SE527516C2 - Automatisk flödesreglerventil - Google Patents

Description

'20 25 30 527 516 2 vilken gradvis smalnar av mot vâtskeinloppets ände; en ytterligare öppning kan an- ordnas i en bottenvägg av reglerkolven.

Sådana automatiska flödesreglerventiler är kända genom exempelvis US 5 174 330, US 5 S24 670, US 6 311712 och GB 2 370 096.

Automatiska reglerventiler för stabilisering av vätskeflöden, av tidigare nämnd typ, har flera problem och nackdelar i det att under deras driñ, när vâtskeflödet föränd- ras, kan de skapa pulseringar och vibrationer i kolven vilket ger upphov till irrite- rande ljud eller vilket, som mest, också kan skada utrustningen fór individuella användare anslutna till dem.

Efter noggrann analys och lämpliga tester upptäcktes att dessa fenomen inte en- dast beror på förändringarna i tryck och / eller flöde för vätskan i ett system, utan också av de strukturella och funktionella egenskaperna för själva ventilerna.

SYFTE MED UPPFINNINGEN Det ñnns således ett behov av att fmna nya lösningar för ytterligare förbättring av de tidigare nämnda ventilanordningarna.

Ett huvudsyfte med denna uppfinning är därför att tillhandahålla en automatisk flödesreglerventil, genom vilken det är möjligt att avhjälpa problemen ingående i de automatiska ventilema av den kända typen.

I synnerhet är ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla en automatisk regler- ventil för Stabilisering av flödet av en trycksatt vätska, i hydrauliska system, exem- pelvis i uppvärmnings- och / eller luftkonditioneringsanläggningar, varvid det är möjligt att eliminera eller väsentligen minska orsakema till vibration och/ eller pul- sering av själva ventilen, och därigenom orsakerna till genereringen av ljud. 10 20 25 30 527 516 3 Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en automatisk reglerven- til av tidigare nämnd typ, vilken är konstruktionsmässigt enkel, till en extremt be- gränsad kostnad, och möjlig att tillverka genom utning av plastmaterial.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en ventilanordning innefat- tande en automatisk reglerventil för Stabilisering av flödet, såsom nämnts tidigare, anordnad med ett säte i form av ett stödhölje för ventilen, lämplig att bilda en peri- fer flödespassage för vätskan mot en irlloppsöppning, eller öppningar i ventilen, vil- ka är placerade kring ventilkroppen själv; på detta sätt är det möjligt att tillhanda- hålla den au tematiska flödesreglerventilen med lämpliga medel för att dämpa vibra- tioner och / eller pulseringar.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en första utföringsform av uppfinningen tillhandahålls en automatisk regler- ventil för Stabilisering av flödet för en hydraulisk vätska, innefattande en rörformig ventilkropp definierande en inre flödespassage mellan åtminstone en inloppsöppning och en utloppsöppning av den rörformiga kroppen; en flödesreglerkolv, axiellt rörlig i nämnda rörformiga kropp och en förspänd fiäder för att tvinga reglerkolven i ett öppet läge mot vätskans tryck, vari nämnda inloppsöppning är anordnad på en yttre sidovägg av ventilkroppen, nämnda inloppsöppning sträcker sig längsgående utmed ventilkroppen mot vätske- utloppsänden; och i det att reglerkolven innefattar ett kupformat element glidbart rörligt mellan den yttre väggen av ventillcoppen och en koaxiellt anordnad styrdel med en innervägg vilken sträcker sig från vätskeutloppsänden in i kolvdelen; nämnda kolvdel och styrde] definierande en dâmpningskammare i kommunikation med reglerventilens inre flödespassage.

Enligt en ytterligare utíöringsform av uppfinningen, har en ventilanordning tillhan- dahållits innefattande en rörformig del; strâckande sig mellan ett inlopp och ett ut- lopp för vätskan, och ett säte för att inrymma nämnda reglewentil, nämnda regler- ventil är i form av en patron, borttagbart anordnad i sätet mellan nämnda inlopp och utlopp för vätskan i den rörformiga delen av ventilanordningen. 10 15 20 25 30 527 516 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Den automatiska reglerventilen enligt uppfinningen, och några exempel på ventil- anordningar innefattande reglerventilen, visas i följande ritningar i vilka: Fig. l visar en perspektivvy av den automatiska reglerventilen; Fig. 2 visar en längsgående tvärsnittsvy av ventilen enligt Fig. 1; Fig. 3 visar en sprängskiss av delarna som utgör ventilen; Fig. 4 och 5 visar två olika detaljer av Fig. 2; Fig. 6 visar en första anordning innefattande ventilen i Fig. 1; Fig. 7 visar en andra anordning innefattande ventilen i Fig. 1; Fig. 8 är en graf visande flödet genom ventilen för ett stort tryckintervall.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Såsom visas i Fig. 1 och 2 och i sprängskissen i Fig. 3, innefattar den automatiska reglerventilen, i sin helhet refererad till som nummer 10, för Stabilisering av flödet av en trycksatt hydraulisk vätska, en rörformig kropp 11 av utet plastmaterial, med en cylindrisk sidovâgg avgränsad av en inre yta 12 och en yttre yta 13, vilka sträcker sig utmed den längsgående axeln av den rörformiga kroppen 11 av regler- ventilen.

En eller flera inloppsöppningar 14 är anordnade i sidovâggen 12 av den rörformiga kroppen 11, nära utloppet 15, vid den bakre änden av kroppen 11; i händelse av att fler än en inloppsöppning 14 är anordnade, är de anordnade ivinkel på avstånd 10 15 20 25 30 527 516 5 från varandra, och längsgående stråckande sig mot utloppsöppningen 15 vid den bakre änden av ventilkroppen l l.

Vâtskeinloppsöppningarna 14, visade i Fig. l, är lämpligt formade med olika kontu- rer för att uppnå ett konstant flöde vid olika tryck, såsom kommer att förklaras nedan.

Vanligtvis måste den geometriska formen av inloppsöppningarnas 14 kontur vara sådan att flödesarean gradvis minskar, enligt ett hydromekaniskt förhållande, spe- cifikt Bemoullis flödesekvation, med början från en yta 14A med maximal flödes- passage mot en liten öppning 14B formad för att tillåta minimiflödet för en använ- dare. l fallet visat i Fig. 1 har öppningen 14 en väsentligen ”T”-forrnad profil, definierad av två motsatta kurvor, liknande hyperbler, vilka konvergerar mot den bakre änden av ventilkroppen l 1; dock utesluts inte möjligheten att använda andra typer av öpp- ningar 14, som skiljer sig från den visade, med avseende på en användares specifi- ka behov eller krav, för att tillhandahålla av ett kontrollerat flöde.

Inuti ventilkroppen 11, på sidan motsatt flödesutloppet, har en reglerkolv 16 an- ordnats för att reglera flödet av vätskan genom inloppsöppningarna 14; kolven 16 år i form av ett uppochnervånt kupformigt element, med en stängd bottenvâgg 16A och en sidovâgg löB, anordnad med tåtande medel för att täta mot den inre cylind- riska ytan 12 av den rörforrniga kroppen 11.

Tâtningsmedlen innefattar en läpptåtning 18 inrymd i ett ringformigt stödyta l8', Fig. 3; i ett läge motsatt bottenvâggen 16A av kolven har en ringformig ribba 19 an- ordnats för att strypa flödesarean för vätskan genom inloppsöppningarna 14 när kolven 16 flyttas axiellt; ett flertal längsgående ribbor 20, se Fig. 3, sträcker sig längsgående mellan stödyta 18' för tåtningen och den ringormiga ribban 19. 10 15 20 25 30 527 516 6 Slutligen innefattar den automatiska flödesreglerventilen 10 en förspånd fjäder 21 , vilken balanserar kraften genererad av vâtsketrycket på motsatt sida av reglerkol- Vefl . l det visade exemplet inryms den förspânda fjädern 21 i en dâmpningskarnrnare 22 för att dämpa vibrationer eller pulseringar av reglerkolven.

I synnerhet, såsom kan ses i Fig. 2, definieras dåmpningskammaren 22 av två mot- satta kupformade element, speciellt mellan den nedåtriktade kolven 16 och en upp- åtriktad hålighet definierad av en inre cylindrisk vägg 23 koaxiellt anordnad till den yttre väggen av ventilkroppen, för att tillhandahålla ett ringformigt gap för glidande rörelse av kolven. Mer precist sträcker sig väggen 23 från utloppet 15 mot kolven 16, koaxiellt och inuti den cylindriska väggen 13 av ventilkroppen 11. På detta sätt bildas såsom visas, utöver dämpningskarnmaren 22, en ringformig flödespassage 24 för vätskan på lilmande sätt mellan inloppsöppningarna 14 och utloppsöpp- ningarna 15. Motsatta cylindriska ytor av ventilkroppen ll och de inre väggarna 23 tillhandahåller, utöver skapande av den ringforrniga passagen 24, också styrmedel för längsgående kolvens 16 rörelse.

Ventilkroppens innervägg 23 utförs i ett stycke med den rörforrniga kroppen 11, och förbunden till den senare med hjälp av tre ekrar 25 placerade i 120°, varav endast en visas i Fig. 2, eller på något annat lämpligt sätt. Därför kan både ventilkroppen 1 1 och reglerkolven 16, tack vare deras enkla konstruktion, tillverkas enkelt genom att gjutning av plastmaterial; på detta sâtt år det inte bara möjligt att ge reglerventi- len eller dess delar vilken utformning som helst, utan det är också möjligt att vä- sentligen minska deras tillverkningskostnader.

Dessutom hjälper användningen av plastmaterial, både för ventilkroppen och reg- lerkolven, till att reducera bullret under drift av reglerventilen.

För att tillåta rörelse av kolven 16 och för att dämpa vibrationer, är det nödvändigt för dämpningskarnniaren 22 att stå i kommunikation med flödespassagen 24 inuti ventilen. Följaktligen finns, såsom visas i detalj i Fig. 4, mellan den inre ytan 19A 10 20 25 30 527 516 7 av den ringformiga ribban 19 av reglerkolven 16 och den yttre ytan 23' av innervåg- gen 23 i ventilkroppen 11, en trång ringformig skära 27A, eller skåror 27B, vilka möjliggör kommunikation mellan därnpningskammaren 22 och den inre flödespas- sagen 24 för vätskan.

Kommunikationen mellan dämpningskammaren 22 och flödespassagen 24 för väts- kan kan utformas olika, exempelvis genom att förse den inre ytan av ribban 19 med ett flertal olika längsgående skåror 27 B, eller vice versa, eller på något annat lämp- ligt sätt, såsom visas i Fig. 5.

För att förhindra att kolven 16 av fjädern 21 trycks utanför den rörformiga kroppen 1 1 på ventilen, har, såsom visas, en liten U-formad stoppklämrna 26 använts, lämpligen formad att placeras i en periferisk skära 28 på en sida av den yttre väg- gen av ventilkroppen 11 för att med de två benen 26A ingripa i motsatta spärr-hakar 29 på båda sidor av ventilkroppen 11. Spärrhakama 29 har lutande övre ytor 292 Fig. 1, som underlättar snäppförbindelsen av stoppklärnmans 26 två ben 26B.

Ventilen 10 kan vara i form av en patron införbar i en motsvarande hylsa, av ett rör, rörforrnigt förbindningselement eller hydraulmontering, såsom visas med hjälp av exempel i Fig. 6 och 7 i ritningarna, där samma referensnummer som i de tidiga- re figurerna har använts för att visa liknande eller motsvarande delar.

Speciellt visas i Fig. 6 en rörformig rördel 30 anordnad med ett säte 31 för att motta patronen av den automatiska reglerventilen 10. Ventilen 10 är tätt placerad mot sätet 31 för att hindra en direkt flödespassage för vätskan mellan båda ändarna 32 och 33 av fördelen, samtidigt tillåtande flödespassage endast genom ventilen 10.

Därför är ventilkroppen 11 vid sin utloppsânde 15 anordnad med en ringformig stödyta 34 för en tätning 35.

Kroppen 11 av ventilen, exempelvis vid dess främre ände, motsatt vâtskeutloppet, eller i något annat lämpligt läge, är anordnad med radiella utsprång 36 vilka sam- verkar med den ringforrniga flänsen 34 för att bibehålla ventilkroppen 11 centrerad 10 15 20 25 30 527 516 8 i sätet 3 1 av fördelen 30. Eftersom den inre diametern av den yttre cylindriska ytan 13 av ventilkroppen 11 är mindre ån diametern för den inre cylindriska ytan av sä- tet 31, är en ringformig passage 37 bildad mellan de två motsatta ytorna, på utsi- dan av ventilkroppen, vilka tillåter passage av vätska mot inloppsöppningarna 14, utan att strömma genom reglerkolven 16 och dåmpningskammaren 22; på detta sätt är det möjligt att förhindra variationer i flödet, och andra yttre faktorer, från att orsaka variationer och/ eller vibrationer, med påföljande eliminering av bullerorsa- ker.

Med hänvisning till Fig. 6 fungerar ventilen 10 såsom följer: vätskan som kommer in från änden 32 i rördelen 30 leds av ventilen 10 mot den ringformiga vägen 37, och kommer sedan in genom iriloppsöppningarna 14 mot utloppet 15 på ventilen vid den andra änden 33 av rördelen 30.

Vâtsketrycket som verkar på kolvdelen 16, trycker samtidigt den senare framåt mot kraften från den förspända fjädern 21, tills dess att ett balanserat tillstànd uppnås varvid den ringformiga ribban 19 på. kolven 16 delvis har strypt inloppsöppningarna 14 till en yta av ilödespassagen som kan uppnå. det önskade flödet.

Om trycket av någon orsak, och därmed vâtskeflödet, tenderar att förändras kom- mer de kombinerade och motsatta krafterna från vâtsketrycket och den förspânda fjädern att flytta kolven 16 framåt eller bakåt och därigenom få den att vila i ett nytt balanserat läge som motsvarar en ny flödespassageyta genom inloppsöppningarna 14, för att bibehålla flödet vid en konstant nivå; variationer och / eller vibrationer i ventilen elimineras tack vare den hydrauliska dämpningen av vätskan innehållen i dämpningskarnmaren 22.

Flera tester har utförts med olika typer av förspânda fjädrar 21 och tätningar 18 för olika nivåer av flöde och tryck. Under alla dessa tester har ett jämnt beteende för ventilen observerats tillsammans med nöjaktig styrning av flödet vid dimensione- ringsvärdet. 10 l5 20 25 527 516 9 Grafen i Fig. 8 visar en typisk utveckling fór flödet i relation till trycket för en re- glerventil enligt uppfinningen; ur nämnda figur kan ses att värdet för flödet Q (1 / h), när trycket P varierar, har en väsentligen rätlinjig tendens och ett väsentligen kon- stant värde inom ett brett arbetsområde, med total frånvaro av variationer.

Fig. 7 i ritningarna visar en annan möjlig tillämpning av en ventil av patrontyp en- ligt uppfinningen. Återigen har i Fig. 7 samma hänvisningsbeteclcriingar som i de tidigare figurema använts för att indikera liknande eller motsvarande delar. l fallet i Fig. 7, innefattar rördelens hölje 40 för en lutande säte 41 för ventilen 10, på en sida av rördelen, mellan iriloppsänden 41 och utloppsänden 42, för att möj- liggöra för ventilen 10 att införas och borttas eller inspekteras och bytas ut, genom avlägsnande av en propp 43.

I detta fall är ventilen 10 låst i sätet 41 med hjälp av en fjäder 26, vilken sträcker sig bakåt från ventilkroppen och avslutas med en ring 26” för att vila mot förslut- ningsproppen 43.

Från vad som har beskrivits och visats, med hänvisning till figurerna, kommer det att vara uppenbart att uppfinningen inriktar sig på en ny typ av reglerventil för sta- bilisering mot ett konstant flödesvärde för en hydraulisk vätska, och till en ventil- anordning innefattande ett rörformigt hölje och en reglerventil av tidigare nämnd typ. Därför kan andra modifieringar eller variationer göras av höljet och av regler- ventilen, eller dess delar, utan att göra avsteg från patentkravens omfattning.

Claims (1)

1. 20 25 30 527 516 10 PATENTKRAV En automatisk reglerventil (10) för Stabilisering av flödet fór en hydraulisk vätska, innefattande: en rörformig ventilki-opp (11) definierande en inre flödespassage (24) mellan åtminstone en inloppsöppning (14) och en utloppsöppning ( 15) av den rörfor- miga kroppen (1 1); en flödesreglerkoliv (16), axiellt rörlig i nämnda rörformiga kropp (1 1); och en förspând fjäder (2 1) för att tvinga reglerkolven (16) i ett öppet läge mot vâtskans tryck, vari nämnda inloppsöppning ( 14) år anordnad på. en yttre sidovâgg av ventil- kroppen (11), nämnda iriloppsöppning (14) sträcker sig längsgående utmed ventillaoppen (11) mot våtskeutloppsânden ( 15); och vari reglerkolven (16) innefattar ett kupformat element glidbart rörligt mellan den yttre väggen av ventilkroppen (11) och en koaxiellt anordnad styrdel med en vägg (23) vilken sträcker sig från vâtskeutloppsânden (15) in i kolvdelen (15): nämnda kolvdel (16) och styrdel (23) definierande en dåmpningskammare (22) som år i kommunikation med nämnda inre flödespassage (24). Automatisk reglerventil (10) enligt patentkrav 1, vari flödesiriloppsöppningen (14) âr formad att progressivt avsmalna i riktning mot utloppsöppningen (15). Automatisk reglerventil enligt patentkrav 2, vari inloppsöppniiigen (14) vid sin avsmalnande ände innefattar en öppning (l4B). IO 15 20 25 30 10. 527 516 ll Automatisk reglerventil enligt patentkrav 1, vari den förspânda fjädern (21) inryms i dämpningskammaren (22) mellan reglerkolven (16) och en bottenvågg av styrdelen (23). Automatisk reglerventil enligt patentlcav l, vari reglerkolven (16) innefattar en ringfonnig kant (19) vid en bakre ände för tätning, och för strypning av flödes- inloppsöppningen (14). Automatisk reglerventil enligt patentkrav 5, vari reglerkolven (16) innefattaren ringformig stödyta (18) för en tätning (18) vid en främre ände, och ett flertal längsgående tâtningsribbor (20) vilka sträcker sig mellan nämnda ringformiga i stödyta (18') och den ringformiga kanten (19). Automatisk reglerventil enligt patentldav 1, innefattande stoppmedel (26) för reglerkolven (16), i ett läge motsatt vátskeutloppsänden (15) av ventilkroppen (11). " Automatisk reglerventil enligt patentkrav 7, vari stoppmedlen för reglerkolven (16) innefattar en stoppklämma (26) vid den främre änden av den rörformiga kroppen (1 1) av reglerventilen (10). Automatisk reglerventil enligt patentkrav 7, vari nämnda stoppdel (26) innefat- tar en U-formad fjäder i ingrepp med en tvärskára (28) pá en sida av ventil- kroppen (1 1) och med spânmedel (29, 29) på motsatta sidor av ventilkroppen (1 1). En ventilanordning innefattande en rörformig rördel (30; 40) med irilopps- (32; 41) och utloppsändar (33; 42) för vätskan och en automatisk reglerventil (10) enligt patentkrav 1, nämnda reglerventil (10) varande i form av en patron; och ett säte (31; 41) i den rörformiga delen (30; 40) för att inrymma reglerventilen ( 10). ,l 20 ll. 12. 13. 14. 15. 527 516 12 Ventilanordning enligt patentkrav 10, vari den rörformiga delen (30) är anord- nad med en ringformig skåra (34) och en tâtningsdel (35) vid vâtskeutlopps- änden (33). Ventilanordning enligt patentkrav 10, vari ventilkroppen (1 1) innefattar ett flertal radiella utsprång (36) i den främre änden, och varvid en ringformig pas- sagie (37) är anordnad mellan ventilkroppen (11) och sätet (3l; 41) för regler- venülen (10), vilken sträcker sig från inloppsânden (4 1) av den rörformiga de- » len (40) och en sidoinloppsöppning (14) på reglerventilens (10) ventilkropp (1 1). Ventilanordning enligt patentkrav 10, vari sätet (3 1; 41) för reglerventilen (10) år koaxiellt anordnat med anordningens rörformiga del (30). Ventilanordning enligt patentkrav 10, vari satet (41) för reglerventilen (10) år anordnat på en sida av anordningens rörformiga del (40). Ventilanordning enligt patentlaav 14, vari en stoppijâder (26) år anordnad mellan regler-ventilen (10) och en proppdel (43) för reglerventilens (10) säte (4 1).