SE539845C2 - Tryckreduceringsventil för anordning för att avgasa vätskeblandningar - Google Patents

Abstract

. Vakuuminställningsventil för anordning för att avgasa vissa ämnen i vätskeblandningar medlåg kokpunkt i slutna vätskesystem, där en delmängd av vätskan avskiljs för avgasning ochdär avgasad vätska återförs till det slutna systemet, där vakuuminställningsventilen är anordnad att förefinnas på en ledning i vilken nämnda delmängd är avsedd att strömma. Uppfinningen utmärkes av, att vakuuminställningsventilen, vakuumventilen, innefattar etthus (31;32) med ett inlopp (11;21) och ett utlopp (16;26) för den avskiljda vätskan, av attvakuumventilen innefattar en i huset rörlig kolv (12;22) anordnad att i större eller mindregrad strypa tillförseln av den till vakuumventilen avskiljda vätskan, av att en pump äransluten nedströms vakuumventilen, av att en tryckfjäder (14;24) finns anordnad att vekamellan kolvens (12;22) ena ändvägg (17;27) och huset, av att en kanal (13;23) förefinnsgenom kolven, vilken kanal förbinder vakuumventilens inlopp (11;21) / utlopp (16;26) medden sida av kolven (12;22) som vetter mot nämnda fjäder (14;24) och av att kolven är avtätat mot husets (31;32) insida.

Description

Tryckreduceringsventil för anordning för att avgasa vätskeblandningar Föreliggande uppfinning hänför sig till en ventil för anordning för att avgasa vätskeblandningar. len ökande mängd energibrunnar, såsom bergvärme, och energllager samt indirekt kyldatekniska system såsom fryslager, isrinkar etc. tillsätts ämnen som har låg kokpunkt för attförhindra frysning i rörledningarna. Exempel på sådana tillsatsämnen är ammoniumhydroxiddär ammoniakeni12.5%-ig ammoniumhydroxid har en kokpunkt på 39 grader C och etylalkohol som har en kokpunkt på 78.5 grader C, båda vid atmosfärstryck.

Det är vanligt att plaströr används för att transportera vätskan i systemen. Plaströr är intediffusionstäta, utan gaser som syre, kväve och koldioxid, och även andra gaser, kan diffundera in från omgivningen till vätskan i systemen. Även vid användande av metallrör sker inläckning via skarvar i systemet. inläckning av gas kan även ske från en gasfylld utrustning ansluten till vätskesystem. Sådan utrustning kan vara kylmaskiner.

Ett stort problem med värme- och kylsystem innehållande en värmebärande vätska ärkorrosion inuti systemen. Vidare medför ämnen som främst syre, kväve, koldioxid attenergieffektiviteten sjunker genom att dessa ämnen kan lägga sig på värmeväxlare varvid deverkar isolerande samt lägga sig i pumpar som nedsätter pumparnas effektivitet. Förutomsyre, kväve och koldioxid kan det finnas andra ämnen som önskas avlägsnas, såsom svavelväte eller svaveldioxid eller köldmediegas.

Det förekommer olika typer av korrosion i dylika system, såsom allmän korrosion, galvaniskkorrosion, erosionskorrosion, spaltkorrosion, mikrobiologiskt inducerad korrosion och lokal gropkorrosion.

Vattenkvaliteten är av stor betydelse för korrosionsförloppet. l första hand berorkorrosionen bland annat på mängden lösta ämnen, gaser lösta i vätskan, pH-värde,temperatur etc. Ett förhållande som är mycket avgörande är koncentrationen av löst syre i vätskan, eftersom syre är nödvändigt för en oxidationsprocess.

Vid slutna vattensystem, vilket i dag är det förhärskande, kommer de gaser, däribland luft, som utlöses ur vätskan att förekomma som bubblor vid högpunkter i systemet.

Vattens förmåga att lösa luft beror på temperatur, tryck och salthalt. Vatten löser mer gas vid högre tryck och lägre temperatur.

Det syre som förbrukas vid oxidation inuti systemet ersätts genom att syre från omgivningen läcker in i systemet för att jämvikt skall uppnås vad avser syre i systemet.

Därför behöver system avgasas för att sänka syrehalten i systemet.

Vidare behöver kväve och koldioxid avlägsnas ur systemen pågrund av dessas negativa inverkan på värmeväxlare och pumpar.

För att avlägsna skadliga gaser, såsom syre, kväve och koldioxid kan vätskeblandningenutsättas för ett undertryck, varvid gaserna avgår. En sådan sänkning av kokpunkten medfördessvärre att tillsatsämnena för en fryspunktsnedsättning drivs ur vätskeblandningen före de nämnda skadliga ämnena.

I det svenska patentet nr 1551369-0 beskrivs en uppfinning som löser detta problem.

Ett problem med ett system enligt nämnda patent är att tryckreduceringsventilens inställning måste ändras manuellt när det sker en ändring av trycket i det slutna systemet.

Orsaken till en tryckförändring kan vara en förändring av den i det slutna systemetströmmande vätskans temperatur, läckage av vätska från systemet eller att ingrepp har gjorts i systemet.

För att det önskade undertrycket i den avskiljda delen där avgasning skall ske skallupprätthållas på önskad nivå för att därigenom tillse att önskade föreningar och ämnenavskiljs måste därför, tryckreduceringsventilen, ställas in efter det att en tryckförändring skett i det slutna systemet.

Föreliggande uppfinning löser detta problem.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en tryckreduceringsventil för en anordning för attavgasa vissa ämnen ivätskeblandningar med låg kokpunkt i slutna vätskesystem, där endelmängd av vätskan avskiljs för avgasning och där avgasad vätska återförs till det slutnasystemet, där tryckreduceringsventilen är anordnad att förefinnas på en ledning i vilkennämnda delmängd är avsedd att strömma, och utmärkes av, att tryckreduceringsventileninnefattar ett hus med ett inlopp och ett utlopp för den avskiljda vätskan, av atttryckreduceringsventilen innefattar en i huset rörlig kolv anordnad att i större eller mindregrad strypa tillförseln av den till tryckreduceringsventilen avskiljda vätskan, av att en pumpär ansluten nedströms tryckreduceringsventilen, av att en tryckfjäder finns anordnad attverka mellan kolvens ena ändvägg och huset, av att en kanal förefinns genom kolven, vilkenkanal förbinder tryckreduceringsventilens inlopp/utlopp med den sida av kolven som vetter mot nämnda fjäder och av att kolven är avtätat mot husets insida.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med på bifogade ritningar visadeutföringsexempel, där -figur 1 illustrerar ett förfarande för att avgasa föreningar och ämnen från envätskeblandning -figur 2 visar ett tvärsnitt av en tryckreduceringsventilens enligt en första utföringsform -figur 3 visar ett tvärsnitt av en tryckreduceringsventilen enligt en andra utföringsform. lO I figur 1 illustreras ett förfarande för att avgasa vissa ämnen i vätskeblandningar med låg kokpunkt i slutna kylsystem. Ledningen 1 tillhör ett vätskesystem för kylning.

En delmängd av vätskan avskiljs från systemet 1 medelst en ledning 2 för avgasning och där avgasad vätska återförs till det slutna vätskesystemet medelst en ledning 9.

Enligt nämnda patent avleds en delmängd från det slutna systemet där entryckreduceringsventil 3 bringas sänka trycket på den avskiljda vätskan till ett förutbestämtundertryck. Vätskans strömningsriktning visas med pilen vid ledningen 2. Den trycksänktavätskan bringas att föras till en avgasningstank 4, där avgasning av vätskan bringas ske.Trycket i avgasningstanken bringas vara tillräckligt lågt för att vissa ämnen skall lämnavätskan i gasfas. Huvuddelen av den avskiljda vätskan tryckhöjs med en första pump 5 som återför denna del av vätskan till systemet via en ledning 9.

Efter avgasningstanken 4 bringas en andra pump 6 att höja trycket på en mindre del av denfrån ledningen 1 avskiljda vätskan och gasen i avgasningstanken 4 till ett tillräckligt högttryck för att vissa ämnen skall kondensera och därvid lösa sig i vätskan medan andra ämnen stannar i gasfas.

Den andra pumpen 6 bringas pumpa vätska och gas till en avluftningstank 7 innefattande enflottöravluftningsventil 8, genom vilken avskiljda gaser strömmar till omgivningen.

Flottöravluftningsventilen är av lämpligt känt slag.

Kvarvarande del av vätskan i avgasningstanken 4 bringas medelst den första pumpen 5 att pumpas direkt från avgasningstanken 4 tillbaka till det slutna systemet 1.

Nämnda undertryck och trycket i avluftningstanken 7 beror givetvis av vilka gaser som skall gå i gasfas och därmed avskiljas och vilka som man önskar ha kvar i vätskeblandningen. lO Föreliggande uppfinning avser en tryckreduceringsventil för en anordning av den typ somvisas i figur 1 för att avgasa vissa ämnen vätskeblandningar med låg kokpunkt i slutnavätskesystem. Föreliggande tryckreduceringsventil kan användas som tryckreduceringsventilen 3 i figur 1, Föreliggande tryckreduceringsventil är således främst avsedd för en anordning där endelmängd av vätskan avskiljs för avgasning och där avgasad vätska äterförs till det slutnasystemet, där tryckreduceringsventilen är anordnad att förefinnas på en ledning i vilken nämnda delmängd är avsedd att strömma.

Enligt uppfinningen innefattar tryckreduceringsventilen ett hus 30; 31 med ett inlopp 11; 21 och ett utlopp 16;26 för den avskiljda vätskan.

Tryckreduceringsventilen innefattar en i huset 31; 32 en rörlig kolv 12; 22 anordnad att istörre eller mindre grad strypa tillförseln av den till tryckreduceringsventilen avskiljda vätskan.

En pump är ansluten nedströms tryckreduceringsventilen.

En tryckfjäder 14;24 finns anordnad att verka mellan kolvens 12; 22 ena ändvägg 17; 27 ochhuset 31; 32. Vidare förefinns en kanal 13;23 genom kolven, vilken kanal förbindertryckreduceringsventilens inlopp 11; 21 med den sida av kolven 12;22 som vetter motnämnda fjäder 14;24. Kolven är avtätat mot husets insida medelst o-ringar 20; 30 eller annanmotsvarande tätning. Denna kanal 13;23 medför att trycket på kolvens mot fjädern vettande yta är detsamma som trycket vid tryckreduceringsventilens utlopp 16; 26.

Enligt en föredragen utföringsform är nämnda fjäders 14; 24 fjäderkraft inställbar genom attnämnda ändvägg 17; 27 är förskjutbar relativt nämnda hus 31; 32. Enligt ett föredraget utförande är nämnda ändvägg förskjutbar relativt huset genom att den är gängad i huset.

Enligt en första utföringsform av uppfinningen har nämnda kolv 12 en kanal 33 löpandevinkelrätt mot kolvens rörelseriktning, där kanalen 33 i ett första läge hos kolven mynnar vidtryckreduceringsventilens inlopp 11 respektive utlopp 16 och där kolven 12 i ett andra läge skilt från det första läget täcker en del av inloppet och/eller utloppet.

Enligt en andra utföringsform av uppfinningen är en nål 32 utskjutande från nämnda kolv 22vars spetsände är anordnad att samverka med ett säte vid tryckreduceringsventilens inlopp21 till bildande av en nålventil och av att vid en förskjutning av kolven 22 relativt husetnålventilen stryper inloppet 21 i större eller mindre grad. Nålen 32 är avtätad mot husetmedelst en o-ring 30 eller motsvarande belägen mellan kolvens 22 från fjädern vettande sida och tryckreduceringsventilens utlopp 26.

En kanal 19, 29 löper genom huset 31, 32 till omgivningen på den sida av kolven 12; 22 somvetter från nämnda fjäder. Denna kanal medför att den sida av kolven som vetter från fjädern har atmosfärstryck.

Enligt ett föredraget utförande löper att ett mekaniskt manöverorgan 18; 28 genom husetsvägg i kanalen 19; 29, vilket manöverorgan är anordnat att mekaniskt påverka kolven så atttryckreduceringsventilen kan släppa igenom mera vätska från inloppet till utloppet, när manöverorganet påverkas manuellt.

Manöverorganet i den nämnda första utföringsformen kan vara ett stift 18 anordnad att kunna anligga mot och trycka kolven 12 och trycka denna i riktning mot fjädern.

Manöverorganet i den nämnda andra utföringsformen kan vara en L-formad 28 detaljanordnad att kunna anligga mot och trycka kolven 22 och trycka denna i riktning mot fjädern.

Som ett exempel kan systemtrycket, dvs trycket uppströms tryckreduceringsventilen, vara exempelvis 0.5 till 6 bar. Härvid kan exempelvis trycket nedströms tryckreduceringsventilen lO vara - 0.95 till - 0.6 bar. Systemtrycket och det lägre tryck som skapas avtryckreduceringsventilen bestäms av vilka föreningar och ämnen som skall lämna systemet i gasfas.

Tryckreduceringsventilens funktion vad gäller utföringsformen i figur 2 är följande. Viduppstart trycks manöverorganet 18 in så att kolven 12 tillåter att vätska strömmar in genomtryckreduceringsventilen. Därefter suger nämnda pump vätskan genom utloppet 16 varvidett undertryck skapas i tryckreduceringsventilen. Om systemtrycket sjunker ökarundertrycket i kanal 13 proportionerligt mot tryckändringen, på grund av att nämnda pumphar samma flöde, och drar kolven 12 åt vänster i figur2, varvid strypningen i ventilenminskar. Detta medför att trycket ökar på kolvens mot fjädern 15 vettande yta på grund av kanalen 13, varvid kolven 12 rör sig åt höger i figur 2 och strypningen i ventilen ökar.

Om systemtrycket ökar, exempelvis till följd av en temperaturstegring i vätskeblandningen,rör sig kolven åt höger i figur 2, varvid strypningen ökar proportionerligt mot tryckändringenpå grund av att nämnda pump har samma flöde. Detta medför att trycket på kolven 12 motfjädern 14 vettande yta minskar till följd av ökat undertryck i kanalen 13, varvid kolven rör sig åt vänsteri figur 2 och strypningen i ventilen minskar.

Genom att anpassa fjäderns 15 fjäderkonstant kompenserar tryckreduceringsventilenförändringar i systemtrycket så att det undertryck som skapas i tryckreduceringsventilen är väsentligen konstant.

Föreliggande uppfinning löser således det inledningsvis nämnda problemet.

Tryckreduceringsventilens funktion vad gäller utföringsformen i figur 3 är följande. Viduppstart trycks manöverorganet 28 in så att kolven 22 och därmed nålventilen 32 tillåter attvätska strömmar in genom tryckreduceringsventilen. Nämnda pump suger vätskan genomutloppet 26 varvid ett undertryck skapas i tryckreduceringsventilen. Om systemtrycket sjunker ökar undertrycket proportionerligt mot tryckändringen, på grund av att nämnda lO pump har samma flöde, och drar kolven 22 åt vänster i figur 3, varvid strypningen i ventilenminskar. Detta medför att trycket ökar samtidigt som trycket på kolvens mot fjädern 25vettande yta ökar på grund av kanalen 23, varvid kolven 22 rör sig åt höger i figur 3och strypningen i ventilen ökar.

Om systemtrycket ökar, exempelvis till följd av en temperaturstegring i vätskeblandningen,rör sig kolven 22 åt vänster i figur 3 på grund av att undertrycket förändras proportionerligtmot tryckändringen då nämnda pump har samma flöde. Detta medför att trycket på kolvens22 mot fjädern 24 vettande yta ökar till följd av kanalen 23, varvid kolven rör sig åt högerifigur 3, varvid strypningen i ventilen ökar. Genom att anpassa fjäderns 25 fjäderkonstantoch dess utgångskraft mot ändväggen 17;27 kan tryckreduceringsventilen kompenseraförändringar i systemtrycket så att det undertryck som skapas i tryckreduceringsventilen är väsentligen konstant.

Ovan har ett antal utföringsformer beskrivits. Det är uppenbart för fackmannen att tryckreduceringsventilens detaljutform ning kan varieras utan att dess funktion frångås.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till ovan angivna utföringsformer, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (6)

1. Tyckreduceringsventil för en anordning för att avgasa vissa ämnen i vätskeblandningarmed låg kokpunkt i slutna vätskesystem, där en delmängd av vätskan avskiljs för avgasningoch där avgasad vätska återförs till det slutna systemet, där tryckreduceringsventilen äranordnad att förefinnas på en ledning i vilken nämnda delmängd är avsedd att strömma, k än n e t e c k n at a v, att tryckreduceringsventilen innefattar ett hus (31;32) med ett inlopp(11;21) och ett utlopp (16;26) för den avskiljda vätskan, av att en pump är anslutennedströms tryckreduceringsventilen, anordnad att med konstant flöde suga vätska genomutloppet, av att tryckreduceringsventilen innefattar en i huset rörlig kolv (12;22) anordnadatt i större eller mindre grad strypa tillförseln av den till tryckreduceringsventilen avskiljdavätskan, av att en tryckfjäder (14;24) finns anordnad att verka mellan kolvens (12;22) enaändvägg (17;27) och huset, av att en kanal (13;23) förefinns genom kolven, vilken kanalförbinder tryckreduceringsventilens inlopp (11;21) / utlopp (16;26) med den sida av kolven(12;22) som vetter mot nämnda fjäder (14;24) och av att kolven är avtätat mot husets (31;32) insida.

2. Tryckreduceringsventilen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda fjäders(14;24) fjäderkraft är inställbar genom att nämnda ändvägg (17;27) är förskjutbar relativt nämnda hus.

3. Tryckreduceringsventil enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kolv (12)har en kanal (33) löpande vinkelrätt mot kolvens rörelseriktning, av att kanalen i ett förstaläge hos kolven mynnar vid tryckreduceringsventilens inlopp (11) respektive utlopp (16) ochav att kolven (12) i ett andra läge skilt från det första läget täcker en del av inloppet (11) och/eller utloppet (16).

4. Tryckreduceringsventilen enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att från nämndakolv (22) är en nål (32) utskjutande vars spetsände är anordnad att samverka med ett säte vid tryckreduceringsventilens inlopp till bildande av en nålventil och av att vid en lO förskjutning av kolven (22) relativt huset (31) nålventilen stryper inloppet (21) i större eller mindre grad.

5. Tryckreduceringsventilen enligt krav 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d a v, att ettmekaniskt manöverorgan (18;28) löper genom husets (3132) vägg och är anordnat att mekaniskt påverka kolven (12;22) att mekaniskt tryckas i riktning mot fjädern (14;24).

6. tryckreduceringsventilen enligt krav 1, 2, 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k n at a v, att nämnda ändvägg (17;27) är förskjutbar relativt huset (31;32) genom att den är gängad i huset.