana-er og med en sylindrisk kanal for stempelsleiden. En kombina-sjon av rør og støpt-materiale., f .eks. lettmetall «lier plast, kan .også komme på -tale, særlig for kjøleanlegg..

Portenes utforming kan være forskjellig fra den ovenfor forklarte og vil tilpasses det aktuelle behov.

Claims (8)

1. Stenge/åpne- og reguleringsanordning for varmeveksleanlegg med tur- og returledninger mellom anleggets forsyningsside (primærside) og forbrukerside (sekundærside), karakterisert ved at anordningen omfatter en sylindrisk kanal (7) som er lukket ved en eller begge ender og inneholder en sylindrisk stempelsleide (25) som er anordnet dreibart og aksialt forskyvbart i den sylindriske kanal (7), at anordningens tur/returløp (2,6) på primærsiden i aksial avstand fra hverandre munner ut i kanalen (7), og anordningens tur/returløp- (3,5) på sekundærsiden likeledes munner ut i kanalen (7) i aksial avstand fra hverandre og i periferisk avstand fra løpene på primærsiden,. at et løp (5) på sekundærsiden gjennom et grenløp (19) er ytterligere forbundet med kanalen (7) på et sted som i aksialretningen ligger mellom turløpet og returløpet på sekundærsiden-, og at kanalen (7) har porter (28,29,30) og/eller løp som med sleiden i 'stengt stilling forbinder det nevnte løp (5) via grenløpet (19) med det andre løp (3) på sekundærsiden og, i åpen stilling forbinder de to siders turløp hhv. returløp med hverandre r

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den dreibare og aksialt forskyvbare stempelsleide (25) er i det minste delvis utført som et rør (27) som er utstyrt med fra ett til flere sett med i omkretsretningen atskilte porter (28,29,30,240) som gjennom rørets (27) indre er forbundet med hverandre, hvor de enkelte sett har porter med forskjellig form og/eller gjennomløpstverrsnitt (fig. 3).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stempelsleidens endeparti som er lukket ved aksialforskyvning av sleiden åpner/lukker forbindelsen mellom to tur- eller returløp (5,6).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at ett (106) av de to løp på primærsiden munner aksialt ut i den sylinderformede kanals (107) endeparti, med løpmunningen utført som ventilsete (10 8) for anlegg med stempelsleidens endeparti (126) som ventillegeme.

5. Anordning ifølge krav 2,3 eller 4, karakterisert ved at noen av portene (29,30). er utformet kileformede i aksialretningen for gradvis åpning /stengning ved aksialforskyvning av sleiden.

6. Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at alle løpakser (for 2,3,5,6,7,19) ligger i et felles plan.

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at tur- og returløpéne (2,6) på den side av ventilanordningen som ikke omfatter grenløpet (19), er forbundet med hverandre utenfor den sylindriske kanal (7) med en by-pass-kanal (23) som er.-utstyrt med en stengeventil (24).

8. ■ Anordning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved.at grenløpet (19) er utstyrt med strupeventil (22).