NO783488L - Ventil. - Google Patents

Description

Ventil.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en ventil for avstengning eller regulering av en fluidumstrømning. Mange forskjellige konstruksjoner av ventiler for avstengning eller regulering av strømninger er kjent.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe

en ventil som har større anvendelsesområde, er enklere og bil-

ligere å fremstille og også i visse henseender er bedre enn kjente ventiler.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at ventilen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det i størrelse foranderlige gjennomstrømningsareal utgjøres av arealet mellom en skruefjærs omløp.

En foretrukket utførelsesform av ventilen ifølge opp-

finnelsen er utstyrt med en anordning for reduksjon av trykk-

fallet hos fluidumstrømningen når denne strømmer gjennom arealet mellom skruefjærens omløp. Ved en ventil av denne type hindres dannelsen av vibrasjoner og derav følgende ulyd i ventilen, som kan oppstå ved kraftige trykkfall over skruefjæren.

Ventilen kan utformes slik at skruefjærens omløp ved steng-

ning av ventilen danner direkte inngrep med hverandre, men det foretrekkes, særlig ved utforming av ventilen som avstengningsventil, å utforme skruefjærens omløp av gummi eller annet materiale.

Ventilens karakteristikk, dvs. gjennomstrømningsarealets forandring i forhold til forandringen av avstanden mellom skruefjærens ender, kan gis stort sett vilkårlig ønsket funksjon,

f.eks. ved at fjæren utformes som en konisk skruefjær eller ved forandring av tverrsnittsstørrelsen av fjærens omløp ved forskjellige deler av fjæren.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen er skruefjæren anordnet i en gjennomløpsåpning i ventillegemet av en kik- eller kulekran for i denne å danne en strømningsregulator, som er i funksjon når kik- eller kulekranen er åpen. Derved opp-nås en kombinert avstengnings- og strømningsreguleringsanordning for f.eks. vannledningssystemer.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en ventil ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et aksialt snitt som svarer til fig. 1, gjennom en andre utførelsesform av ventilen ifølge oppfinnelsen. Fig. 3a og 3b viser forskjellige innstillinger av en ventil ifølge oppfinnelsen, anvendt som strømningsregulator. Fig. 4 viser en ventil ifølge oppfinnelsen utformet som tilbakeslagsventil. Fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform av en ventil ifølge oppfinnelsen, utformet som strømningsregulator. Fig. 6 viser et aksialt snitt gjennom en kikkran hvori det er anordnet en ventil ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en rørledning 2 hvori det er anordnet en ventil ifølge oppfinnelsen. Ventilens reguleringsdel består av en skruefjær 4, hvis ene ende er forbundet med en ansats 6 i rørledningen og hvis annen ende bærer en trykkplate 8, som danner en strømningsmotstand med konstant gjennomstrømningsareal. Væskestrømningen gjennom rørledningen 2 foregår i pilenes retning, og således strømmer væske mellom skruefjærens omløp. Skruefjæren vil derved avhengig av arealet mellom omløpene bestemme ventilens gjennomstrømningsareal. Strøm-men av væske gjennom rørledningen påvirker trykkplaten 8, som ved økende væskestrømning utsettes for et høyere trykk av væsken og derved trykkes mot høyre, noe som medfører en sammentrykning av skruefjæren 4. Ved sammentrykningen av skruefjæren 4 minsker gjennomstrømningsarealet mellom fjærens omløp, noe som fører til struping av væskestrømningen. Ved minskende væskestrømning trykker fjæren trykkplaten 8 mot venstre i figuren, hvorved gjennomstrømningsarealet mellom fjærens omløp øker og væske-strømningen likeledes øker. Ventilen i fig. 1 er egnet for anvendelse som automatisk virkende avstengningsventil, som trer i funksjon ved unormal stor strømning gjennom ledningen 2, f.eks. som følge av et ledningsbrudd nedstrøms fra ventilen. Ved et slikt ledningsbrudd vil fjæren 4 trykkes sammen til stengt stilling og effektivt holdes på plass i denne stilling på grunn av trykkforskjellen i ledningspartiene på begge sider av ventilen. Fig. 2 viser en automatisk virkende strømningsregulator som er anordnet i en rørledning 10. I rørledningen er det anordnet en med denne fast forbundet plate 12 som bærer en ende av en skruefjær 14.Radialt utenfor skruefjæren 14 er platen 12 utstyrt med gjennomstrømningsåpninger 16. I den annen ende bærer skruefjæren en trykkplate 18 som blir styrt for aksial bevegelse i rørledningen 10. Platen 18 er utstyrt med et sentralt innløp 20. Både platen 12 og platen 18 danner strømningsmotstand med konstant gjennomstrømningsareal og medfører en reduksjon av trykkfallet over fjæren 14. Dette trykkfall medfører dersom det er for stort vibrasjoner i fjæren og derav følgende ulyd. Strøm-ningsregulatoren i fig. 2 arbeider ifølge samme prinsipp som ventilen i fig. 1, dvs. strømningsregulatoren i fig. 2 opprettholder en konstant strømning i rørledningen ved at gjennomstrømnings-arealet mellom fjærens omløp minsker ved økende strømning og væsketrykk på platen 18 slik at strømningen minsker, og omvendt. Fig. 3a og 3b viser en strømningsregulator som svarer til regulatoren i fig. 2 og som er anordnet i en rørledning 22. Således omfatter strømningsregulatoren i fig. 3a og 3b en plate 24 som bærer en skruefjær 26 og som perifert utenfor fjæren er utstyrt med gjennomstrømningshuller 28. I den annen ende i forhold til platen 24 bærer fjæren 26 en trykkplate 3 0 med et sentralt gjennomstrømningshu11 32. Platene 24 og 30 danner strømnings-motstand med konstant gjennomstrømningsareal for reduksjon av trykkfallet over fjæren 26. Strømningsregulatoren i fig. 3a og 3b avviker fra strømningsregulatorene i fig. 1 og 2 ved at skruefjæren er utformet konisk. Dette medfører at strømningsregulatoren oppnår en annen karakteristikk enn strømningsregulatoren med sylindrisk skruefjær. Ved strømningsregulator med sylindrisk skruefjær blir forandringen av gjennomstrømningsarealet propor-sjonal med forandringen av fjærens lengde, mens man ved en strøm-ningsregulator med konisk fjær oppnår en annen karakteristikk. Således vil fjæren 26 ved minskning av avstanden mellom fjærens ender som følge av sammentrykning av fjæren ved økt trykk på platen 3 0 først trykkes sammen ved de omløp som har størst diameter. Ved sammentrykning av fjæren fra den i fig. 3a viste stilling foregår det således først en forholdsvis hurtig minskning av gjennomstrømningsarealet, når omløpene med størst diameter trykkes mot hverandre, mens man i det nedre regulerings-området, dvs. ved små gjennomstrømningsarealer, oppnår større

nøyaktighet av strømningsreguleringen. Ved utforming av fjæren på egnet måte med hensyn til omløpenes diameter og/eller tverrsnitts-størrelser av omløpene på forskjellige steder av fjærens lengde er det mulig å bibringe en strømningsregulator ifølge oppfinnelsen en vilkårlig ønsket karakteristikk. Platen 24 er utformet med et sentralt hull 33 med forholdsvis liten diameter, noe som gir jevnere gjennomstrømning gjennom regulatoren og hindrer at strøm-ningsregulatoren ved trykkstøt inntar avstengningsstilling.

Fig. 4 viser en anordning ifølge oppfinnelsen utformet som tilbakeslagsventil. Ventilanordningen er anordnet i en rørledning 34 og omfatter en i rørledningen festet plate 36 hvortil den ene ende av en skruefjær 38 er festet. Skruefjærens annen ende bærer en plate 40. Platen 36 har en sentral gjennomløpsåpning 42. Platen 4 0 har mindre ytterdiameter enn ledningens 34 innerdiameter, slik

at det rundt platen 40 finnes en ringformet gjennomstrømnings-åpning 44. Strømningsretningen gjennom ventilen er vist ved hjelp av piler. Det fremgår således at ventilen i fig. 4 i alt vesentlig er utformet slik som ventilen i fig. 1, men at strøm-ningsretningen gjennom ventilene er motsatte. Ved strømning i pilens retning trykkes platen 40 til høyre i fig. 4, hvorved fjæren 38 holdes i uttrukket stilling, og væskestrømningen foregår mellom fjærens omløp. Ved strømning i motsatt retning eller opphørende strømning foregår avhengig av fjærens styrke en flyt-ting av platen 40 til venstre i fig. 4 slik at arealet mellom omløpene stenges og strømning i motsatt retning derved hindres. Avhengig av spenningen i fjæren 38 mot sammenført stilling kan ventilen fåes til å åpne ved vilkårlig ønsket strømning i retning mot høyre eller fåes til å stenge ved vilkårlig ønsket strøm-ning i retning mot venstre i figuren.

Den i fig. 5 viste strømningsregulator ifølge oppfinnelsen omfatter et ventilhus 4 6 med et ringformet fremspring 48 og en låsering 50 som er anordnet i en utsparing i huset. I huset er det anordnet en konisk skruefjær 52 som tjener til regulering av strømningen gjennom ventilen ifølge samme prinsipper som er beskrevet ovenfor. I sin oppstrøms smale ende er skruefjæren 52 forbundet med en strømningsmotstand 54 i form av en brikke med sylindrisk kantparti 56. Denne brikke er forskyvbar mot venstre i ventilhuset mot fjærens 52 virkning. Strømningsmotstanden 54 har konstant gjennomstrømningsareal idet den er utformet med to åpninger 57. Foruten strømningsmotstanden 54 med konstant gjennom- strømningsareal har strømningsregulatoren i fig. 5 en strømnings-motstand med regulerbar eller foranderlig gjennomstrømningsareal. Strømningsmotstanden med foranderlig gjennomstrømningsareal omfatter et ventilorgan 58 og et ventilsete 62 som er dannet av en konisk hette 60. Hetten 60 er ved hjelp av en kantflens 64 innspent mellom fjæren 52 og fremspringet 48. Ventilorganet 58 bæres av brikken 54 og flyttes således sammen med denne når brikken 54 avhengig av gjennomstrømningen av fluidet gjennom ventilen flyttes mer eller mindre til venstre i fig. 5. Avhengig av stillingen til brikken 54 og derved av ventillegemet 58 i forhold til ventilsetet 62, vil gjennomstrømningsarealet. gjennom strømningsmotstanden med foranderlig gjennomstrømningsareal variere. Sammen bevirker strømningsmotstanden med konstant gjen- • nomstrømningsareal og strømningsmotstanden med foranderlig gjen-nomstrømningsareal ved forskjellige strømninger opprettholdelse av en stort sett konstant trykkforskjell over fjæren 52. Derved vil vibrasjoner i fjæren 52 og derav følgende mislyd i ventilen helt elimineres.

En fordel med strømningsregulatoren i fig. 5 er at den til tross for relativt velutviklet reguleringsteknikk består av enkle deler, som på en hurtig og enkel måte kan monteres uten anvendelse av plater eller andre festeorganer, som krever tid for montering. Således er det ved monteringen bare nødvendig å anbringe hetten 60 med flensen 64 i anlegg mot fremspringet 48, anbringe fjæren med dens tykke ende mot flensen 64, anbringe brikken 54 med på-sittende ventilorgan med ventilorganet innenfor fjæren, samt til slutt å sette låseringen 50 på plass i utsparingen i ventilhuset.

Fig. 6 viser en strømningsregulator av den i fig. 5 viste type anordnet i en kikkrans 68 ventillegeme 66. Ventillegemet 66 kan sies å danne strømningsregulatorens ventilhus, og de i strøm-ningsregulatoren i fig. 5 inngående deler er således anordnet i ventillegemets 66 gjennomløpsåpning 70. Og delene har samme hen-visningstall som i fig. 5, men med tillegget "a". Ventillegemet 6 6 er på vanlig måte dreibart anordnet i ventilhuset 68, og kranen i fig. 6 danner således en kombinert avstengnings- og strømningsreguleringsventil. Ventilhuset 68 er utstyrt med åpninger 72 som muliggjør at strømningsregulatoren kan gjøres tilgjengelig for reparasjon eller innstilling av ventillegemets 66 stengte stilling.

For å hindre væskestrømning gjennom kranen 68 dersom ventillegemet ved feiltagelse skulle bli stilt slik at væsken vil strømme i retning fra hetten 6 0a til brikken 54a, er det mellom denne brikke og låseringen 50a anordnet en ytterligere brikke 72 med et sentralt hull 74. Det innses at væskestrømning ved anvendelse av brikken 72 bare kan foregå i den beregnete retning, hvor brikkene 54a og 72 befinner seg i avstand fra hverandre, men ikke i motsatt retning, idet brikkene derved danner tettende inngrep med hverandre.

Også i de øvrige, ovenfor beskrevne utførelsesformer av oppfinnelsen kan det være anordnet en tilsvarende brikke som brikken 72.

Oppfinnelsen kan modifiseres innenfor rammen av de etter-følgende krav. F.eks. kan det være foretrukket å fremstille en ventil ifølge oppfinnelsen med en reguleringsdel som består av en fjærtråd belagt med en elastomer.

Strømningsregulatoren ifølge oppfinnelsen er særlig vel-egnet for anvendelse i vannoppvarmingssystemer for oppvarming av lokaler. Med slike systemer er det forbundet et antall radiatorer, og for å oppnå en riktig drift av systemet må strøm-ningen av vann til hver radiator reguleres. Ved å anordne en ventil av den i fig. 6 viste type i forbindelse med hver radiator er det mulig å regulere strømningen til hver radiator ved i hver ventil å anbringe en strømningsregulator som gir den ønskete strømning.

Claims (9)

1. Ventil for avstengning eller regulering av en fluidum-strømning, karakterisert ved at ventilens i størrelse foranderlige gjennomstrømningsareal utgjøres av arealet mellom omløpene til en i et ventilhus anordnet skruefjær.

2. Ventil i samsvar med krav 1, karakterisert ved en anordning for reduksjon av trykkfallet av fluidum-strømningen ved dennes gjennomstrømning av arealet mellom skruefjærens omløp.

3. Ventil i samsvar med krav 2, karakterisert ved at anordningen omfatter en strømningsmotstand med konstant gjennomstrømningsareal.

4. Ventil i samsvar med krav 2 eller 3, karakterisert ved at anordningen omfatter en strømningsmotstand med foranderlig gjennomstrømningsareal.

5. Ventil i samsvar med krav 3, karakterisert ved at skruefjærens nedstrømsende er uforskyvbart forbundet med ventilhuset, og at skruefjærens oppstrømsende er forbundet med strømningsmotstanden med konstant gjennomstrømningsareal og sammen med denne er forskyvbart anordnet i ventilhuset på slik måte at fluidet som strømmer gjennom ventilhuset forsøker å skyve strømningsmotstanden i retning for sammentrykning av fjæren.

6. Ventil i samsvar med krav 4 eller 5, karakterisert ved at strømningsmotstanden med foranderlig areal utgjøres av et ventilorgan og et vehtilsete hvorav det ene er anordnet på strømningsmotstanden med konstant gjennomstrømnings-areal for ved forskyvning av strømningsmotstanden med konstant gjennomstrømningsareal i retning for sammentrykning av fjæren å forskyves i en retning for minskning av gjennomstrømnings-arealet hos strømningsmotstanden med foranderlig gjennomstrøm-ningsareal .

7. Ventil i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at skruefjæren er konisk.

8. Ventil i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at fjæren består av en tråd som er belagt med en elastomer.

9. Ventil i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved . at skruefjæren er anordnet i en gjennom-løpsåpning i ventillegemet i en kik- eller kulekran for i denne å danne en strømningsregulator, som er i funksjon når kik- eller kulekranen er åpen.