SE531242C2 - Terminalventil - Google Patents

Description

25 30 separat fjäder för käglans avtätning och dessutom en fjäder eller dylikt i de fall då det förekommer någon form av anordning för flödesreglering/ slöja. En följd av detta blir en högre kostnad relativt den nu föreliggande uppfinningen.

En annan nackdel är att man måste tillverka de samverkande detaljerna med hög måttnoggrannhet, för att få önskad funktion och även detta innebär kostnadsökning relativt den nu föreliggande uppfinningen. Oftast utvecklas nya produkter baserade på ett stort antal nya komponenter, med en hög initial arbetsinsats såväl som investering. l den nu föreliggande nya uppfinningen har ett antal standardkomponenter från tillverkningen av storserieprodukter kunnat användas och detta innebär att nyutvecklingen av den nya terminalventilen är koncentrerad till den nya ventilinsatsen med dess delkomponenter.

Syftet med föreliggande uppfinning är att motverka och så långt som möjligt undanröja ovanstående olägenheten. Dessutom åligger det uppfinningen att föra tekniken framåt på detta område, såväl som inom andra tillämpningsområden, för andra applikationer av ventiler, som ej nämns speciellt i denna ansökan.

Dessa syftemål förverkligas genom att terminalventilen är så konstruerad, som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

Ytterligare kännetecken av och fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning med hänvisning till bilagda figurer, som visar några ej begränsande utföringsexempel.

I detalj föreställer: - Fig. 1 en snittvy av den kompletta ventilen - Fig. 2 en snittvy av ventilinsatsens övre del - Fig.3 en snittvy av ventilinsatsens nedre del - Fig.4 en schematisk framställning av strypfunktionens geometriska utformning 10 15 20 25 30 531 242 Fig. 1 visar endast ett exempel på hur en ventil enligt uppfinningen kan se ut. Det kan naturligtvis finnas utförandeformer som awiker men där funktionen är densamma som beskrivs här.

Fig.1 visar således den kompletta terminalventilen i en snittvy och där 1 är ventilhuset med dess tilloppssida med en invändigt företrädesvis gängad anslutning 2 och med en retursida med en motsvarande gängad anslutning 3. På ventilhuset1 finns även en anslutningsstos 5 för det kompletta överstycket 6. Överstycket 6 är inpassat i anslutningsstosen 5 och fixerat med låsmuttern 9.

För mätning av t ex tryck eller temperatur finns motsvarande anslutningar, med monterade mätnipplar, för tilloppssidans högtrycksnivå - mätnippel 7 - respektive för retursidans lågtrycksnivâ - mätnippel 8. Mätnipplarna 7 resp 8 är standardkomponenter för tillverkaren och deras funktion och uppbyggnad finns beskriven i tidigare patentskrifter exempelvis i SE 465 636. l en installation ansluts ventilen 1 till ett rörsystem via anslutningarna 2 och 3 och dessutom kompletteras överstycket 6 med någon form av ställdon -inte visat i fig.1 - som styr överstyckets axiella rörelse och därmed käglans 11 läge relativt ventilens genomströmningsöppning 10, och därmed frilägger genomloppet från tilloppssidan till retursidan.

För att skapa förutsättningar för en styrning av genomloppsflödet har konstruktionen en slöja 21. En slöja, ett samlingsbegrepp som är allmänt inom tex WS-tekniken, när det gäller strypning eller styrning av flöden, är en form av skärmvägg som, i den nu aktuella uppfinningen, är utförd på ett speciellt- sätt enligt beskrivningen nedan.

Slöjan är uppbyggd av två huvuddelar. En nedre del 41 som är cylindrisk och dimensionsmässigt anpassad till anslutningsstosens 5 innerdiameter 37 och en övre del 42 som även den är cylindrisk och som samverkar med justeringsdelen 12 enligt beskrivningen nedan.

Fig.2 visar ytterligare detaljer avseende uppbyggnaden utav överstycket 6.

Således finns en justerdel 12 som kan vridas runt sin längdaxel med en nyckel eller dylikt och denna rörelse överförs till den detalj som i sin nedre del utgörs av slöjan 21. Vridningsrörelsen av justerdelen 12 till den kompletta slöjan 21 kan ske medels 10 15 20 25 30 531 242 spår och bommar som är utförda ide båda samverkande detaljerna 12 och 21. Det finns ett antal alternativa utförandeformer av hur denna kraftövergång kan ske, varför de inte är närmare beskrivna. Det kan tex finnas axiellt löpande bommar på insidan av justerdelen 12 i den del som ligger mitt för den del av slöjans 21 cylindriska del, och där dessa båda detaljer löper parallellt, eller det kan finnas bommar på motsvarande del av slöjan 21 eller det kan finnas andra alternativa konstruktioner för att få samverkan mellan de båda detaljerna. Komponenterna 12 och 21 är tillverkade av metall, företrädesvis mässing, men kan alternativt tillverkas av lämplig plastkvalitet.

För att täta konstruktionen mot ofrivilligt läckage ut till omgivningen finns O-ringen 16, som är monterad i ett O-ringsspår i justerdelen 12 och där detta O-ringsspår samverkar med den motstående sidan, den inre ytan, hos anslutningsstosen 5.

Genom denna inbyggnad av O-ringen 16 hindras det invändiga mediet att komma upp till låsmuttern 9 och vidare ut till omgivningen. Ventilspindeln 19 monteras inuti justerdelen 12 och i samband med slutmontering av överstycket 6 placeras fjädern 15 och tjäderbricka 22 i hålrummet innanför slöjan 21. Därefter monteras käglan 11 medelst monteringsskruven 23 på spindeln 19 och dess nedre ändyta 45.

Käglan 11 är i detta fall en helt normalt uppbyggd kägla, det vill säga den är en cylindrisk metalldel- med en tjocklek på ca 2-5 mm - företrädesvis av mässing, på vilken ett tätningsmaterial 43 av gummi eller likvärdigt material är fastsatt på käglans nedre ändyta. Käglans dimensioner är anpassad så att dess ytterdiameter med marginal, företrädesvis med 3-8 mm, överstiger diametern på den samverkande genomströmningsöppningen 10 hos ventilhuset 1, samtidigt som dess ytterdiameter är mindre än slöjans nedre del 41 och dess innerdiameter 44. Vid den slutliga monteringen av överstycket 6 i anslutningsstosen 5 låses justerdelen 12 i sitt axiella läge utav överfallsskruven 9 och i detta läge kommer slöjan 21 att ha en viss förspänning som ger upphov till en tätningskraft emot ventilsätet 4. Den motstående kraften till denna kommer att finnas mellan spindelns cylindriska del 14 och justerdelens inre motsvarande plan 24. Kraftens storlek bestäms av fjädern 15 och av dess förspänningsgrad. Som ett sista led i monteringen av det kompletta överstycket 6, monteras O-ringen 17 respektive packboxmuttern 13. Detta kan, som exempel, ske medels ett monteringsverktyg 25 som äntras över spindeltoppen 19 och som griper in i packboxmutterns spår 18. 10 15 20 25 30 531 242 Uppbyggnaden av överstycket 6 baseras på flera krav. Så har till exempel måttkedjorna hos de ingående detaljerna - speciellt 12 och 21 - i kombination med valda tjäderkonstanter, lett till en konstruktion som alltid ger en fullgod funktion.

Måttkedjorna säkerställer att mått ”a” i fig.1 alltid föreligger, vilket i sin tur betyder att de krafter som erhållits av tjädern 15 tas upp av rätt detalj, rätt yta.

Genom att konstruktionen bygger på att detaljerna har den geometri som tillåter ett visst större spel = mått "a". kan de olika detaljerna tillverkas med större toleranser på vissa mått, med en lägre kostnad som följd.

Genom att tjäderkrafterna alltid tas upp av avsedda delar i konstruktionen, har det skapats förutsättningar för ett kunna genomföra ett byte av O-ringen 17 under drift eftersom spindels cylindriska del 14 pressas mot planet 24 och därmed ger en acceptabel tätning under den tid som ett byte av O- ring kräver.

Fig. 3 visar den nedre delen av överstycke 6 och delar av ventilhus 1. Den vänstra delen av figuren visar slöjan snittad, medan den högra delen visar en exteriörvy av densamma. Av figuren framgår också att det finns en speciell utformning av den nedre delen av slöjan. Det finns en successiv ökad spalt mellan slöjans nedre kant 29 och ventilhusets 1 ventilsäte 4 . Denna trappvisa ökningen 30 är utformad för att ge ventilen en önskad funktion vad avser flödet som funktion av ventilslöjans öppningsgrad. För att verkligen styra det utströmmande flödet på ett önskat sätt har slöjan dessutom försetts med ett antal tätningsläppar eller tätningszoner, som tätar av mellan slöjans periferiyta och anslutningsstosen 5 och dess innerdiameter 37.

Denna innerdiameter 37 är något mindre än den övriga diametern hos anslutningsstosen 5 och vald så att den samverkar med företrädesvis en tätningsrand eller tätningsläpp 27, som går runt slöjan, på slöjans periferi och därmed effektivt tätar mot ett ofrivilligt flöde uppåt och runt slöjan ut till utloppssidan 3. Även i andra ledden, det vill säga parallellt med spindelns 19 - och slöjans 21 - längdaxel, finns ett antal, företrädesvis 3-6, tätningsläppar eller tätningsribbor 28, som även de har en flödesstyrande funktion eftersom de hindrar ett oönskat flöde i den spalt som finns mellan slöjans periferi och anslutningsstosens 5 innerdiameter 37 . Genom denna konstruktiva uppbyggnad av slöjans periferi-yta erhålls möjligheten att styra flödet på ett effektivt och önskat sätt. 10 15 20 25 30 Ja) I Cqrd: Utformningen av den trappvisa/stegvisa ökningen av öppningen mellan slöja och väntilsätet framgår schematiskt av fig.4 där utströmningsöppningen 31 ut till ventilens returanslutning 3 har åskådliggjorts. Genom den valda utformningen av slöjans 21 ändyta, den som är riktad mot ventilsätet 4 och dess trappvisa ökningen av distansen till ventilsätet 4 har det skapats möjlighet att erhålla en styrd och beräknad flödesbild.

I fig.1 och 3 ser man även de ursvarvningar 32 respektive 33 som finns i ventilhuset 1 och på ventilens utloppssida. l fig.3 ser man att ursvarvningen 32 når fram till anslutningsstosens ursvarvning 34, vars diameter är något större än diameter 30.

Genom den spaltöppning 46 som där bildas har det i övergången från ursvarvningen 32 till svarvningen 34 skapats en kommunikation mellan utloppssidan och den mätnippel 8 som skall registrera lågtrycksnivån hos det genomströmmande mediet, eftersom mediets trycknivå kan fortplanta sig via spaltöppningen 46 till mätnippeln 8 och då huvudsakligen ovanför slöjan 21.

Ursvarvningen till diametern 33 är utförd för att erhålla ett hål, en utströmningsöppning 31 som är utprovad, att i samverkan med slöjans trappvisa förändring, ge den önskade karakteristiken hos den kompletta ventilen.

Ursvarvningens 33 axiella läge relativt anslutningsstosen 5 och dess nedre, invändiga diameter 37 är också viktig för den slutliga funktionen hos ventilen .

På högtryckssidan, på ventilens tilloppssida, erhålls en motsvarande kommunikation från mediet till mätnippeln 7 via det borrade hålet 35.

Fig. 4 visar schematiskt ett antal lägen för slöjan 21, som vridits runt sin centrumaxel relativt utströmningsöppningen 31. De olika lägena, som det visas exempel på , kan företrädesvis kopplas samman med en avläsningsbar inställningsindikering, som kan vara placerad på justerdelen 12 och dess ändyta 36. Genom att vrida denna inställningsindikering till ett nytt läge erhålls motsvarande förändring av utströmningsöppningen 31. l fig. 4a visas öppningsläget för det första steget, för inställningsläge 1 hos den avläsningsbara inställningsindikeringen. I detta läge har endast en del av slöjans minsta öppningsgrad kommit i ett ”ingreppsläge” relativt ursvarvningen 33. 10 531 242 I fig. 4b visas nästa steg, det vill säga inställningsläge 2 hos inställningsindikeringen, och på motsvarande visar fig. 4c nästa steg utav möjliga inställningar.

Val av antal inställningssteg och deras inbördes storleksförändring kan naturligtvis varieras inom uppfinningens ram. Det föreligger olika krav på flödets karaktäristisk och genom en utformning enligt uppfinningen har det skapats en principiell möjlighet att lösa dessa olika krav på ett tekniskt och ekonomiskt bra sätt.

Med den föreliggande uppfinningen med en slöja 21, som har en trappvis ökande distans till ventilsätet 4, har det skapats möjlighter att erhålla en styrd och beräknad flödesbild hos terminalventilen.

Med ett utförande i enlighet med beskrivningen har det även skapats en säkerställd funktion av tätningar och servicemöjlighter. 10 15 20 S T Y C K L I S T A 1 = ventilhus 2 = tilloppsanslutning 3 = returanslutning 4 = ventilsäte 5 = anslutningsstos 6 = överstycke kømplett 7 = mätnippel- högtryck 8 = mätnippel- lågtryck 9 = överfallskruv 10= genomströmningsöppning 11= kägla 12= justerdel 13= packboxmutter 14= cylindrisk del av spindel 15= fjäder 16= O-ring 17= O-ring 18= spår 19= spindel 20= monteringsverktyg 21 = slöja 22= fiäderbricka 23= skruv 531 242 25 24= plan 25= monteringsverktyg 26= O-ring 27= tätningsläpp 28= tätningsläpp 30 29= slöjans nedre kant 30= trappvis förändring 31= utströmningsöppning 32= ursvarvning 33= ursvarvning 35 34= ursvarvning 35= borrning 36= ändyta detalj 12 37= innerdiameter 38= inre övre vägg 40 39= terminalventil 40= övre plan 41= slöjans nedre del 42= slöjans övre del 43= tätningsmaterial 45 44= slöjans innerdiameter 45= spindelns ändplan 46= spaltöppning

Claims (2)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Anordning för flödesreglering och mätning av ett medium i ett värme- eller kylsystem bestående av en terminalventil (39), som är uppbyggd av ett ventilhus (1) med tillhörande anslutning för en tilloppssida (2) och en retursida (3) och med en anslutningsstos (5) för ett komplett överstycke (6) och dessutom med två mätnipplar för mätning av tryck eller temperatur varav en mätnippel (7) på tilloppssidan respektive en mätnippel (8) för retursidan och där överstycket (6) är monterat i anslutningsstosen (5) har en utformning med en slöja (21), monterad tillsammans med en justerdel (12) och låst i axiell ledd av en låsmutter (9) och där slöjan (21) pressas mot ett ventilsäte (4) av en fjäderkraft som erhålls av en fjäder (15) och där slöjan (21) är utfonnad så att det erhålls en successivt ökande spalt mellan en nedre kant (29) hos slöjan (21) och ventilhusets säte (4) samt att en ventilkägla (11), monterad på en ventilspindel (19) vilkens nedre ändplan (45), aldrig mekaniskt begränsas i sin rörelse uppåt av en inre, övre vägg (38) hos slöjan (21) och att en cylindrisk del (14) av spindeln (19) pressas mot ett plan (24) hos justerdelen (12) av den motkraft till fjäderkraften som pressar slöjan (21) nedåt och att denna kontakt mellan den cylindriska delen (14) och planet (24) hos justerdeln (12) utgör den tätning som möjliggör ett byte av en O-ring (17), monterad att täta mellan spindeln (19) och justerdelen (12) under drift och att slöjan (21) kan vridas till olika inställningslägen genom attjusterdelen (12) vrids och att densamma då medbringar slöjan (21) till nya önskade lägen, och att det finns ett antal tätningsläppar (27 och 28) på slöjans (21) periferi som förhindrar ett ostyrt flöde från ventilsätet (4) ut till retursidan (3) känneteckat därav, att flödet genom ventilen (1) styrs av att slöjan (21) kan vridas via justerdelen (12) vilket ger en variabel öppning av en utströmningsöppning (31) och därmed ett förändrat flöde allt efter behov eller önskemål, och att detta flöde kan mätas via registrering av trycknivåerna vid mätnipplarna (7) och (8) .

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att justerdelen (12) kan vridas runt sin längdaxel och att denna vridning överförs till slöjan (21) samt att justerdelen (12) och slöjan (21) företrädesvis endast kan monteras samman i ett enda inbördes läge. 10 15 20 25 30 10 . Anordning enligt patentkrav 1 och 2, kännetecknat därav, att slöjan (21) har ett monteringsläge som inte kräver någon kalibrering. . Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att kraften från fjädern (15) tas upp av en nedre kant (29) hos slöjan (21) samt att den motstående kraften tas upp av spindelns cylindriska del (14) som pressas mot planet (24) hos justerdelen (12). _ Anordning enligt patentkrav 1 och 3, kännetecknad därav, att O-ringen (17) kan bytas under drift. _ Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att slöjan (21) har utformats så att det uppstår en successivt ökad spalt mellan slöjans nedre kant (29), dess ändplan, och relativt ventilsätet (4), och att denna ökning erhålls genom en trappvis (30) förändring av slöjans profil. . Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att tätningsläpp (27) på slöjans (21) perferi tätar mot en innerdiameter (37) hos anslutningsstosens (5) och där tätningsläppen (27) löper företrädesvis vinkelrätt mot slöjans (21) och spindelns (19) längdaxel och som därmed förhindrar ett oönskat flöde på slöjans utsida från det öppna ventilsätet (4) ut till ventilens retursida (3) . _ Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att det på slöjans (21) periferi finns företrädesvis 3-6 tätningsläppar eller tätningsribbor (28) som löper parallellt med slöjans respektive spindelns längdaxel och som tätar mot anslutningsstosens (5) och dess innerdiameter (37) och som därmed förhindrar ett oönskat flöde från det öppna ventilsätet (4) ut till ventilens retursida (3). _ Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att en ursvarvning (33) i retursidan (3) har ett utprovat axiellt läge relativt anslutningsstosen (5) och dess innerdiameter (37) som ger en utströmningsöppning (31) som i samverkan med slöjan (21) och en trappvis ökande spalt (30) hos densamma ger den önskade karakteristiken hos den kompletta terminalventilen (39). 531 242 ll 10.Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att det på den vridbara justerdelen (12) hör en ändyta (36) vilken är försedd med lägesindikeringar som är kopplade till slöjan (21) och dess relativa läge till utströmnings-öppningen (31) i 5 ventilhuset (1) 11.Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att antalet trappsteg (30) på slöjan (21) kan varieras i antal och i storlek och därmed ge ventilkonstruktionen möjlighet att lösa olika kravsituationer. 10 12.Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att ventilkäglan (11) har ett övre plan (40) som alltid har ett spel ”a” upp till slöjans inre övre vägg (38) vilket säkerställer att tätningsfunktionen mellan spindelns cylindriska del (14) och planet (24) hos justerdelen (12) alltid föreligger. 15