SE510867C2 - Anordning vid packboxenhet - Google Patents

Description

., s. 10 15 20 25 30 35 971113 P:\3 l73002.doc m; 510 867 joner i vattnet i ett rörsystem med stålväggar, reagerar mycket lätt och snabbt med även mycket små mängder syre i systemet. Under dessa betingelser bildas magnetit. Nybildad magnetit har en stark tendens att fälla ut på närmaste blottade metallyta. Man inser därmed att det syre som dif- funderat in längs ventilspindeln bildar ett växande lager av magnetit på spindelns metallyta. Efter en varm sommar, cirka 4-5 år efter en sådan ventils montering, har det be- skrivna förloppet fortskridit så långt, att ventilspindeln, vilken alla kända tillverkare har valt att hålla intryckta vid stängd ventil, helt enkelt inte orkar röra sig ut när termostatkroppen avlastar spindeln vid värmesäsongens bör- jan. Det har därvid bildats ett så mäktigt lager av magne- tit på spindeln, att detta får densamma att fastna i boxtätningen. Enda sättet att lösgöra spindeln är att fre- netiskt knacka pà densamma så att den åter kan röra sig fritt. Alternativet är att skruva ut den gamla packboxenhe- ten och montera en ny. De ventiler som fram till idag har använts i samband med termostatventiler för radiatorer, har inte förändrats speciellt mycket. Några tillverkare har valt att öka kraften i ventilspindlarnas utåtverkande fjä- der, medan andra har valt att samtidigt minska diametern på spindeln och även att minska spindelns slaglängd. Dessa va- riationer har inte förändrat livslängden speciellt mycket, eftersom magnetit är både hállfast och har betydande vid- häftning mot metaller, såsom tidigare påpekats. Det finns idag ett större fabrikat, nämligen Danfoss, som utvecklat en version av sin packboxenhet till att innehålla en liten patron med fett som är avsedd att smörja spindeln. Ett schematiskt utförande av en sådan packboxenhet framgår av bifogade figur 1, vilken får betraktas som teknikens stånd- punkt. Tanken är god men vid varje spindelrörelse skrapas fettskiktet av vid passagen genom O-ringen i packboxenhe- ten, varvid efter några år risken för magnetitutfällningen är påtaglig, då fettskiktet tunnas ut successivt. Erfaren- 10 15 20 25 30 971 l 13 P:\3173002.doc m 510 867 heten är att flera av dessa ventiler också har fastnat ef- ter cirka fem år. Beträffande andra typer av ventiler, så har de som används vid motorventiler i fjärrvärmeundercent- raler, samma typ av packboxenhet som den som beskrivits ovan, dock med teflonpackninar vid den däri ingående spin- deltätningen i stället för en O-ringstätning av gummi.

För industriapplikationer har det tagits fram venti- ler med bälgtätning för både kulventiler och ventiler med vridande/stigande spindel. Det är dock fråga om en klassisk bälg av veckad typ, och mera avancerade metoder att fästa denna tätt mot ventilhuset och den rörliga spindeln. Ibland har spindeln delats i ventiler med vridande/stigande spin- delrörelse. Det har inte gått att hitta några ventiler vari bälgen varit sammanbyggd med spindeltätningen på samma sätt som framgår enligt föreliggande uppfinning. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en anordning av i inledningen angivet slag, som löser problemen med de idag förekommande packboxenheterna vid ventil i rörsystem försatta under tryck, vilka har O- ringstätning eller en äldre typ av packboxtätning av annat slag samt att eliminera de kostsamma ventilerna innehållan- de veckade bälgar.

Detta uppnås genom att anordningen av det inlednings- vis angivna slaget ges de särdrag som framgår av den känne- tecknande delen till patentkravet l.

För närvarande föredragna utföringsformer av anord- ningen enligt uppfinningen framgår av efterföljande under- krav. Genom att förses med en packboxenhet som inte del- vis/helt förlorar sin funktion efter några års drift, kom- mer de termostatventiler som monterats, att kunna fungera så länge termostatdelen fungerar på korrekt vis. Det är idag ett stort och återkommande problem varje år, då efter sommarens eldningsuppehàll de flesta fastighetsskötare be- lastas med uppgiften att ta av termostatdelen och knacka 10 15 20 25 s1U"se7 4 loss fastsittande spindlar vid ett stort antal termostat- ventiler.

Föreliggande uppfinning eliminerar detta problem ge- nom att spindeln alltid är lättrörlig och att detta avsnitt av spindeln som rör sig fram och tillbaka genom den del av tätningen som har kontakt med den syrerika omgivande luften inte kommer i kontakt med vattnet inuti rörsystemet, vilket vatten innehåller lösta järnjoner. Anledningen är den, att magnetit omedelbart bildas då syre diffunderar in längs spindeln, som en följd av reaktionen mellan syret och järnjonerna. För den händelse att infinitesimala mängder syre skulle ha diffunderat genom bälgen i uppfinningens bälgtätning, kommer magnetit att fälla ut ovanpå bälgen, varvid magnetiten kommer att lossna av spindelns rörelser, vilka får bälgen att variera i ytterdiameter. Ett heltäck- ande skikt som teoretiskt skulle kunna hindra rörelsen, kommer helt enkelt att sprängas av bälgens diametervaria- tion vid normal drift. Dà det gäller att skydda glidparti- tionen av spindeln i motorventiler till fjärrvärmesystem, kommer en annan av denna uppfinnings stora fördelar till sin rätt, nämligen att den mot spindeln tätt åtsmitande bälgen tål mycket höga tryck.

Bälgen, som kan sägas vara slangformad, skulle kunna liknas vid en veckad bälg som har kollapsat och pressats platt mot spindeln, med den stora skillnaden att den i upp- finningen aktuella varianten ej är styv, utan är elastisk.

Ventilen kommer således att fungera utmärkt vid höga tryck med det tunna skikt av glidmedel, som bälgen enligt ett vi- dareutvecklat utförande glider ovanpå. Den valda utform- ningen möjliggör vidare att bygga/passa in bälgen i de all- ra flesta förekommande ventilers packboxenheter.

Det blir med anda ord möjligt att väcka liv i alla de tusentals termostatventiler som monterades in i många fas- tigheter under de tider då stora bidrag för investeringar gavs. Lösningen är denna nya packboxenhet som har en mycket 10 15 20 25 30 97l l 13 P:\3l73002.doc »mg lång livslängd och som är mycket enkel att montera. Dagens fabrikstillverkade reservdelspackboxenhet har en funktions- tid pà cirka 5 ár. Packboxenheten enligt uppfinningen har en väsentligt längre livslängd, vilket gör det möjligt att diskontera utgiften i samband med monteringen.

Uppfinningen skall närmare beskrivas i det följande under hänvisning till medföljande ritningar, där fig. 1 visar en idag vanlig packboxenhet i ett längdtvärsnitt, fig. 2 visar en packboxenhet i kundutförande för ren- odlat axiell spindelrörelse i ett längdtvärsnitt, fig. 3 visar den kompletta packboxenheten i ett vida- reutvecklat utförande i ett längdtvärsnitt, fig. 4 visar en förstorad del av fig. 3, fig. 5 visar en ändvy av packboxenheten enligt fig. fig. 6 visar en förstorad del av en packbox enhet för en làngsláig axiell spindelrörelse i längdtvärsnitt, fig. 7A och B visar förstorade delar av en packboxen- het av samma typ som fig. 6 men med ett utöver vätsketryck- et fràn det trycksatta rörsystemet utökat tryck mot massiv- bälgen, i längdtvärsnitt.

I fig. 1 visas en av de idag vanliga packboxenheterna P för radiator termostatventiler, vilken har laddats med glidmedel 2 vid monteringen i en plasthylsa 3. Vid 1 marke- ras den magnetitbeläggning som uppkommer och efter cirka 5 510 867' É ååh 10 20 25 DJ LA 981 126 E:\PUBLIC\DOC\P\3 l 73002.DOC Hbg 510 867 års användning medför att dess spindel 4 kilar fast vid en O-ring 5.

I fig. 2 visas den packboxenhet P i ett grundutföran- de, vilken har en s.k. massivbälgs 10 ena ände fixerad vid ett ytförstorat avsnitt 20 på spindeln 4 genom fastklämning med en hoppressad klämring 21.

Den i fig. 3 visade packboxenheten bestàr av ett ihå- ligt spindelhus 7 av metall, vilket är utvändigt gängat för att fästas i ett ventilbröst (ej visat). Packboxenheten P är som brukligt vid radiatortermostatventiler kombinerad med en ventilspindel 4. Invändigt är huset 7 utformat med ett säte 8 för en O-ringsdel 9, som utgöres av en elastisk specialutformad massivbälg 10, vilken i en ände utformats likt en O-ringspackning 9. Packningen 9 fasthálles i sätet 8 p.g.a. dess överdimenssion och av den av ventilspindeln 4 påförda kraften 12, som ventilspindeln 4 åstadkommer genom sin överdimenssion och permanenta närvaro. den andra änden av ventilspindeln 4 har utformats med en diameterförstoring 13 som passar i en inre urtagning 14 i den smalare änden av massivbälgen 10. För att fasthålla bälgens 10 ände mot en vridbar ventilspindels 4 diameterförstoring 13, har en mot massivbälgen fastlimmad hylsa 15 monterats över hela mas- sivbälgens 10 ände. Hylsan 15 har utformats med en flikad krage som glider i spår 22 i packbox eller spindelhuset 7.

För att kunna tillföra glidmedel efter sammansättning har ett avsnitt av spindeln 4 utformats med en hálkanal 16 med ett radiellt borrat genombrytande hål 17. Hålkanalen 16 tilltäpps efter påfyllning av glidmedel medelst en plugg 28 av rostfritt stàl. Konstruktionen medger en friktionsminsk- ning genom att en mellandel 18 av massivbälgen 10 kan ex- panderas/lyftas fràn spindeln 4 av en kudde 19 av glidme- del.

I fig. 4 visas en förstorad del av packboxens P inre ände med klämhylsan 15 som håller massivbälgens 10 ände med urtagning 14 pressad över den vridbara spindelns diameter- 10 20 25 30 980925 P:\3 1 73002.DOC Hbg 510 867 förstoring 13, samt de spàr 22 som styr/stoppar kragflikar 23 pà hylsan 15.

I fig. 5 visas en ändvy sedd från packboxenhetens P vätskesida. Den visar hur hylsans 15 kragflikar 23 styrs av spåren 22 i spindelhuset 7, samt hur medrotation av massiv- bälgänden förhindras med nämnda kragflikar 23 vid en vri- dande påverkan från spindeln 4.

I fig. 6 visas en utformning av packboxenheten P som medför att spindeln 4 fritt kan glida genom densamma. En säkringsring 24 har monterats i ett härför utformat spär 25 som håller fast kragflikarna 23 pà hylsan 15 mot godset i spindelhuset 7. Detta medför att massivbälgens 10 ände 26 inte kan medfölja spindelns axiella rörelser.

I fig. 7A och B, visas i längdtvärsnitt resp. tvär- snitt från pilarna VIIB-VIIB en utformning av packboxenhe- ten P som genom användande av en fjädrande klämring 27, medger ett ökat tryck hos den glidmedelskudde 19 som in- pressats mellan spindeln 4 och massivbälgens 10 mellandel 18. Packboxenhetens P hus 7 utgöres av metall, t.ex. dragen koppar. Massivbälgen 10 framställs av industrigummi, och spindeln 4 av rostfritt stål. Klämhylsan tillverkas av fjädrande rostfritt stål, medan klämringen 21 (utförandet enligt fig. 2) eller hylsa/flikad fläns (utförande enligt fig. 3) Packboxens P hus 7 utföres med ena änden pá konven- av glödgad koppar. tionellt vis slitsad med fyra spår och är där innanför gängad i en dimension passande ett ventilbröst vid ventiler av sådant slag, vari packboxenheten P avses monteras, före- trädesvis termostatventiler.

Packboxenhetens i omonterat tillstànd yttre ände ut- formas invändigt som ett öppet säte för O-ringsdelen 9 av den kombinerade O-ring-massivbälgen 10. Vid hopmontering av packboxenheten P, monteras först den med glidmedel insmorda spindeln 4 inuti den elastiska massivbälgen 10 genom in- pressning. Härvid pressas spindeln 4 in från massivbälgens iii! 15 20 25 30 35 971113 P:\3 1730021100 m; 510 867 ena ände tills den stöter mot diameterförstoringen 13. Här- efter tvingas bälgens 10 yttersta ände över förstoringen 13 på spindeln 4 tills förstoringen 13 hamnat i läge i urtag- ningen 14. Därefter monteras eventuellt en med lämpligt monteringsverktyg maximalt öppnad klämring 27 över bälgens mellersta del, varefter ringen 15 med kragflikar 23 monte- ras över massivbälgens 10 smalare ände samt fastlimmas. I detta skede är kragflikarna nedvikta mot ringens 15 sidor, för att dess ytterdiameter ska underskrida packboxhusets minsta innerdiameter. De nu hopsatta delarna föres med sin smalare del genom packboxenhetens hus 7 från änden med det öppna sätet. Sedan massivbälgen 10 fåtts till korrekt läge krymps packboxenhetens mynning med över O-ringsdelen genom maskinell bearbetning. Därefter reses de nedvikta dragfli- karna 23 så att dessa styr mot spåren i packboxenhetens andra ände. Då detta utförts gängas den nu kompletta pack- boxenheten i ett verktyg som utsätter bälgen för ett utsi- digt undertryck. Samtidigt härmed inpressas fett i spin- delns hålkanal 16. Då en bestämd mängd fett fyllts på, in- pressas den tätande pluggen 28 av rostfritt stål i kanalens 16 öppna ände. Undertrycket motverkar att fettet pressas ut vid pluggningen.

Den nu färdiga packboxenheten monteras med gängtät- ningsmedel eller packningstape i ett gängat säte i ett ven- tilbröst, exempelvis på en radiator. Spindeln i packboxen- heten passar i en hålighet i den befintliga ventilens käg- la, och styrs vid axiell rörelse dels av att kragflikarna 22 glider med ringa spel i spåren 22 i packboxhuset ände, dels av att spindeln i andra änden styrs av O-ringsdelen pà massivbälgen 10, och dess laterala kompressionskraft.

Mellanavsnittet av massivbàlgen 10 mellan de båda nyss nämnda styrningarna innesluter en glidmedelskudde 19 som genom sin viskösa karaktär inte bjuder nämnvärt mot- stånd mot rörelse i axiell led. Glidmedelskudden har funk- tionen att vid massivbälgens axiella komprimering samtidigt 10 971113 P:\3 l73002.doc »mg 510 867 motverka dess hopskrynkling, genom att massivbälgen 10 buk- tar utåt. Därigenom màngdubblas livslängden och även trycktáligheten mot högt systemtryck, vilket verkar mot bälgens 10 utsida. Diameterförstoringen 13 pá spindeln 4 motverkar också risken för utpressning p.g.a. högt system- tryck. Spindeln är fri att rotera inuti massivbälgen med dess utformning enligt fig. 3, medan vid utformningen vid fig. 2, massivbälgens elasticitet kommer att begränsa spin- delns 4 medvridning.

Claims (8)

news-ev' så to 10 PATENTKRAV

1. Anordning vid en packboxenhet (P) för en ventil till ett rörsystem med invändigt vätskeövertryck, företrä- 5 desvis ett vattenburet värmesystem, innefattande ett spin- delhus (7) med en relativt detta rörlig spindel (4) och en mellan dessa detaljer arrangerad tätning (5, 10) tillverkad av ett elastiskt material, kännetecknad därav, att en del av tåtningen har en i spindelns (4) längdriktning sig 10 sträckande huvuddimension och vid dess mot rörsystemets p vätskesida vända ände är fixerad vid spindeln (4), vilken É tätningsdel utgöres av en massiv bälgdel (10) med i axial- tvärsnitt varierande tjocklek utmed spindeln (4) och har åtminstone en O-ringsdel (5) för tätning mot spindelhuset 15 (7), vilken O-ringsdel (5) är sådan att det inre övertryck- et i rörsystemet kan påverka denna på sådant vis, att en i spindelns längdriktning verkande och av det invändiga över- trycket alstrad kraftkomposant kan upptas av en av O- ringsdelen (5) alstrad motreaktionskraft. 20

2. Anordning enligt krav l, kännetecknad därav, att spindelns (4) förskjutning medför en elastisk deformation av bälgdelens (10) mittparti. 25

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att bälgdelens (10) vid dess mot rörsystemets vätskesida vända ände är fixerad vid spindeln (4) medelst en klämhylsa (15) med utkragade fläns- eller kragflikar (23), vilka vid spin- delns (4) axiella förskjutning löper i slitsar/spår (22) i 30 spindelhuset (7).

4. Anordning enligt något av föregående krav, kän- netecknad därav, tätningen (5, 10) vid anliggningen mot spindeln (4) är glättad med glidmedel. b) UI 10 15 20 981 126 E:\PUBLIC\DOC\P\3 I73002.DOC »mg ll 510 867

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad därav, att en del av ventilspindeln (4)har en förseglingsbar invändig kanal (16) genom vilken glidmedel är inpresat mellan spin- deln (4) och bälgdelen (10).

6. Anordning enligt något av de föregående kraven, känneuecknad därav, att bäigdeien (io) är föra över en di- ameterförstoring (13) på spindeln (4), kring vilken försto- ring (13) en klämhylsa (15) är anordnad för att förhindra att i det övertrycksatta rörsystemets vätska förekommande reaktiva metalljoner ntfäller salter direkt mot ventilspin- delns (4) glidytor.

7. Anordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad därav, att tätningen (5, 10) är armerad med spiraler av tråd eller nät.

8. Anordning enligt något av kraven 4 - 6, känne- tecknad därav, att bälgdelens (10) mittparti hàlles hop- klämd med en kring tätningen och det innanför denna inne- slutna glidmedlet anordnad fjädrande klämring (27).