SE1001148A1 - Reglerventil - Google Patents

Description

EQ/EQM-fimktion och där karaktäristiken bibehålls vid förändring av det maximala flödet, Kvs-värdet.

Dessa fördelaktiga funktioner återfinns således i äldre lösningar, men i princip löses funktionen att bibehålla karakteristiken, genom att flera ventiler kopplats i serie, vilket innebär att den reglerande fimktionen, den strypning som är avgörande för flödesbegränsningen, inte är helt dominerande för flödesförändringen. För att säkerställa en optimal flödesbegränsning sett till reglerkarakteristiken måste därför konstruktionen baseras på ett enda strypställe.

I tidigare lösningar förekommer dessutom problem med att täta mot läckageflöden i och kring ventilkägloma eller de flödesbegränsande detaljema.

Många lösningar är även toleranskänsliga och kräver stor precision vid tillverkning och inpassning av de ingående detaljerna, vilket har gjort att diverse tätningar använts för att minimera dessa läckage. Läckagen blir särskilt problematiska vid låga flöden, där det önskade flödet är litet. inverkan av ett läckageflöde blir i dessa driftsfall förödande.

Redogörelse för uppfinningen I den nu föreliggande uppfinningen har man åstadkommit en förinställbar reglerventil och löst problemen kring tillverkningstoleranser och tätningar genom att konstruktionen är gjord på ett nytt sätt som minimerar läckageflödena och dess inverkan på karakteristiken, samtidigt som ventilen har de fördelaktiga egenskaperna med ställbart Kvs-värde med bibehållen reglerkarakteristik och reglering med full slaglängd oavsett íörinställt Kvs-värde. Dessutom har uppfinningen den fördelen att strypningen baseras på ett enda strypställe.

Den kompletta reglerventilen innefattar i en föredragen utföringsform ett ventilhus, med en tilloppsanslutning och en utloppsanslutning, och till ventilhuset ansluter en ventilhals och anslutningar för mätnipplar. I ventilhalsen är en komplett ventilinsats anordnad innefattande ett överstycke och vid ventilhalsens topp är en ventilratt anordnad. Genom ventilratten och ventilinsatsen är anordnat en så kallad spindel, vilket är en axel som samordnas med ett på reglerventilen monterat ställdon för motorisering av reglerfunktionen hos ventilen. Runt denna ventilspindel återfinns företrädesvis en returfj äder.

Vidare innefattar ventilhalsens nedre parti en genomströmningsöppning där mediet kan strömma genom ventilen, från tilloppsanslutningen till utloppsanslutningen. I botten av ventilhalsen i anslutning till genomströmningsöppningen är ett ventilsäte anordnat.

Förinställningen av Kvs-värdet, dvs. valet av önskat maximalt flöde för det aktuella driftsfallet löses genom att en, företrädesvis hylsfonnad, cylindrisk, innerkägla är axiellt förskjutbart anordnad relativt ventilsätet. Innerkäglan innefattar en öppning för genomströmning av fluidflödet och denna öppnings fonn bestämmer den reglerkarakteristik som ventilen kommer att arbeta efter.

Innerkäglan är steglöst, axiellt förskjutbar i ventilhalsen och när innerkäglan förskjuts i förhållande till ventilsätet, i riktning mot eller från ventilsätet, avskärrnas eller öppnas innerkäglans öppning relativt ventilsätet i olika grad och detta oavsett vilken förinställning som önskas, alltså oavsett vilket Kvs-värde som valts. Innerkäglans rörelselängd för förinställning, det vill säga den längd som innerkäglan kan förflyttas vid förinställning utgör den kompletta reglerventilens förinställningslängd. Uppfinningen begränsar sig inte till att enbart omfatta den ovan nämnda EQ/EQM-karakteristiken utan formen på innerkäglans öppning bestämmer reglerkarakteristiken och denna karakteristik kan vara till exempel linjär eller annan önskad karakteristik. I den nya konstruktionen minimeras antalet tätningar samtidigt som placeringen, av de tätningar som ändå måste finnas på grund av de rörliga delarna, är gynnsam och medger val av tätningsmaterial som är tåliga över ventilens livslängd.

Vidare innefattar en föredragen utföringsform av uppfinningen en ytterkägla vilken företrädesvis är hylsformad och cylindrisk och omsluter åtminstone delvis innerkäglans ytteryta, företrädesvis dess övre, bortre del, i förhållande till ventilsätet. Genom detta anordningssätt är det möjligt att låta innerkäglans öppning avskärmas av ytterkäglan, i den grad man önskar, vid förinställning.

Den cylindriska formen hos inner- och ytterkägla är fördelaktig vid eventuell avtätning av läckageflöde mellan käglornas mot varandra stående ytor.

Ytterkäglan ger ytterligare fördelar vid förinställningen vilket beskrevs ovan, genom att det fönster som bildas för genomströmning av mediet, och som enligt den första utföringsformen begränsas av ventilsätet och innerkäglans öppning, även kan begränsas till valda delar med hjälp av ytterkäglan. Detta innebär att det blir möjligt att välja förinställning, det vill säga exponera valda delar av innerkäglans öppning för genomströmning av mediet till ventilens genomströmningsöppning.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsfonn är ytterkäglan axiellt förskjutbar i ventilhuset och dess ventilhals, mellan ett första bortre ändläge i förhållande till ventilsätet och ett andra ändläge i anslutning mot ventilsätet. Härigenom erhålls fördelar gentemot äldre lösningar på så sätt att ytterligare funktioner kan tillföras till ventilen, såsom regler- eller avstängningsfunktioner.

En föredragen utföringsform av uppfinningen är att innerkäglan är anordnad att reglera flödet genom den kompletta reglerventilen vid ett regleringsläge, det vill säga vid ett visst driftsfall. Reglerventiler styrs Vanligen av ett påmonterat ställdon vilket via någon form av givare känner av en förändring i belastningen/effektuttaget i fluidsystemet där ventilen arbetar. Detta ställdon samverkar med ventilens spindel, vilket är den axel som i en reglerventil normalt förbinder den reglerande käglan med det påmonterade ställdonet. När ett förändrat behov, ett ändrat flöde, indikeras förflyttas enligt uppfinningen, spindeln axiellt under påverkan av ställdonet, varvid spindelns rörelse överförs till inner- och ytterkäglan, vilka i regleringsläget är låsta i förhållande till varandra i det läge som är givet av förinställningen. Genom att spindeln är fast anordnad med en avstängningsskruv, vilken i sin tur är förenad med en förinställningsskruv, företrädesvis via ett gängförband, och att ytterkäglan är axiellt låst till törinställningsskiuven, företrädesvis medelst en mutter och vidare att även innerkäglan är axiellt låst till förinställningsskruven, företrädesvis medelst ett gängförband, förflyttas således både inner- och ytterkäglan samtidigt axiellt under påverkan av spindeln. Flödet genom den kompletta reglerventilen bestäms av innerkäglans läge, med dess öppning, i förhållande till avskärmningen mot ventilsätet och detta flöde motsvarar den belastning/det effektuttag som föreligger i varje enskilt driftsfall. Flödet genom den kompletta reglerventilen är därmed variabelt från 0-100% av det önskade maxflödet, det valda Kvs-värdet, det vill säga att inner- och ytterkäglan har full slaglängd tillgänglig oavsett vilken förinställning ventilen är inställd på. Ytterkäglans läge i förhållande till innerkäglan ändras inte under reglering utan deras inbördes läge är detsamma, givet av förinställningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsfonn är innerkäglan axiellt förskjutbar i förhållande till ytterkäglan. På så vis skapas förutsättningar för de båda kägloma att arbeta antingen samordnat eller individuellt för att åstadkomma önskade funktioner såsom exempelvis förinställning alternativt avstängning, genom att de båda kägloma kan bringas i olika lägen i förhållande till varandra. En fördel med detta är exempelvis att i den föredragna utföringsformen sker förinställningen av ventilens Kvs-värde, det vill säga förflyttningen av innerkäglan axiellt och i riktning mot eller från ventilsätet utan att påverka ytterkäglans läge. Efter utförd förinställning, när ventilen arbetar i sitt norrnal/regleringsläge är ytterkäglans position utmed/omkring innerkäglan låst i sitt valda förinställningsläge, via gängförband enligt beskrivning ovan, och reglering sker utan att ytterkäglans avskärmning av innerkäglans öppning förändras .

I en föredragen utföringsform av uppfinningen sker förinställningen av ventilen, det vill säga innerkäglans förflyttning till avsett läge i förhållande till ventilsätet, så att önskat Kvs-värde erhålls, genom en vridrörelse av ventilratten. Genom att ventilratten indirekt via mellandelar, är i ingrepp med en förinställningsskruv, företrädesvis vid dess utsida, överförs ventilrattens rörelse till denna skruv.

Förinställningsskruven är i sin tur invändigt gängad, där gängoma omsluter innerkäglans överdel, vilken överdel också är gängförsedd. På så vis överförs rotationsrörelsen via gängförbandet, till innerkäglan vilken förflyttas axiellt, till önskat läge någonstans mellan sina ytterlägen, vilka anger max Kv och min Kv.

Förinställningsmomentet sker i äldre lösningar med någon förrn av specialverktyg, medan detta i den nu föreliggande uppfinningen utförs med hjälp av ventilratten.

Enligt en utföringsform bestäms den kompletta reglerventilens slaglängd av ytterkäglans rörelse mellan sina ändlägen, det första bortre ändläget i förhållande till ventilsätet och det andra ändläget i anslutning mot ventilsätet.

Ytterkäglans rörelse »mellan dessa ändlägen är minst lika med höjden av genomströmningsöppningen i ventilhuset. Ytterkäglan begränsar, avskärmar, därmed inte genomströmningsöppningen i ytterkäglans första bortre läge.

Enligt en föredragen utföringsforrn arbetar innerkäglan vid reglering med full slaglängd, oavsett det valda maximala flödet genom ventilen. Detta innebär att oavsett det valda Kvs-värdet, vilket väljs i förinställningsläget, är reglernoggramiheten maximal och inte som i äldre lösningar där slaglängden begränsades olika mycket beroende på hur Kvs-värdet valdes, vilket innebar en begränsning utav reglerområdet. I denna nya konstruktion uppnås god reglemoggrannhet för varje förinställning samtidigt som reglerkarakteristiken bibehålls. Detta blir möjligt genom att höjden på öppningen i innerkäglan är minst lika med summan av höj den på genomströmningsöppningen i ventilhuset och förinställningslängden.

Enligt en föredragen utföringsform påverkas inte höj den på genomströmningsöppningen i ventilhuset alls av vilken förinställning ventilen ställs in på. I förinställningsläget befinner sig alltid ytterkäglan i sitt första bortre läge i förhållande till ventilsätet och i detta läge avskärmar inte ytterkäglan genomströmningsöppningen. Vidare är, enligt ovan, höj den på innerkäglans öppning större än genomströmningsöppningens höjd och innerkäglan är anordnad så att denna höjd aldrig, oavsett förinställningsläget hos innerkäglan avskärmar någon del av genomströmningsöppningens höjd. Detta innebär att efter att förinställningen är utförd, alltså i ventilens regleringsläge, alltid har fiill slaglängd tillgänglig, vilket leder till de fördelar som tidigare beskrivits.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är ytterkäglan rotationslåst i förhållande till ventilhalsen genom att en så kallad signalring är anordnad omkring ytterkäglans periferi och denna signalring innefattar en upphöjning, en ås, vilken företrädesvis har en avlång utsträckning i axiell riktning utmed signalringens periferi, och vilken ås utgör en upphöjning både på signalringens ytter- och innersida. Den avlånga åsen är inåt, mot ytterkäglan, anordnad att komma i ingrepp med ett spår på ytterkäglans periferi varigenom signalringen blir rotationslåst anordnad kring ytterkäglan. Vidare är signalringens ås utåt, i förhållande ytterkäglan, anordnad att löpa i ett spår i ventilhusets ventilhals, vilket spår löper i axiell riktning i förhållande till ytterkäglan och spåret är minst lika långt som ventilens slaglängd. Ytterkäglan kan därmed inte rotera i ventilhuset men är däremot förskjutbar i axiell riktning minst lika långt som ventilens slaglängd.

Rotationslåsningen är nödvändig för den sammantagna funktionen hos ventilen, och fördelen är att tätning mellan inner- och ytterkägla samt tätning mellan ytterkägla och ventilsäte underlättas då enbart axiella rörelser mellan delarna tillåts och därmed minskar kraven på tätningen.

Enligt en föredragen utföringsforrn är innerkäglan rotationslåst till ytterkäglan genom att minst en styrpinne är fast monterad i ytterkäglan och genomgående till och igenom innerkäglans topp via ett urtag i densamma. Dänned är innerkäglan också indirekt rotationslåst i förhållande till ventilhalsen. Denna styrpinne sträcker sig i axiell riktning i förhållande till inner- och ytterkäglan och är utformad så att innerkäglan är axiellt förskjutbar i förhållande till styrpinnen och minst till den längd som motsvarar förinställningslängden.

Genom att innerkäglan, med sin öppning för genomströmning av fluid, inte kan rotera relativt ventilhuset har denna öppning lägesmässigt samordnats med ventilhusets genomströmningsöppning och därmed är öppningen i samma läge i förhållande till/ och i flödesriktningen hos den kompletta ventilen. Därmed minskas tryckfallet över ventilen i förhållande till de lösningar där motsvarande kägla med sin öppning roteras till olika lägen i förhållande till genomströmningsöppningen, beroende på förinställningen av Kvs-värdet, och öppningen sammanfaller i dessa lösningar inte säkert med ventilhusets genomströmningsöppning.

På grund av tillverkningstoleranser hos ingående rörliga delar uppstår alltid läckageflöden kring reglerande käglor/detalj er i reglerventiler. Att minimera dessa läckageflöden är väsentligt för att ha kontroll över reglerventilens karakteristik oavsett flödet genom ventilen. Speciellt vid små flöden får ett läckage stor inverkan på karakteristiken. Enligt ytterligare en fördragen utföringsfonn sker avtätningen av läckageflöden kring innerkäglan genom att en tätning är anordnad mellan innerkäglan och ytterkäglan. Tätningen är monterad i ett spår i ytterkäglans invändiga yta och omsluter på så sätt innerkäglans ytteryta och avtätar det spel som måste finnas för delarnas rörlighet i förhållande till varandra. Denna utformning innebär att tätningen återfinns i ett läge där känsligheten mot tillverkningstoleranser inte är stor och därmed minskar behovet av snäva toleranser vid tillverkning och noggrannheten i reglerkarakteristiken blir bättre.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är den kompletta reglerventilen anordnad med en avstängningsfunktion genom att ytterkäglan i dess andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet, helt avskärmar genomströmningsöppningen. I ytterkäglans första bortre ändläge, i förhållande till ventilhuset, avskärrnas inte genomströmningsöppningen alls. Med en och samma ventil åstadkoms därmed även en avstängningsfunktion.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar ventilsätet en tätning, vilken anordnats att avtäta mellan innerkäglan och ventilsätet, även här för att motverka läckageflöden, som negativt påverkar karakteristiken. Tätningen har även funktionen att täta mot läckage när ventilen är helt avstängd för genomströmning av fluid, i sitt avstängningsläge, genom att ytterkäglan i sitt andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet, bottnar mot tätningen vilket får till följd att ingen fluid kan passera inner- eller ytterkäglan. Med en och samma detalj - sätestätningen - erhålls dänned både en läckagetätning vid normal drift och tillsammans med ytterkäglan ett tätt avstängningsläge hos den kompletta reglerventilen.

För att minimera oönskat tryckfall över den kompletta ventilen är det fördelaktigt att låta fluiden strömma väsentligen parallellt med den huvudsakliga flödesriktningen genom den kompletta reglerventilen, utan betydande omlänlmingar av flödesvägen. Enligt en föredragen utföringsfonn är därför den kompletta reglerventilens genomströmningsöppning för fluiden företrädesvis « placerad i ventilhusets nedre del i direkt anslutning till ventilsätet och nära tilloppsanslutningens och returanslutningens centrumlinjer och därrned nära huvudriktningen fór den kompletta ventilens genomlopp. Denna minimering av flödesomlänkningen vid strypstället medför minimal turbulens hos flödet med resultat att även problem med ljud från strypstället minskas, vilket är ett känt problem i ett flertal äldre lösningar.

Av samma anledning som ovan, nämligen minimera tryckfall, turbulens och ljud sammanfaller, enligt en fóredragen utfóringsfonn, symmetrilinjen hos innerkäglans öppning i huvudsak med genomströmningsöppningens symmetrilinje. Enligt ovan nämnda utfóringsfonn är ytterkäglan rotationslåst i detta läge och innerkäglan rotationslåst till ytterkäglan. Innerkäglan är dock axiellt fórflyttbar, det vill säga i samma riktning som öppningens symmetrilinje sträcker sig, varvid innerkäglans öppning forflyttas även utmed genomströmningsöppningens symmetrilinje och därmed sammanfaller de båda öppningamas huvudsakliga genomlopp med minimal turbulens som resultat.

Därmed uppnås både tidigare kända fördelar tillsammans med nya fördelar i en och samma ventil: - en ventil där Kvs-värdet kan varieras i ett och samma ventilhus. - karaktäristiken hos ventilen är densamma oavsett vilket Kvs-värde som den är inställd på. - god reglemoggrannhet med full slaglängd vid reglering oavsett vilken fórinställning, vilket Kvs-värde ventilen är inställd på. - en ventil som vid tillverkningen är mindre känslig för toleranser och måttavvikelser. . ! - en ventil där fórinställning av Kvs-värdet kan ske oavsett om ett ställdon är påmonterat eller ej. - ventilen kan därmed levereras komplett med påmonterat ställdon om så önskas 11 för att underlätta och snabba upp installationsarbetet på plats.

Den konstruktiva utformningen hos den föreliggande uppfinningen är beskriven i detalj nedan. Dessutom för uppfinningen teknikens ståndpunkt på området vidare i olika hänseenden. Detta förverkligas i föreliggande uppfinning genom att en anordning av det ovan beskrivna slaget i huvudsak är så beskaffad, som framgår i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

Ytterligare kännetecken av och fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ett föredraget, dock ej begränsande utförandeexempel av uppfinningen.

Kort beskrivning av figurerna I detalj föreställer i diametrala, delvis schematiska genomskärningar eller perspektivvyer: - Fig. 1 visar en kurva med reglerkarakteristik enligt EQM (Equal percentage Modified) - Fig.2a visar ett längsgående snitt genom en komplett reglerventil enligt en föredragen utföringsform av anordningen.

- Fig.2b visar en förstoring av ett snitt genom ytterkäglan med dess signalring och ås.

- Fig.3 visar ett tvärgående snitt genom en komplett ventil enligt en föredragen utföringsform av anordningen.

- Fig.4a visar innerkäglans utforrrming i detalj, enligt en föredragen utföringsform.

- Fig.4b visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med innerkäglan inställd på maximalt förinställt värde, vid max Kv-värde.

- Fig.4c visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med innerkäglan inställd på cirka 50% av maximalt förinställt värde.

- Fig.4d visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med ytterkäglan vilken 12 delvis avskännar genomströmningsöppningen.

Detaljerad beskrivning av figurerna Fig.1 visar ett exempel på en kurva över fluidflödet genom ventilen som fimktion av lyfthöj den hos ventilkäglan för den föreliggande uppfinningen, vid ett konstant differenstryck över ventilen. Exemplifierat genom att anta att den värrneavgivande apparaten vilken ventilen reglerar flödet för, avger 50 % av föreskriven effekt när flödet är 20 % av det föreskrivna, skall i detta fall ventilen ge 20 % flöde när den är öppen till 50 %. Detta betyder att när ventilen är öppen till 50 % blir effekten också 50 %. När detta samband stämmer för alla flöden har ventilen en logaritmisk funktion, eller en modifierad logaritmisk karaktäristik - en EQM-funktion.

Den nu aktuella uppfinningen har genom utformningen av käglan, den egenskapen att detta samband mellan lyfthöj d, flöde och effekt upprätthålls för olika Kvs-värden, för en och samma ventildimension.

Fig.2a visar ett längsgående snitt genom en komplett reglerventil 1 enligt en föredragen utföringsforrn av anordningen, innefattande ett ventilhus 2 med en tilloppsanslutning 3 och en utloppsanslutning 4, för anslutning mot det rörsystem i vilket den kompletta reglerventilen 1 arbetar. På ventilhuset 2 är också två anslutningar för mätnipplar 8 anordnade för mätning och eventuell registrering av det statiska differenstrycket över reglerventilen. Fluidet som genomströmmar reglerventilen under drift strömmar från tilloppssidan, tilloppsanslutningen 3, till utloppssidan, utloppsanslutningen 4, via en genomströmningsöppning 7 med en höjd H, i anslutning till ett ventilsäte 6, vilket säte är anordnat i ventilhusets nedre del 28. En ventilhals 5 utgår i vinkel från ventilhuset 2, en ventilinsats komplett 38 är anordnad i ventilhalsen 5.

Ventilinsatsen komplett 38 innefattar ett överstycke 9 och en hylsforrnig, cylindrisk innerkägla 13, vilken är axiellt förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5. 13 Innerkäglans 13 nedre ände, närmast ventilsätet 6 är öppen för inströmning av mediet, och utströmningen av mediet från innerkäglan 13 sker genom innerkäglans öppning 14, vilken är anordnad vid innerkäglans 13 periferi och i huvudriktningen för genomströmningen av mediet genom den kompletta reglerventilen 1. Innerkäglans ytteryta, företrädesvis vid dess övre del, omsluts delvis av en hylsforrnig, cylindrisk ytterkägla 15, vilken är förskjutbart anordnad i ventilhalsen 6. Innerkäglan 13 och ytterkäglan 15 är dessutom förskjutbara i förhållande till varandra och mellan innerkäglans ytteryta och ytterkäglans inneryta är en tätning 26, företrädesvis i form av en O-ring, anordnad.

Genom att inner- och ytterkäglan är förskjutbara i förhållande till varandra, medges att förinställning av den kompletta reglerventilen l, det vill säga förinställningen av Kvs-värdet, det maxflöde som ska genomströmma reglerventilen, kan ske utan att slaglängden begränsas. Detta är en mycket viktig egenskap eftersom noggrannheten vid reglering då blir bra oavsett vald förinställning. Vid förinställning, i reglerventilens förinställningsläge, återfinns ytterkäglan 15 i sitt översta, i förhållande till ventilsätet bortre läge.

Förinställningen innebär att läget/avståndet av innerkäglans öppning 14 i förhållande till ventilsätet 6 ställs in. Vid förinställning roteras en, kring ventilhalsen 5 roterbart anordnad ventilratt 10, vilken via kuggar, är i ingrepp med ett roterbart, kuggförsett mellandrev 30. Detta mellandrev är i sin tur i ingrepp med en roterbar och kuggförsedd så kallad sol 31 vilken i sin tur är i ingrepp med förinställningsskruven 17 och därmed överförs rotationsrörelsen hos ventilratten 10 till förinställningsskruven 17. Denna är roterbar men förflyttas inte axiellt i ventilhalsen under förinställningen.

Förinställningsskruvens 17 nedre del innefattar en invändig gänga vilken samverkar med en utvändig gänga anordnad på innerkäglans 13 övre ände och genom rotationen av förinställningsskruven 17 överförs, via det mellanliggande gängförbandet 20, rotationen till en axiell rörelse hos innerkäglan 13. Därmed 14 förflyttas innerkäglan axiellt i riktning mot eller från ventilsätet 6. Observera att ytterkäglan 15 inte påverkas utan stannar kvar i sitt övre läge vid förinställning.

När sedan förinställningen är avklarad och ventilen redo för reglering, kommer inte det inbördes läget, givet av förinställningen, mellan inner- och ytterkägla att förändras.

Vid reglering av systemet i vilket den kompletta reglerventilen 1 ingår, används för styrning av reglerventilen, vanligen ett påmonterat ställdon (ej visat) monterat på reglerventilens adapter 29. Adaptem är utbytbar beroende på vilken typ av ställdon som används. Ställdonet kommunicerar med givare i systemet, och vid förändrat flödesbehov påverkar ställdonet en ventilspindel 11, vilken är axiellt förskjutbar i ventilhalsen 5. Ventilspindelns 11 axiella rörelse överförs till ytterkäglan 15 genom att spindeln 11 är fast anordnad i en skruv, benämnd avstängningsskruv 16, vilken skruv är förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5.

Denna avstängningsskruv 16 är i sin tur, i reglerläget, fast anordnad axiellt till övre änden av en förinställningsskmv 17, via ett gängförband 18, och förinställningsskruven 17 är också den förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5.

Vidare är ytterkäglan 15 fast anordnad till förinställningsskruven 17 via en mutter 19. Förinställningsskruvens 17 nedre del innefattar, vilket beskrevs ovan, en invändig gänga vilken samverkar med en utvändig gänga anordnad på innerkäglans 13 övre ände och detta gängförband 20 låser i reglerläget, förinställningsskruven 17 och innerkäglan 13 axiellt till varandra. När ventilspindeln 11 förflyttas axiellt förflyttas därmed avstängningsskruven 16, förinställningsskruven 17, innerkäglan 13 och ytterkäglan 15 axiellt i ventilhalsen 5 utan att inner- och ytterkäglans inbördes lägen i förhållande till varandra förändras. Genom den samtidiga axiella förflyttningen av inner- och ytterkäglan 13 och 15 förändras den öppna arean för mediets genomströmning genom innerkäglans öppning 14 på grund av att öppningen 14 avskärmas i olika grad av ventilsätet 6 beroende på innerkäglans 13 förflyttning, varvid flödet genom den kompletta reglerventilen 1 förändras. För att säkerställa att innerkäglans öppning 14 alltid är optimalt placerad i förhållande till strömningen är innerkäglan 13 rotationslåst i förhållande till ytterkäglan 15 genom att två styrpinnar 24 är fast anordnade i ytterkäglan 15 och dessa styrpinnar utsträcker sig axiellt i förhållande till inner- och ytterkäglan och igenom två urtag 25 i innerkäglans topp. Dessa styrpinnar 24 har en längd som är minst lika med förinställningslängden, L, alltså tillräckligt långa för att medge förinställning, då inner- och ytterkäglan är förskjutbara i förhållande till varandra. Omkring ytterkäglans 15 periferi är en signalring 21 anordnad och denna signalring innefattar en ås 22, vilken företrädesvis har en avlång utsträckning i axiell riktning utmed signalringens 21 inner- och ytteryta. Den avlånga åsen 22 är anordnad att greppa i ett spår 36 på ytterkäglans periferi varigenom signalringen 21 blir rotationslåst anordnad kring och i förhållande till ytterkäglan 15. Vidare är signalringens ås 22 utåt, i förhållande ytterkäglan 15, anordnad att löpa i ett spår 23 i ventilhalsen 5, vilket framgår av detaljbilden 2b, och där spåret 23 löper i axiell riktning i förhållande till ytterkäglan 15 och spåret 23 är minst lika långt som ventilens slaglängd. Ytterkäglan är därmed rotationslåst i förhållande till ventilhalsen 5. Signalringen innefattar också ett spår 37, vilket löper runt hela dess periferi och vilket spår är anordnat att skapa en kommunikation mellan lågtryckssidan på ventilen, efter ventilsätet 6, och den ena av anslutningama för mätnipplarna 8. Den andra anslutningen för mätnippel 8 har kommunikation med ventilens högtryckssida, tilloppssidan.

Kring ventilspindeln ll finns en inspänd returfi äder 12 med en omslutande fjäderhylsa 32. Returíj ädem 12 ser till att spindeln återgår till sitt övre, bortre läge (a), i förhållande till ventilsätet 6, så kallad fiäderåtergång om ställdonet av någon anledning blir spänningslöst. För fixering av delarna i ventilinsatsen 38 och för styrning är ett överstycke 9 anordnat. Överstycket 9 blir fast anordnat gentemot ventilhalsen 5 via ett i ventilhalsen fast monterat överstyckeslås 33, vilket gängas fast i ventilhalsens 5 gods vid ihopmonteringen av ventilen. 16 Den kompletta reglerventilen 1 innefattar även ett läge för avstängning av genomflödet, en avstängningsfunktion. Vid avstängning roteras ventilratten 10, varvid ventilratten via kuggar, är i ingrepp med ett roterbart, kuggfórsett mellandrev 34, anordnat for avstängningsfunktionen. Detta mellandrev är i sin tur i ingrepp med en roterbar och kuggförsedd så kallad sol 35 vilken sol i sin tur är i ingrepp med avstängningsskruven 16. Vid ventilrattens 10 rotation överförs således rörelsen till avstängningsskruven 16 vilken genom gängforbandet 18, överför rotationsrörelsen till en axiell rörelse hos förinställningsskruven 17.

Genom att denna, vilket tidigare beskrivits, är fast anordnad med ytterkäglan 15, kommer ytterkäglan också att förflyttas axiellt och därmed även innerkäglan.

För att stänga ventilen helt för genomströmning förflyttas ytterkäglan 15 axiellt i rikting mot ventilsätet 6 tills hela genomströmningsöppningen 7 är helt avskärmad. I ventilsätet 6 är en sätestätning 27 anordnad att täta mot den, mot ventilsätet vändakanten på ytterkäglan 15 vid komplett avstängning. Samma sätestätning 27 tätar även alltid mellan innerkäglan 13 och ventilsätet 6, oavsett fimktionsläge. Funktionen framgår även i figur 4d, där ytterkäglan är på väg mot stängt läge, i riktning ned mot ventilsätet.

Figur 2b visar en förstoring av ett snitt A-A genom ytterkäglan med dess signalring och ås.

Signalringen 21 innefattar den avlånga åsen 22 vilken är anordnad att löpa i ett spår 23 vilket spår löper axiellt i ventilhalsen 5. Signalringen är rotationslåst monterad på ytterkäglan 15 genom åsen 22 vilken samverkar med ett spår 36 vid ytterkäglans periferi.

Figur 3 visar ett tvärgående snitt genom en komplett reglerventil enligt en föredragen utfóringsform av anordningen.

I figuren framgår att innerkäglans öppning 14 har en höjd som är högre än genomströmningsöppningens 7 höjd H, och nämnare bestämt en höjd som är 17 minst lika med höj den på genomströmningsöppningens 7 höjd H, plus längden av förinställningsrörelsen, fórinställningslängden L, det vill säga L+H. Vid fórinställningsmomentet är som tidigare nämnts ytterkäglan 15 i sin övre, bortre position i förhållande till ventilsätet 6 och i figuren är även innerkäglan 13 i sitt övre läge, vilket motsvarar reglerventilens maximala Kv-värde, dess maximala Kvs-värde, med maximalt möjligt genomflöde. Om man önskar ett lägre maximalt flöde, ett mindre Kvs-värde, förflyttas på tidigare beskrivna sätt innerkäglan 13 i riktning mot ventilsätet 6, med dess sätestätning 27, varigenom den exponerade öppningen minskar och därigenom även det möjliga maximala flödet genom ventilen. Genom att innerkäglans öppning 14 har höjden L+H är tillgänglig slaglängd vid reglering fortfarande maximal oavsett valt Kvs-värde.

Den exponerade delen av innerkäglans öppning 14 fortfarande lika med höjden H på genomströmningsöppningen 7 och ingen begränsning av slaglängden har skett även om fórinställningen är vald till ventilens minsta Kvs-värde.

Den kompletta reglerventilen 1 innefattar även, precis som de flesta reglerventiler decimalskala och indikeringssring samt täckkåpa (visas ej). Vidare utbalanseras tryckmässigt inner- och ytterkägla genom urtag 25 i ytterkäglan 15 till hålrummet ovanför densamma och genom detta återfinns statiskt tryck av samma storleksordning på ömse sidor om de rörliga käglorna.

Figur 4a visar innerkäglans 13 utformning i detalj.

Innerkäglan 13 är hylsformad och cylindrisk, med en öppen nederdel for inströmning av fluid och vidare sker utströmningen av fluidet via innerkäglans öppning 14. Formen på innerkäglans öppning 14 är beräknad och ger den kompletta ventilen en EQM-karakteristik. Vidare framgår överdelens gängade parti vilket samverkar med fórinställningsskruvens 17 nedre, invändigt gängande parti, vilket tidigare beskrivits. 18 Figur 4b visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med innerkäglan 13 inställd på maximalt förinställt värde, vid max Kvs-värde.

I botten av ventilhalsen 5 är genomströmningsöppningen 7 anordnad och denna öppning är avgränsad av dess sidor, överkant samt ventilsätet 6. Bakom genomströmningsöppningen 7 syns innerkäglan 13 med dess öppning 14 i ett läge som motsvarar maximal öppning, det vill säga förinställning med max Kvs- värde vilket innebär största möjliga flöde. Ytterkäglan 15 befinner sig i sitt övre läge, ej synligt i figuren.

Figur 4c visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med innerkäglan 13 inställd i ett läge som ger ett nytt Kvs-värde, exempelvis på cirka 50% av maximalt fórinställt värde.

Jämfört med figur 4b har i figur 4c innerkäglan 13 fórflyttats i riktning mot ventilsätet 6 varvid den övre delen av innerkäglans öppning 14 exponerats och därigenom har ett lägre Kv-värde ställts in. Fortfarande erhålls full slaglängd för regleringen eftersom ytterkäglan 15 inte heller i detta läge avskärmar genomströmningsöppningen 7.

Figur 4d visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med ytterkäglan 15 vilken delvis avskännar genomströmningsöppningen 7.

Ventilen har i denna figur samma fórinställning som i figur 4c, det vill säga cirka 50% av maximalt förinställt värde. Ytterkäglan 15 skymmer i figuren delvis genomströmningsöppningen 7, vilken är på väg att helt avskärmas av ytterkäglan. Vid fortsatt vridning av ventilratten (visas ej) kommer ytterkäglan slutligen helt avskärrna genomströmningsöppningen 7 och ventilen är helt avstängd för genomflöde. I detta läge tätar sätestätningen 27 mellan ytterkäglans nedre kant och ventilsätet 6. 1=komp1ett reglerventil 2=ventilhus 3=ti11oppsans1utning 4=ut1oppsans1utning =ventilha1s 6=ventilsäte 7=genomströmningsöppning 8= anslutning för mätnippel 9=öVerstycke 1 0=venti1ratt 1 1=ventilspindel 1 2=returfj äder 1 3=innerkägla 14=innerkäglans öppning ISWterkägIa 16=avstängningsskruv 1 7=fórinställningsskruv 1 8=gängfórband 1 9=mutter =gängfórband STYCKLISTA 21=signa1ring 22=ås 23=spår 24=styrpinne =urtag 26=tätning 27=sätestätning 28=ventilhusets nedre del 29=adapter =mel1andrev, fórinställning 31=so1, fórinställning 32=fiäderhy1sa 33=överstyckes1ås 34=me11andrev, avstängning =so1, avstängning 36=spår, ytterkägla 37=spår, signalring 3 8=venti1insats komplett

Claims (16)

10 15 20 25 20 PATENTKRAV

1. Anordning för flödesreglering av ett medium i ett värme- eller kylsystem där anordningen är en komplett reglerventil (1), med ett ventilhus (2) vilket innefattar en tilloppsanslutning (3), en utloppsanslutning (4), en ventilhals (5) i vilken ett ventilsäte (6) och en genomströmningsöppning (7) är anordnade, minst en anslutning för mätnippel (8) för mätning av tryck- eller temperatumivåer, i ventilhalsen (5) är anordnad en ventilinsats komplett (3 8) och en ventilratt (10), och genom ventilratten (10) och ventilinsatsen komplett (3 8) är en spindel (1 1) med en returfjäder (12) anordnad, kännetecknad av, att den kompletta ventilinsatsen (3 8) innefattar en innerkägla (13), vilken innerkägla bestämmer reglerventilens forinställning av det maximala flödet genom den kompletta reglerventilen (1), det vill säga ventilens Kvs-värde genom att innerkäglan har minst en öppning (14) för genomströmning av mediet, där öppningens utforrrming bestämmer den kompletta reglerventilens (1) reglerkarakteristik, och där ventilens Kvs-värde, steglöst förändras, med bibehållen reglerkarakteristik, genom att innerkäglan (13) är steglöst, axiellt förskjutbart anordnad i förhållande till ventilsätet (6) varvid valda delar av innerkäglans öppning (14) avskärmas av ventilsätet (6) och att längden av denna rörelse är den kompletta ventilens (1) förinställningslängd (L).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att den kompletta ventilinsatsen (38) innefattar en ytterkägla (15), vilken ytterkägla åtminstone delvis omsluter innerkäglans (13) ytteryta.

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad av, att ytterkäglan (15) är steglöst axiellt förskjutbar i ventilhuset (2) och dess ventilhals (5), mellan ett första bortre ändläge i förhållande till ventilsätet (6) och ett andra ändläge i anslutning mot ventilsätet (6). 10 15 20 25 21

4. Anordning enligt patentkrav 2-3, kännetecknad av, att innerkäglan (13) i ett regleringsläge är anordnad att reglera flödet genom den kompletta reglerventilen (1), genom att spindeln (1 1) är fast anordnad med en avstängningsskruv (16) vilken avstängningsskruv är förenad med en förinställningsskruv (17), företrädesvis via ett gängförband (18), och till förinställningsskruven (17) är ytterkäglan (15) axiellt låst, företrädesvis medelst en mutter (19) och vidare är även innerkäglan (13) axiellt låst till förinställningsskruven (17), företrädesvis medelst ett gängförband (20), och att avstängningsskruven (16) är axiellt förskjutbar under påverkan av spindeln (1 l) varvid således både inner- och ytterkäglan samtidigt förflyttas axiellt och flödet genom den kompletta reglerventilen (1) bestäms av innerkäglans öppning (14) och dess avskännning mot ventilsätet (6) och motsvarar den belastning/det effektuttag som föreligger i varje enskilt driftsfall.

5. Anordning enligt 'patentkrav 2-4, kännetecknad av, att innerkäglan (13) i förinställningsläget är axiellt förskjutbar i förhållande till ytterkäglan (15).

6. : 6. Anordning enligt patentkrav 4-5, kännetecknad av, att innerkäglan ( 13) i förinställningsläget är axiellt förskjutbar genom en vridrörelse av ventilratten (10), och att ventilratten då är i ingrepp med förinställningsskruven (17) varvid vridrörelsen överförs till en axiell rörelse hos innerkäglan (13) via gängförbandet (20), vilket är anordnat mellan förinställningsskruven (17) och innerkäglan (13).

7. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av, att längden av ytterkäglans (15) rörelse mellan sina ändlägen är minst lika med höjden (H) på genomströmningsöppningen (7) och denna längd utgör den kompletta reglerventilens (1) slaglängd. : 10 115 20 25 22

8. Anordning enligt patentkrav 1-7, kännetecknad av, att innerkäglan (13) i reglerläget är anordnad att reglera med full slaglängd, oavsett det valda förinställningsläget, det vill säga det valda Kvs-värdet, genom att innerkäglans öppning (14) har en höjd som är minst lika med genomströmningsöppningens (7) höjd (H) plus íörinställningslängden (L).

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av, att genomströmningsöppningens (7) höjd (H), oavsett valt förinställningsläge, inte avskärrnas av vare sig ytterkäglan (15) eller av höjden av innerkäglans öppning (14).

10. Anordning enligt patentkrav 2-9, kännetecknad av, att ytterkäglan (15) är rotationslåst i förhållande till ventilhalsen (5) genom att en signalring (21) är rotationslåst anordnad kring ytterkäglan (15) via en på signalringen (21) i anordnad ås (22) vilkens ås insida sträcker sig i riktning inåt mot signalringens (21) centrum och åsens (22) insida greppar i ett spår (3 6) vid ytterkäglans ytteryta, och åsen sträcker sig också utåt från signalringens (21) utsida till ett spår (23) anordnat i ventilhalsen (5), i vilket spår åsen (22) är anondnad att löpa.

11. Anordning enligt patentkrav 10, kännetecknad av, att innerkäglan (13) är rotationslåst till ytterkäglan (15) genom att minst en styrpinne (24) är fast anordnad i ytterkäglan (15) och att styrpinnen (24) löper axiellt i förhållande till ytterkäglans utsträckning och vidare genom ett urtag (25) i innerkäglan (13) och därmed är innerkäglan rotationslåst i förhållande till ytterkäglan (15) och därtill också rotationslåst i förhållande till ventilhalsen (5) och vidare är innerkäglan (13) axiellt förskjutbar i förhållande till styrpinnen (24). 10 15 20 25 23

12. Anordning enligt patentkrav 2-1 1, kännetecknad av, att en tätning (26) är anordnad mellan innerkäglans (13) ytteryta och ytterkäglans (15) inneryta.

13. Anordning enligt patentkrav 3-12, kännetecknad av, att ytterkäglan (15) i dess forsta bortre ändläge, i förhållande till ventilsätet (6), helt frilägger genomströmningsöppningen (7), och att ytterkäglan (15) i dess andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet (6), helt avskännar genomströmningsöppningen (7) och därmed ger den kompletta reglerventilen (1) dess stängda läge och därmed en avstängningsfunktion.

14. Anordning enligt patentkrav l-13, kännetecknad av, att en sätestätning (27) är anordnad i ventilsätet (6), vilken sätestätning tätar mellan innerkäglan (13) och ventilsätet (6), samt också tätar mellan ytterkäglans (15) botten och ventilsätet då ytterkäglans befinner sig i sitt andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet (6).

15. Anordning enligt patentkrav 1-14, kännetecknad av, att genomströmningsöppningen (7) är anordnad i ventilhusets nedre del (28) i direkt anslutning till ventilsätet (6) och nära tilloppsanslutningens (3) och utloppsanslutningens (4) centrumlinjer och därmed nära huvudriktningen för den kompletta ventilens genomlopp.

16. Anordning enligt patentkrav l-l5, kännetecknad av, att innerkäglans (13) öppning (14) lägesmässigt sammanfaller med genomströmningsöppningen (7).