SE448592B - Anordning for reglering av undertrycket i ett undertrycksledningssystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 448 592 av det inledningsvis nämnda slaget, så att den blir lägesobe- roende, dvs kan anslutas i godtycklig ställning till en under- trycksledning. Vidare skall anordningen uppbyggas kompakt och i synnerhet vara anslutbar med endast en anslutning till ett ställe på en undertrycksledning.

Dessa ändamål har uppnåtts med en anordning enligt uppfin- ningen, som erhållit de i efterföljande patentkrav l angivna kännetecknen.

Genom anordnandet av styrkammaren mellan de två med det rörliga bärarstycket förbundna membranen, erhåller huvudventi- len funktionen av en differentialkolv. Varje tryckdifferens mellan atmosfären och styrkammaren motsvarar en definierad ställning för huvudventilkroppen, och det behövs inga ytter- för att åstadkoma en stängning av huvudventilen. Genom det spe- ligare åtgärder, såsom en vikts- eller fjäderbelastning, ciella anordnandet av hjälpventilen-och tillförseln av under- trycket genom huvudventilkroppen uppnås, att någon extra ex- tern anslutning för referensundertrycket inte blir nödvändig.

Olika fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen anges i underkraven. Vid de båda i patentkraven 3 och 4 angivna ut- föringsformerna uppnås, att det till den som komparator verk- samma hjälpventilen tillförda referensundertrycket inte uttas i själva anslutningsstycket utan i undertrycksledningen på ett ställe, där turbulenserna har avklingat.

Genom den speciellt fördelaktiga utföringsformen enligt patentkravet 6 åstadkommas en anordning, vid vilken såsom vidare skall förklaras nedan i samband med ett utföringsexem- pel på uppfinningen, trycket i huvudventilens styrkammare styrs motsatt mottrycket i undertrycksledningen, dvs då tryck- et i undertrycksledningen ytterligare sjunker eller under- trycket blir högre, stiger trycket i styrkammaren och därige- nom öppnar huvudventilen och trycket i undertrycksledningen stiger åter. Vid system, i vilka en alltför stor sänkning av trycket i undertrycksledningen under alla omständigheter skall förhindras, exempelvis vid mjölkningsanläggningar, har detta den stora fördelen, att anordningen är i hög grad självsäkran- 10 15 20 25 30 _æ 448 592 de, dvs om genom en störning i själva ventilen, exempelvis genom ett förstört membran, trycket i styrkammaren stiger, i synnerhet till atmosfärstryck, så öppnar ventilen. Denna egenskap uppnås inte vid kända anordningar.

Vidare har denna utföringsform den stora fördelen, att anordningen reder sig med mycket ringa luftmängder för regle- ringen, så att ett mycket bättre utnyttjande av den maximala pumpeffekten blir möjligt.

Utförandet av membranen som motriktat arbetande, i sig kända rullmembran har den fördelen, att någon ensidig oriente- ring av anordningen vad avser en bestämd riktning inte kan uppträda.

Utföringsexempel på uppfinningen beskrivs i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l ovan- ifrån visar en anordning för reglering av undertrycket i ett undertrycksledningssystem, fig. 2 visar ett snitt efter linjen II-II i fig. l vid öppnad huvudventil, fig. 3 visar ett snitt efter linjen III-III i fig. l vid stängd huvudventil och fig. 4 visar ett snitt efter linjen II-II i fig. l vid en annan ut- föringsform av anordningen samt stängd huvudventil.

Den i fig. l - 3 visade anordningen uppvisar ett hus l, som över ett anslutningsstycke 2 är anslutet till en i figu- rerna endast delvis visad undertrycksledning 3. Inuti huset l är anordnad en huvudventil, vars ventilsäte befinner sig vid övergångsstället mellan huset l och anslutningsstycket 2. Ven- tilsätet uppvisar en 0-ring 5, mot vilken kan lägga sig en huvudventilkropp 7, som är anordnad vid den mot anslutninga- stycket 2 vända sidan av ventilsätet 5. En ventilspindel 8 sträcker sig genom ventilsätet 5 och är förbunden med ett i huset l rörligt anordnat bärarstycke 18. Husets 1 till anslut- ningsstycket 2 anslutande inre bildar huvudventilkámmaren 4, som via luftinloppsöppningar 6 är förbunden med atmosfären.

Bärarstycket 18 är över ett första rullmembran 9 förbundet med huset l och över ett andra rullmembran 17 förbundet med en på huset 1 satt och husets överdel bildande tätningsring la. Tätningsringen la är medelst en spännring lb fast förbun- 10 l5 20 25 30 35 448 592 den med huset l. Bärarstycket 18 är rörligt i axiell riktning, varvid rullmembranen 9 och l7 avrullar i motsatta riktningar *mot styrytor l8c resp. l8d. Mellan de båda rullmembranen 9 och 17 befinner sig en genom tätningsringen la tätad styrkam- mare 10. Styrkammaren 10 är över en förbindningskanal lOa för- bunden med en kanal 19, som går genom bärarstycket 18, ventil- spindeln 8 och huvudventilkroppen 7 samt mynnar på den mot * undertrycksledningen 3 vända sidan av huvudventilkroppen 7 genom ett förlängningsrör l9a. Till förlängningsstycket l9a ansluter ett flexibelt slangstycke 20, vilket är fört ut ur anslutningsstycket 2 och in i undertrycksledningen 3.

Inuti det i två delar utförda bärarstycket 18 är inrättat ett rum, i vilket är anordnad en hjälpventil. Denna hjälpven- til har en hjälpventilkropp ll, vilken över ett rullmembran 12 är förbunden med bärarstycket 18. Rullmembranet 12 delar det rum, i vilket hjälpventilkroppen ll är anordnad, i en första hjälpkammare l3a och en andra hjälpkammare l3b. Hjälp- ventilkroppen ll är rörlig i axiell riktning och samverkar med ett hjälpventilsäte 14, som är utbildat som 0-ring och är så anordnat vid den inuti bärarstycket l8 befintliga övre änden av kanalen 19, att kanalens 19 övre öppning är stäng- bar medelst hjälpventilkroppen ll. Genom hjälpventilkroppen 11 sträcker sig i axiell riktning ett rörstycke 21, som dels är infört genom ventilsätet 14 in i kanalen 19 och dels över ett strypmunstycke 28 är förbundet med den första hjälpkamma- ren l3a. Rörets tvärsnitt och dess längd är så valda, att i kanalen 19 uppstår två genomgångskanaler med ringformiga tvär- snitt, nämligen en första genomgângskanal lö, som är anordnad mellan förbindelsekanalens lOa mynning i kanalen 19 och hu- vudventilkroppen 7 samt en andra genomgångskanal 22 med ring- formigt genomgångstvärsnitt, som är anordnad mellan förbin- delsekanalens lOa mynning i kanalen l9 och ventilsätet 14.

Den första ringformiga genomgângskanalens 16 genomgångstvär- snitt är därvid mindre än den andra ringformiga genomgångska- nalens 22 genomgångstvärsnitt.

Den andra hjälpkammaren l3b, som bildar hjälpventilens 10 15 20 25 30 35 448 592 Ventilkammare, är över en tillförselkanal 23 förbunden med atmosfären. Därvid är inloppsöppningen till tillförselkana- len 23 täckt med ett filter 24. Hjälpventilkroppen ll trycks av en i bärarstycket 18 anordnad skruvfjäder 15 mot ventil- sätet 14. Skruvfjäderns 15 förspänning är inställbar genom en inställningsskruv l5a.

De båda rullmembranen 9 och 17 är fästa vid bärarstycket 18 genom hopskruvade membrantallrikar 27a och 27b. På den mot huvudventilkamaren 4 vända sidan av bärarstycket 18 är vi- dare stödelement 26 anordnade, vilka begränsar huvudventilens slaglängd vid full öppning. I anslutningsstycket 2 är anord- nade styrlister 2a för styrning av huvudventilkroppen 7.

Den ovan beskrivna anordningens funktion är enligt följan- de: Genom en icke visad pumpanordning alstras ett undertryck i undertrycksledningen 3. Då trycket sjunker i undertrycks- ledningen 3, sänks också via slangstycket 20, kanalen 19 och förbindelsekanalen l0a trycket inuti styrkammaren 10. Likaså sänks via slangstycket 20, kanalen 19, röret 21 och munstycket Till följd av fjä- derns 15 kraftverkan kvarblir emellertid till att börja med hjälpventilkroppen ll mot hjälpventilsätet 14, dvs att hjälp- ventilen förblir stängd. Till följd av undertrycket i styrkam- maren 10 verkar atmosfärstrycket mot bärarstyckets 18 båda 28 trycket i den första hjälpkammaren 13a. verksamma ytor l8a och 18b. Då den undre verksamma ytan l8a är större än den övre verksamma ytanl18b uppstår en kraftver- kan, som slutligen för bärarstycket från den i fig. 2 visade ställningen till den i fig. 3 visade ställningen. Därvid läg- ger sig huvudventilkroppen 7 mot huvudventilsätet 5 och stäng- er huvudventilen. _ Då trycket i undertrycksledningen 3 ytterligare sjunker och därmed ocksâ, fördröjt genom strypmunstycket 28,trycket i den första hjälpkammaren l3a sjunker, blir, hjälpkammaren l3b råder atmosfärstryck, den på hjälpventil- kroppen ll mot verkan av skruvfjädern 15 verkande öppnings- kraften större. Då denna öppningskraft övervinner kraften av då i den andra 448 592 10 15 20 25 30 35 skruvfjädern 15, öppnar hjälpventilen genom lyftning av hjälp- ventilkroppen ll från hjälpventilsätet 14. Nu kan ytterluft över tillförselkanalen 23 och den andra hjälpkamaren l3b samt genomgångskanalen 22 till viss utsträckning nå kanalen 19. Därigenom stiger trycket i styrkammaren 10 och det upp- står en kraftverkan mot bärarstycket 18 i ventilens öppnings- riktning, varigenom huvudventilkroppen 7, alltefter det i styrkammaren 10 rådande trycket, en större eller mindre sträcka lyfts från huvudventilsätet 5. Detta har till följd, att ytter- luften genom luftinloppsöppningarna 6 når huvudventilkammaren 4 och genom anslutningsstycket 2 undertrycksledningen 3, vil- ket i sin tur har till följd, att trycket åter stiger i under- trycksledningen 3.

Denna funktion medför alltså en reglering av undertrycket i undertrycksledningen 3, varvid undertrycksnivån, som skall hållas konstant, är inställbar medelst skruven l5a genom änd- ring av skruvfjäderns 15 förspänning.

Genom hjälpventilen styrs det i styrkammaren 10 rådande trycket vid den beskrivna anordningen genom inblandning av tillsatsluft. Ju lägre trycket blir i undertrycksledningen 3, desto mer lyfter hjälpventilkroppen ll från hjälpventilsätet 14 och motsvarande större mängd tillsatsluft tillförs kanalen 19 och därmed styrkanalen 10, dvs trycket i styrkammaren 10 stiger alltmer ju mer trycket i undertrycksledningen 3 sjunker.

Den totala anordningens regleringskarakteristika uppkommer genom lämplig dimensionering av de båda genomgångskanalerna 16 och 22 samt strypmunstyckets 28 genomgångstvärsnitt. Där- vid måste genomgångskanalens 16 genomgângstvärsnitt vara mind- re än genomgângskanalens 22 genomgângstvärsnitt, för att från kanalen 19 inte skall kunna avges mer tillsatsluft än som tillförs över hjälpventilen. Strypmunstycket 28 åstadkommer en något fördröjd initiering av hjälpventilen, varigenom reg- leringssvängningar kan undvikas.

En speciell egenskap hos den beskrivna anordningen är varmed i detta fall skall förstås, att huvudventilen vid en i själva anordningen uppträdande störning dess “egensäkerhet", 10 15 25 30 35 448 592 intar en bestämd, önskad ställning. Denna ställning är vid en mjölkningsanläggning ventilens öppenställning, eftersom i detta fall trycket i undertrycksledningen 3 tilltar, vilket betyder, att i intet fall kan uppträda en otillåtligt kraftig och djurens juver skadande sänkning av trycket i undertrycks- ledningen 3. Om nu exempelvis ett av de båda rullmembranen 9 eller 17 vid anordningen enligt fig. 1-3 blir otätt eller förstörs, så stiger trycket i styrkammaren 10, eventuellt till atmosfärstrycket, vilket har till följd, att huvudventi~ len 7 med säkerhet öppnar.

En ytterligare egenskap hos anordningen är den självrenan- de verkan, som uppkomer vid genomgångskanalerna 16, 22 till följd av rörets 21 rörelse tillsammans med hjälpventilkroppen ll.

Genom förlängningen av kanalen 19 med slangstycket 20 upp- nås, att det referensundertryck, som tillförs den första hjälpkammaren l3a, inte uttas i anslutningsstycket 2, där turbulens fortfarande kan uppträda, utan i undertrycksledning- en 3.

Rullmembranens 9 och l7 verkningssätt säkerställer, att ingen ensidig orientering i bärarstyckets 18 rörelse och i synnerhet inget "slip-stick-förhållande" kan uppträda. Den totala anordningens verkningssätt är oberoende av inbyggnads- lägetÅ I fig. 4 visas en annan utföringsform av en anordning för reglering av undertrycket, som i princip är uppbyggd som an- ordningen enligt fig. 1-3. För lika delar används därför i fig. 4 samma hänvisningssiffror som i fig. 1-3.

Den i fig. 4 visade anordningen skiljer sig till sin funk- tion från anordningen enligt fig. l-3 i första hand därigenom, att styrningen av trycket i huvudventilens styrkammare sker i samma riktning som tryckändringen i undertrycksledningen 3.

I det följande beskrivs först de konstruktiva skillnader- na mot utföringsformen enligt fig. l-3. Huvudventilkroppen 37 är anordnad att vid öppen ventil befinna sig i huvudventil- kammaren 4 på den från anslutningsstycket 2 vända sidan av 10 15 25 30 35 448 592 huvudventilsätet 5. Huvudventilkroppen 37 är ovanför huvud- ventilspindeln 38 anordnad vid bärarstycket 18. Den genom de båda rullmembranen 9 och 17 från huvudventilkammaren 4 resp. atmosfären skilda styrkammaren 40 är över en förbin- delsekanal 40a förbunden med en i bärarstycket 18 anordnad ventilkammare 43c. Ventilkammaren 43c är å sin sida via det genom hjälpventilkroppen 41 stängbara hjälpventilsätet 44 och en ringformig genomgångskanal 52 förbunden med en kanal 49, som sträcker sig genom ventilspindeln 38 och huvudventil- kroppen 37 samt mynnar i anslutningsstycket 2. Hjälpventil- kammaren 43c är vidare över en ringformig genomgångskanal 43d förbunden med den andra hjälpkammaren 43b, som i sin tur via tillförselkanalen 23 och luftfiltret 24 är förbunden med atmosfären. Hjälpventilkroppen 41 är över rullmembranet 12 förbunden med bärarstycket 18, varvid rullmembranet 12 skil- jer hjälpkamrarna 43a och 43b från varandra.

Hjälpkammaren 43a är via ett i densamma mynnande rör 51 direkt förbunden med undertrycksledningen 3. Röret 51 sträc- ker siggenom hjälpventilkroppen 41, hjälpventilsätet 44 och utefter hela längden av kanalen 49 genom ventilspindeln 38 och huvudventilkroppen 37 samt mynnar utanför kanalens 49 mynning i undertrycksledningen 3. Genom ett flexibelt slang- stycke 50 är röret 51 förlängt så mycket, att det hjälpkamma- ren 43a tillförda undertrycket uttas direkt i undertrycks1ed~ ningen 3.

Anordningens enligt fig. 4 funktion är den följande: Då trycket i undertrycksledningen 3 sjunker, alstras i den första hjälpkammaren 43a ett undertryck, på grund av vil- ket uppkomer en på hjälpventilkroppen 41 verkande kraft, som verkar mot kraften av skruvfjädern 15, genom vilken hjälp- ventilkroppen 41 trycks mot hjälpventilsätet 44. I motsvarig- het till skruvfjäderns 15 inställda förspänning lyfts till att börja med hjälpventilkroppen 41 inte från sitt säte 44.

Styrkammaren 40 är över förbindelsekanalen 40a, hjälpventil- kammaren 43c och genomgângskanalen 43d förbunden med den and- ra hjälpkammaren 43b och därmed via tillförselkanalen 23 med 10 20 30 448 592 atmosfären, så att atmosfärstrycket vid stängd hjälpventil inställer sig i styrkammaren 40. I detta tillstånd anligger huvudventilkroppen 37 mot huvudventilsätet 5 och huvudventi- len är stängd. Om nu trycket i undertrycksledningen 3 sjun- ker så långt, att hjälpventilkroppen 41 till följd av det likaledes sjunkande trycket i den första hjälpkammaren 43a lyfts från hjälpventilsätet 44 mot kraften av skruvfjädern l5, sänks också trycket i hjälpventilkammaren 43c via genomgångs- kanalen 52 och kanalen 49, vilket har till följd en sänkning av trycket i styrkammaren 40.

Under verkan av atmosfärstrycket utsätts bärarstycket 18 på det redan i anslutning till fig. 1-3 beskrivna sättet för en kraftverkan, som i fig. l är riktad uppåt och lyfter hu- vudventilkroppen 37 från huvudventilsätet S. Härefter kan den genom luftinloppsöppningarna 6 i huvudventilkammaren 4 inströmmande luften via anslutningsstycket 2 nå undertrycks~ ledningen 3, varigenom trycket där åter stiger. Åter uppnås alltså en reglering i undertrycksledningen 3 i beroende av det med hjälp av skruvfjädern 15 inställda styrtrycket. An- ordningens regleringsförhållanden bestäms genom de båda ge- nomgångskanalernas 52 och 43d genomgångstvärsnitt.

Värt att notera vid anordningen enligt fig. 4 är, att det den första hjälpkammaren 43 tillförda referensundertrycket uttas på ett annat ställe i undertrycksledningen 3 än det styrkammaren 40 tillförda styrundertrycket.

Givetvis är det också vid utföringsformen enligt fig. 1-3 möjligt, att utta referensundertrycket på ett annat ställe än det styrkammaren 10 tillförda styrundertrycket. För detta ändamål behöver röret 21 endast föras genom hela längden av kanalen 19 och ut ur mynningen av rörstycket l9a. Slangstyc- ket 20 skulle då anordnas vid änden av det förlängda röret 21.

Claims (4)

1. 448 592 10 P A T E N T K R A V l. Anordning för reglering av undertrycket i ett under- trycksledningssystem, i synnerhet för mjölkningsanläggningar, med ett hus, vilket via ett anslutningsstycke är anslutbart till en undertrycksledning och i vilket är anordnad en huvud- ventil med en huvudventilkammare som på sin mot anslutnings- stycket vända sida uppvisar ett ventilsäte och i sina ytter- väggar uppvisar luftinloppsöppningar, och en huvudventilkropp, som via en ventilspindel är förbunden med ett membran, genom vilket huvudventilkammaren är skild från en styrkammare, som är påverkbar med ett av det i undertrycksledningen rådande undertrycket beroende undertryck, varvid huvudventilkroppens ställning i förhållande till ventilsätet är beroende av under- trycket i styrkammaren, samt en i huset anordnad, undertrycket i styrkammaren påverkande hjälpventil med en hjälpventilkropp, som är förbunden med ett hjälpmembran, som skiljer två hjälp- kammare, av vilka en första är förbunden med undertrycksled- ningen och en andra med atmosfären, varvid genom den så alst- rade tryckdifferensen uppkommer en hjälpventilkroppen från ett hjälpventilsäte mot den inställbara kraften av en skruv- fjäder lyftande kraft, k ä n n e t e c k n a d a v att styrkammaren på den från huvudventilkammaren (4) vända sidan är sluten genom ett andra, mot atmosfären gränsande membran (17), varvid båda membranen (9,l7) är förbundna dels med hu- set (l) och dels med ett rörligt bärarstycke (18), vid vilket huvudventilens ventilspindel (8,38) är anordnad och vilket mot huvudventilkammarens (4) inre resp. atmosfären vänder verksam- ma ytor (l8a,l8b) av olika storlek, varvid hjälpventilen är anordnad i bärarstycket (18) samt styrkammaren (10) och den första hjälpkammaren (l3a,43a) via en genom bärarstycket (18), ventilspindeln (8,38) och huvudventilkroppen (7,37) förd ka- nal (l9,49,5l) är förbundna med undertrycksledningen (3), 448 592 ll och att i kanalen (l9,49) är åtminstone på en del av dess längd koncentriskt anordnat ett rör (2l,5l), vars yttertvär- snitt är mindre än kanalens innertvärsnitt, varvid förbindel- sen mellan styrkammaren (l0,40) och undertrycksledningen (3) åstadkommas över den mellan kanalinnerväggen och rörytter- (16, 52) och varvid röret (2l,5l) under frilämnande av en andra väggen uppstående första ringformiga genomgångskanalen ringformig genomgångskanal (22,52) sträcker sig genom hjälp- ventilsätet (l4,44) och är tätande och fast förbundet med det- ta samt sträcker sig genom hjälpventilkroppen (ll,4l) och är förbundet med den första hjälpkammaren (l3a,43a).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d a v att kanalen (19) i sin mot undertrycksledning- en (3) vända ände är förlängd medelst en flexibel, genom an- slutningsstycket (2) in i undertrycksledningen (3) införd slang (20).

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att röret (51) sträcker sig längs kanalens (49) hela längd och i sin mot undertrycksledningen (3) vända ände är förlängt medelst en flexibel, genom anslutningsstycket in i undertrycksledningen införd slang (50).

4. Anordning enligt något av kraven 1"3, k ä n n e ~ t e c k n a d att röret (21) är förbundet med den första hjälpkammaren (l3a) via ett stryporgan (28). a v 52 t e c k n a d kanalens (16) minsta genomgångstvärsnitt är mindre än den Anordning enligt något av kraven l-4, k ä n n e - a v att den första ringformiga genomgângs- andra ringformiga genomgångskanalens (22) genomgångstvärsnitt, att styrkammaren (10) över den andra ringformiga genomgångs- kanalen (22) och hjälpventilen (11,14) är förbindbar med den som ventilkammare utformade andra hjälpkammaren (13b), och att huvudventilkroppen (7) med avseende på sitt ventilsäte (5) är så anordnad, att vid stegring av trycket i styrkammaren (10) utövas mot ventilkroppen en i huvudventilens (5,7) öppnings- riktning verkande kraft. 448 592 12 6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att bärarstyckets (18) mot huvudventilkammaren (4) vända, verksamma yta (18a) är större än den mot atmosfären vända, verksamma ytan (18b), och att huvudventilkroppen (7) är an- ordnad på den mot undertrycksledningen (3) vända sidan av huvudventilsätet (5), varvid ventilspindeln (8) är förd genom huvudventilsätet (5). 7. Anordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d a v att det första och andra membranet (9, 17) är utformade som mot varandra arbetande rullmembran, som motriktat avrullar mot styrytor (18c,18d) på bärarstycket (18). 8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att hjälpmembranet (12) är utformat som rullmembran.