SE469572B - Ventil vid tryckspridarmunstycke - Google Patents

Description

15 20 25 30 469 572 2 Detta ändamål löses enligt uppfinningen genom de kännetecken som angives"i efterföljande patentkrav 1.

Vid den enligt uppfinningen utformade ventilen förefinnes totalt 3 tillstànd för tillslutningskroppen i ventilkammaren att ur- skilja. a) I stängningsläget kommer det vid slutet av inloppskanalen befintliga ventilsätet att fullständigt tillslutas av den fjäderbelastade ventilkroppen. Ventilsätets tvärsnitt är flera gånger mindre än ventilkroppens tvärsnitt. Pâ grund härav är ett högre inloppstryck P1 nödvändigt, för att förflytta ventilkroppen från ventilsätet. Öppnandet sker när följande likhet gäller: f X1 ( A1 131," varvid f = fjäderkonstanten xí = fjädervägen i stängningsläget P1 = inloppstryck A1 = av inloppstrycket påverkad yta av ventilkroppen i b) stängningsläget.

Mellanlägen med mycket kort varaktighet uppträder, när ventilkroppen rör sig från ventilsätet. Det strömmar fluidum till ventilkammaren och först till det vid sätet anslutande styrningsavsnittet, vars tvärsnitt motsvarar ventilkroppens tvärsnitt. För att möjliggöra rörelsen av ventilkroppen fràn ventilsätet till mellanläget, är det därvid nödvändigt, att ventilkroppen uppvisar ett visst spel relativt styrninge- avsnittet, således ventilkroppens tvärsnitt är något mindre dimensionerad än styravsnittets tvärsnitt. Därför tränger också fluidum i den mitt för styravsnittet liggande delen av ventilkammaren och uppbygger där ett utloppstryck P2. Numera 10 15 20 25 30 35 varvid f varvid Q c) f 469 572 verkar inloppstrycket P1 pà en större yta A2 av ventil~ krofipen. Vidare verkar en av genomströmningsmängden Q beroende motkraft på ventilkroppen, sa att följande liknelse erhålles: f - x < A2 - F fjäderkonstanten x = fjädringsvägen inloppstryck *U H ll P2 = utloppstryck mitt emot ventilkroppen A2 = av inloppstrycket P1 påverkad yta av ventilkroppen i öppningsläge F = genom strömningen betingad motkraft F' = Q v c . 2. o volymströmmen c konstant fluidets specifika vikt.

Ventilkroppen rör sig därför snabbt ytterligare till sitt öppningsläge, nämligen fram till den mitt för styravsnittet liggande delen av ventilkammaren, vars tvärsnitt motsvarar ventilkroppens tvärsnitt. Den när till strömningskanalens område och frilägger detta, så att det erhålles ett fritt strömningstvärsnitt för ventilkammaren. Därigenom stiger den av strömningen betingade motkraften väsentligt så att den inställer sig i ett jämviktsläge, varvid differens- trycket (P1 - P2) har ett betydande lägre värde än öpp- ningstrycket, emedan den tryckpàverkade ytan A2 av ventil- kroppen i öppningsläget är många gånger större än i stäng- ningsläget.

Följande formel gäller: (P1 ~ P2) - F2 10 15 20 25 30 35 469 572 4 Denna formel kännetecknar ventilkroppens öppningsläge i ventilkammaren.

Den så erhàllna kraftjämvikten i ventilkammaren störes, så snart den matningstrycket alstrande pumpen avstänges. Emedan det statiska trycket jämte det dynamiska trycket omedelbart därefter sjunker, kommer fjäderkraften att röra ventilkroppen via mellan- läget till avstängningsläget. Har ventilkroppen nått ventilkam- marens styrningsavsnitt, sjunker motkraften F, så att ventilen snabbt stänger. Ventilen reagerar därför omedelbart och tillförlitligt pà ändrade tryckförhállanden. Med ventilen enligt uppfinningen är det uteslutet, att efter matningspumpens av- stängning ytterligare fluidum okontrollerat kan utströmma ur ventilkammarens utlopp respektive ett efterkopplat munstycke.

Det har visat sig särskilt lämpligt, att strömningskanalen bildas genom en eller flera längsgående spår i ventilkammarens innervägg, vilka börjar med axiellt avstånd från sätet. Dessa längsgående spar ökar ventilkammarens fria strömningstvärsnitt, varigenom volymströmmen och därmed motkraften ökar. Å andra sidan har den tryckpàverkade ytan av ventilkroppen största möjliga värde, så att tryckskillnaden över ventilkroppen i öppningsläget är mycket liten i jämförelse med öppningstrycket.

Skall strömningsriktningen omlänkas 90° vid ventilen enligt uppfinningen så har det visat sig lämpligt, att utforma ström- ningskanalen såsom en tvärborrning i huset, vars mynning anord- nas med axiellt avstånd från sätet.

Vid en föredragen utföringsform sörjes för, att ventilens cir- keltvärsnitt mitt för styrningsavsnittet har en vidgning och att en sàsom ventilkropp tjänande kolv uppvisar ett i diametern för styravsnittet motsvarande första avsnitt och ett i diametern för vídgningen motsvarande andra avsnitt och är försett minst en del av utsidan för andra avsnittet för att bilda strömningskanalen 10 15 20 25 30 35 1 _ 469 572 radiellt inåt. Denna ventilkammare uppvisar alltså två olika innerdiâmetrar, varvid styrningsavsnittet uppvisar en mindre innerdiameter än den anslutande vidgningen. Kolven uppvisar à sin sida vid sitt mot sätet vända änden ett första avsnitt med mindre vtterdiameter, som korresponderar mot styravsnittet med ett visst spel.

Särskilt kan kolven uppvisa vid sin utsida en avplaning i axiell riktning för att bilda strömningskanalen. En sådan kolv kan lätt framställas genom svarvning och avslipning.

När ventilen enligt uppfinningen användes i ett tryckfinfördel~ ningsmunstycke till en värmeanläggning, är det lämpligt, att ventilhuset är insatt i munstyckshuset för tryckfinfördelnings- munstycket och fixeras via ett med hjälp av en flänsning fast- hàllet filterelement. Vid denna anordning strömmar oljan från filterelementet direkt till ventilen och därifrån omedelbart till finfördelningsmunstycket. Med hjälp av denna ventil uppnås, att munstycket tillföres olja först, när ett tillräckligt fin- fördelningstryck föreligger och att efter avstängning av mat- ningspumpen ingen olja mer okontrollerat droppar ur finfördel- ningsmunstycket.

Uppfinningen komer i det följande att beskrivas i föredragna utföringsformer tillsammans med bifogade ritningar. Dessa figu- rer visar därvid: Figur 1 visar en utföringsform av ventilen enligt uppfinningen i tillslutningsläge och i tvärsnitt.

Figur 2 visar en utföringsform av ventilen enligt figuren 1 i öppningsläge.

Figur 3 visar en ytterligare utföringsform av ventilen enligt uppfinningen och i tvärsnitt. 10 15 20 25 30 35 469 572 6 Figur 4 visar en ytterligare utföringsform av ventilen i tvär- nsnitt.

Figur 5 visar ett tryckspridarmunstycke till en värmeanläggning med ventilen enligt uppfinningen.

Den i figur 1 visade ventilen uppvisar ett hus 2 med ett ventil- säte 3 och en därtill anslutande ventilkammare 4 med ett utlopp 5. Vid det i figur 1 visade tillslutningsläget stänger den såsom tillslutningskropp tjänande kulan 6 inloppet 7. För överskådlig- hetens skull är fjädern 8 visad utanför ventilkammaren. Denna fjäder 8 trycker kulan 6 till stängningsläge mot ventilsätet 3.

Ventilkammarens 4 insida 9 uppvisar längsgående spår 10, som I det vid ventilsätet 3 anslutande styravsnittet 11 av ventilkammaren 4 vidgar ventilkammarens innerdiameter partiellt. motsvarar tvärsnittet kulans tvärsnitt, dvs. tvärsnittet för ventilkammarens 4 styravsnitt 11 är något större än kulans 9 tvärsnitt. På detta sätt säkerställas kulans 8 rörlighet i detta avsnitt. Exempelvis uppgår spelet till 2/100 till 3/100 mm. På andra sidan om detta styravsnitt 11 ökar längsgående spåret 10 ventilkammarens fria strömningstvärsnitt. Inloppstrycket P1 påverkar den relativt lilla ytan A1 till kulan 6.

I det i figur 2 visade öppningsläget har kulan 6 rör sig.med sin diameter d till början av området för de längsgående spåren 10 i ventilkammaren mot fjäderns 8 kraft. Numera påverkas den större ytan A2 av vätsketrycket P1. På grund härav är tryckskillnaden (P1 - P2) över kulan 6 mindre än öppningstrycket.

Under kulans 6 rörelse från det i figur 1 visade stängningsläget till det i figur 2 visade öppningsläget omströmmar fluidum kulan 6 och når därvid till det mitt emot kulan 6 liggande avsnittet av ventilkammaren 4. De längsgående spåret 10 vidgar därvid det fria strömningstvärsnittet för ventilkammaren 4 och genom den större genomströmningsmängden stiger motkraften i ventilkammaren 4 varvid kulan 6 förskjuter sig till början av området för de längsgående spåret 10.

IH 10 15 20 25 30 35 _ *~4e9 572 Därigenom säkerställas, att ur ventilkammaren 4 först vid ett önskat Börvärde fluidum utströmmar. Sjunker matningstrycket P1 vid inloppet 7 för ventilkammaren 4, så sjunkter ochså därvid motkraften och kulan 6 rör sig omedelbart efter detta tryckfall till det i figurne 1 visade stängningsläget. På detta sätt, uppnàs, att efter sänkning av matningstrycket P1 inget fluidum mera kommer ut ur ventilkammarens 4 utlopp 5.

Den i figur 3 visade ventilen 15 uppvisar ett hus 16 och en i huset 16 anordnad ventilkammare 17 med ett ventilsäte 18. I ventilkammaren 17 rör sig mot kraften från en ej visad fjäder en såsom stängningskropp tjänande kula 19 fràn det med streckade linjer visade stängningsläget I till öppningsläget II. Först i öppningsläget II frilägges den i huset 16 anordnade tvärborrnin- gen 20. Den öppar eller förstorar det fria strömningstvärsnittet för ventilen 1? och bildar så strömningskanalen, som leder till utloppet 21. Detta är förenat med den fria änden av ventilkam- maren 17.

En ej närmare visad matningspump matar fluidum till inloppet 22.

Då den tryckpàverkade ytan av kulan 19 vid inloppet är mycket liten, krävs ett högt öppningstryck. Sá snart detta uppnås, rör sig kulan 19 mot kraften från den ej visade fjädern in i ventil- kammaren 17 från stängningsläget I till öppningsläget II. Sá länge kulan 19 med sin diameter d befinner sig under tvärborr- ningen 20, således i styravsnittet, strömmar en reducerad flui- dummängd i styravsnittet till ventilens 15 utlopp 21. Så snart kulan 19 dock befinner sig med sin diameter d ovanför tvärborr- ningen 20, frilägges den genom tvärhorrningen 20 ledande ström- ningskanalen, varigenom motkraften i ventilkammaren stiger.

Först strömmar fluidum till ventilens 15 utlopp. Sjunker mat- ningstrycket vid ventilens 15 inlopp 22, så rör sig kulan 19 omedelbart från sitt öppningsläget åter till stängningsläget I.

Sá snart därvid kulan 19 när med sin diameter d under tvärborr- ningen 20, strömmar inget fluidum mera ut ur ventilens 15 utlopp 21. 10 15 20 25 30 469 572 8 Den i figur 4 visade ventilen 25 uppvisar ett hus 26 och en däri anordnad ventilkammare 27 med ett ventilsäte 28. Ventilkammaren 27 bildar ett styravsnitt 29 med mindre innerdiameter och en vidgad del 30 med större innerdiameter, vilka delar är förenade med varandra över ett steg 31. Fluidum strömmar över inloppet 32 av ventilkammaren 27 till utloppet 33. I ventilkammaren 27 är en väsentligen såsom en hàlcylinder utbildad kolv 34 anordnad. I sitt inre uppvisar den fjädern 35, mot vars fjäderkraft kolven 34 rör sig i öppningsläget. Den har ett första avsnitt 36, vars diameter motsvarar det för styravsnittet 29 och - via ett steg 37 ett andra avsnitt 38, vars innerdiameter motsvarar det för den vidgade delen 30. Vid en del av utsidan 36 av det andra avsnittet 38 uppvisar kolven 34 en avfasning 39 i axiell rikt- ning. Därigenom bildas mellan avfasningen 39 och väggen för den större delen 30 en strömningskanal till utloppet 33. Ett tät- ningselement 40 vid kolvens 34 undre gavel tätar ventilkammaren 27 i stängningsläget. I stängningsläget anligger kolven 34 med sitt tätningselement 40 mot sätet 28. Kolven 34 rör sig från detta läge över mellanlägen, vid vilka det första avsnittet 37 fortfarande befinner sig i styravsnittet 29 i det i figur 4 visade öppningsläget. Dà den utvändiga diametern för kolvens första avsnitt 36 är något mindre dimensionerad än styravsnit- tets 29 innerdiameter för ventilkammaren strömmar vid detta enbart under kort tid intagna mellanläget en liten mängd.fluidum till utloppet 33. Sa snart kolvens 34 gavelsida rört sig förbi steget 31, kommer strömningskanalen mellan den vidgade delens 30 insida hos ventilkammaren 27 och avfasningen 39 hos kolven 34 att friläggas, varigenom volymströmmen genom ventilkammaren 27 förhöja. Sjunkter matningstrycket vid inloppet 32, rör sig kolven 34 över mellanläget åter till sitt stängningsläge.

Det i figur 5 visade tryckspridarmunstycket 50 för en värmean- läggning uppvisar ett munstyckshus 51 med en vid sin bakre ände utformad flänsring 52 med vars hjälp ett filter 53 fixeras. I V1 10 15 20 25 30 35 469 572 sitt inre uppvisar filtret 53, vilket kan bestå av poröst mate- rial, en strömningskanal 54. Till filtret 53 ansluter sig i strömningsriktningen ventilen 55, vilken är utbildad såsom en insats för munstyckshuset 51 och vid sin utsida uppvisar ett ringspàr 56 med ett tätningselement 57. Ventilen 55 är utbildad såsom kulventilen i utföringsformen enligt figuren 1 respektive figuren 2. Beskrivningen för denna ventil skall därför àterföras till figurbeskrivningen till figurerna 1 och 2. Ventilens 55 motsvarande delar har försetts med med talet 6 förhöjda hänvis- ningssiffror. Vid utloppsänden ansluter sig till ventilen 55 en filterskiva 71 för sekundärfiltrering av brännoljan. Filterski- van 71 uppvisar en central tillförselkanal 72 med flera radiella filterkanaler 73 och en utloppsringkanal 74. Ringkanalen 74 finnes mellan husets 51 insida och en fjäderskiva 75 vars utvän- diga diameter är mindre än husets 51 innerdiameter. Till fjäder- skivan 75 ansluter sig munstyckskäglan 76, som á sin sida uppvi- sar ett räfflat spår 77. Brännoljans strömningsväg leder från ringkanalen 74 över räfflade spåret 77 till munstycksmynningen 78 i munstycksplattan 79, som via en tätning 80 tätar mot huset 51.

En ej visad oljematningspump i tillförselledningen till tryck- spridarmunstycket 50 matar oljan över filtret 53 i strömningska- nalen 54 till ventilen 55. Då den tryckpàverkade ytan av kulan 66 vid inloppet 67 till ventilkammaren 64 är mindre krävs ett högre öppningstryck. Är detta öppningstryck uppnått, rör sig kulan 66 från det i figur 5 visade stängningsläget över mellan- läget i styravsnittet hos ventilkammaren 64, vars innerdiameter motsvarar kulans ytterdiameter, till ett öppnigsläge. I detta mellanläge når ännu ingen olja till det pà andra sidan förlagda avsnittet av ventilkammaren 64. Först när diametern d för kulan 66 nått till området för längsgående spåret 70 vid ventilkamma- rens 64 insida 69, kommer den av det längsgående spåret 70 bildade strömningskanalen att friläggas och brännoljan strömmar via denna strömningskanal till ventilkammarens 64 utlopp 65. På 10 469 572 10 grund av strömningskanalen kommer brännoljans volymström att öka, vilket leder till en ökning av motkraften. Om matnings- pumpen avstänges, så sjunker det dynamiska och statiska trycket i ventilkammaren 64 och kulan rör sig från sitt öppningsläge åter tillbaks till stängningsläget. Så snart kulan 66 har lämnat omrâdet med det längsgående spåret 70, tränger ingen brännolja mera in i den pà andra sidan kulan 66 liggande delen av ventil- kammaren 64. På detta sätt uteslutas, att trycklös läckolja når fràn ventilkammarens 64 utlopp 65 via filterskivan 71, fjäder- skivan 75, ringkanalen 74 och räfflade spåret 77 till munstycke- mynningen 78 och därifrån droppar ut från munstycksmynningen 78. i)

Claims (6)

_' i* 469 572 11 PATENTKRAV

1. Ventil med ett hus, som uppvisar ett ventilsäte och en därtill anslutande ventilkammare med till utloppet ledande strömningskanal, jämte med en i genomströmningsriktningen öppnande, mot kraften från en fjäder, i ventilkammaren axiellt rörlig anordnad tillslutningskropp, särskilt för inbyggnad i en uppvärmningsanläggnings tryckspridarmunstycke, k ä n n e - t e c k n a d av, att ventilkammarens (4; 17; 27; 64) tvärsnitt i ett till sätet (3; 18; 28; 63) anslutande styravsnitt (11; 29) motsvarar tvärsnittet för tillslutningskroppen (6; 19; 34; 61) ech att tillslutningskroppen frilägger strömningskanalen (10; 20; 37; 70) först pà andra sidan om detta styravsnitt.

2. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att ströningskanalen bildas av en eler flera längsgående spar (10; 70) i ventilkammaren (4; 64) vilka börjar med ett axiellt avstånd fràn sätet (3).

3. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att strömningskanalen är utbildad såsom en tvärborrning (20) i huset (16), vars mynning är anordnad med axiellt avstånd från sätet (18).

4. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att ventilkammarens (27) cirkeltvärsnitt pà andra sidan om styr- avsnittet (29) har en vidgad del (30) och att en såsom till- slutningskropp tjänande kolv (34) uppvisar ett beträffande diametern för styravsnittet (29) motsvarande första avsnitt (36) och ett i diametern för den vidgade delen motsvarande andra avsnitt (38) och minst en del som är förskjuten inåt relativt det andra avsnittets utsida för att bilda strömningskanalen radiellt inåt. ,4e9 572* 12

5. Veñtil enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av, att kolven (34) vid sin utsida för bildande av strömningskanalen uppvisar en avfasning (39) i axiell riktning.

6. Användning av en ventil enligt något av kraven 1 till 5, vid inbyggnad i tryckspridarmunstycket (50) därigenom att ventilen ínsättes i dettas munstyckshus (51) och fixeras därstädes via ett med hjälp av en flänsring (52) fasthàllet filterelement (53).