SE535490C2 - Reglerventil - Google Patents

Description

535 430 detaljerna, vilket har gjort att diverse tätningar använts för att minimera dessa läckage.

Läckagen blir särskilt problematiska vid låga flöden, där det önskade flödet är litet. inverkan av ett läckageflöde blir i dessa driftsfall förödande.

Redogörelse för uppfinningen l den nu föreliggande uppfinningen har man åstadkommit en förinställbar reglerventil och löst problemen kring tillverkningstoleranser och tätningar genom att konstruktionen är gjord på ett nytt sätt som minimerar läckageflödena och dess inverkan på karakteristiken, samtidigt som ventilen har de fördelaktiga egenskaperna med ställbart Kvs-värde med bibehållen reglerkarakteristik och reglering med full slaglängd oavsett förinställt Kvs-värde. Dessutom har uppfinningen den fördelen att strypningen baseras på ett enda strypställe.

Den kompletta reglerventilen innefattar i en föredragen utföringsform ett ventilhus, med en tilloppsanslutning och en utloppsansiutning, och till ventilhuset ansluter en ventilhals och anslutningar för mätnipplar. l ventilhalsen är en komplett ventilinsats anordnad innefattande ett överstycke och vid ventilhalsens topp är en ventilratt anordnad. Genom ventilratten och ventilinsatsen är anordnat en så kallad spindel, vilket är en axel som samordnas med ett på reglerventilen monterat ställdon för motorisering av reglerfunktionen hos ventilen. Runt denna ventilspindel återfinns företrädesvis en returfiäder. Vidare innefattar ventilhalsens nedre parti en genomströmningsöppning där mediet kan strömma genom ventilen, från tilloppsanslutningen till utloppsanslutningen. l botten av ventilhalsen i anslutning till genomströmningsöppningen är ett ventilsäte anordnat.

Förinställningen av Kvs-värdet, dvs. valet av önskat maximalt flöde för det aktuella driftsfallet löses genom att en, företrädesvis hylsformad, cylindrisk, första kägla är axiellt förskjutbart anordnad relativt ventilsätet. Den första käglan innefattar en öppning för genomströmning av fluidflödet och denna öppnings form bestämmer den reglerkarakteristik som ventilen kommer att arbeta efter. Den första käglan är steglöst, axiellt förskjutbar i ventilhalsen och när käglan förskjuts i förhållande till ventilsätet, i riktning mot eller från ventilsätet, avskärmas eller öppnas käglans öppning relativt ventilsätet i olika grad och detta oavsett vilken förinställning som önskas, alltså oavsett vilket Kvs-värde som valts. Den första käglans rörelselängd för förinställning, det vill säga den längd som käglan kan förflyttas vid förinställning utgör den kompletta reglerventilens förinställningslängd. Uppfinningen begränsar sig inte till att enbart omfatta den ovan nämnda EQ/EQM-karakteristiken utan formen på den första käglans öppning bestämmer reglerkarakteristiken och denna karakteristik kan vara till exempel linjär eller annan önskad karakteristik. I den nya konstruktionen minimeras antalet tätningar samtidigt som placeringen, av de tätningar som ändå måste finnas på grund av de rörliga delarna, är gynnsam och medger val av tätningsmaterial som är tåliga över ventilens 535 filfll] livslängd.

Vidare innefattar en föredragen utföringsform av uppfinningen en andra kägla vilken företrädesvis är hylsformad och cylindrisk och omsluter åtminstone delvis den första käglans ytteryta, företrädesvis dess övre, bortre del, i förhållande till ventilsätet. Genom detta anordningssätt är det möjligt att låta den första käglans öppning avskärmas av den andra käglan, i den grad man önskar, vid förinställning. Den cylindriska formen hos den första och den andra käglan är fördelaktig vid eventuell avtätning av läckageflöde mellan käglornas mot varandra stående ytor. Den andra käglan ger ytterligare fördelar vid förinställningen vilket beskrevs ovan, genom att det fönster som bildas för genomströmning av mediet, och som enligt den första utföringsformen begränsas av ventilsätet och den första käglans öppning, även kan begränsas till valda delar med hjälp av den andra käglan. Detta innebär att det blir möjligt att välja förinställning, det vill säga exponera valda delar av den första käglans öppning för genomströmning av mediet till ventilens genomströmningsöppning. Dessutom den andra käglan axiellt förskjutbar i ventilhuset och dess ventilhals, mellan ett första bortre ändläge i förhållande till ventilsätet och ett andra ändläge i anslutning mot ventilsätet.

Härigenom erhålls fördelar gentemot äldre lösningar på så sätt att ytterligare funktioner kan tillföras till ventilen, såsom regler- eller avstängningsfunktioner.

En föredragen utföringsform av uppfinningen är att den första käglan är anordnad att reglera flödet genom den kompletta reglerventilen vid ett regleringsläge, det vill säga vid ett visst driftsfall. Reglerventiler styrs vanligen av ett påmonterat ställdon vilket via någon form av givare känner av en förändring i belastningen/effektuttaget i fluidsystemet där ventilen arbetar. Detta ställdon samverkar med ventilens spindel, vilket är den axel som i en reglerventil normalt förbinder den reglerande käglan med det påmonterade ställdonet. När ett förändrat behov, ett ändrat flöde, indikeras förflyttas enligt uppfinningen, spindeln axiellt under påverkan av ställdonet, varvid spindelns rörelse överförs till den första och den andra käglan, vilka i regleringsläget är låsta i förhållande till varandra i det läge som är givet av förinställningen. Genom att spindeln är fast anordnad med en avstängningsskruv, vilken i sin tur är förenad med en förinställningsskruv, företrädesvis via ett gängförband, och att den andra käglan är axiellt låst till förinställningsskruven, företrädesvis medelst en mutter och vidare att även den första käglan är axiellt låst till förinställningsskruven, företrädesvis medelst ett gängförband, förflyttas således både den första och den andra käglan samtidigt _ axiellt under påverkan av spindeln. Flödet genom den kompletta reglerventilen bestäms av den första käglans läge, med dess öppning, i förhållande till avskärmningen mot ventilsätet och detta flöde motsvarar den belastning/det effektuttag som föreliggeri varje enskilt driftsfall. Flödet genom den kompletta reglerventilen är därmed variabelt fràn 0-100% av det 535 GBG önskade maxflödet, det valda Kvs-värdet, det vill säga att den första och den andra käglan har full slaglängd tillgänglig oavsett vilken förinställning ventilen är inställd på. Den andra käglans läge i förhållande till den första käglan ändras inte under reglering utan deras inbördes läge är detsamma, givet av förinställningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är den första käglan axiellt förskjutbari förhållande till den andra käglan. På så vis skapas förutsättningar för de båda kågloma att arbeta antingen samordnat eller individuellt för att åstadkomma önskade funktioner såsom exempelvis förinställning alternativt avstängning, genom att de båda käglorna kan bringas i olika lägen i förhållande till varandra. En fördel med detta är exempelvis att i den föredragna utföringsformen sker förinställningen av ventilens Kvs-värde, det vill säga förflyttningen av den första käglan axiellt och i riktning mot eller från ventilsätet utan att påverka den andra käglans läge. Efter utförd förinställning, när ventilen arbetar i sitt normal/regleringsläge är den andra käglans position utmed/omkring den första käglan låst i sitt valda förinställningsläge, via gängförband enligt beskrivning ovan, och reglering sker utan att den andra käglans avskärmning av den första käglans öppning förändras . l en föredragen utföringsform av uppfinningen sker förinställningen av ventilen, det vill säga den första käglans förflyttning till avsett läge i förhållande till ventilsätet, så att önskat Kvs- värde erhålls, genom en vridrörelse av ventilratten. Genom att ventilralten indirekt via mellandelar, är i ingrepp med en förinställningsskruv, företrädesvis vid dess utsida, överförs ventilrattens rörelse till denna skruv. Förinställningsskruven är i sin tur invändigt gängad, där gängorna omsluter den första käglans överdel, vilken överdel också är gängförsedd. Pà så vis överförs rotationsrörelsen via gängförbandet, till den första käglan vilken förflyttas axiellt, till önskat läge någonstans mellan sina ytterlägen, vilka anger max Kv och min Kv.

Förinställningsmomentet sker i äldre lösningar med någon fonn av specialverktyg, medan detta i den nu föreliggande uppfinningen utförs med hjälp av ventilratten.

Enligt en utföringsform bestäms den kompletta reglerventilens slaglängd av den andra käglans rörelse mellan sina ändlägen, det första bortre ändläget i förhållande till ventilsätet och det andra ändläget i anslutning mot ventilsätet. Den andra käglans rörelse mellan dessa ändlägen är minst lika med höjden av genomströmningsöppningen i ventilhuset. Den andra käglan begränsar, avskärmar, därmed inte genomströmningsöppningen iden andra käglans första bortre läge.

Enligt en föredragen utföringsform arbetar den första käglan vid reglering med full slaglängd, oavsett det valda maximala flödet genom ventilen. Detta innebär att oavsett det valda Kvs- 535 490 värdet, vilket väljs i förinställningsläget, är reglernoggrannheten maximal och inte som i äldre lösningar där slaglängden begränsades olika mycket beroende på hur Kvs-värdet valdes, vilket innebar en begränsning utav reglerområdet. l denna nya konstruktion uppnås god reglernoggrannhet för varje förinställning samtidigt som reglerkarakteristiken bibehålls. Detta blir möjligt genom att höjden på öppningen i den första käglan är minst lika med summan av höjden på genomströmningsöppningen i ventilhuset och förinställningslängden.

Enligt en föredragen utföringsform påverkas inte höjden på genomströmningsöppningen i ventilhuset alls av vilken förinställning ventilen ställs in på. I förinställningsläget befinner sig alltid den andra käglan i sitt första bortre läge i förhållande till ventilsätet och i detta läge avskärrnar inte den andra käglan genomströmningsöppningen. Vidare är, enligt ovan, höjden på den första käglans öppning större än genomströmningsöppningens höjd och den första käglan är anordnad så att denna höjd aldrig, oavsett förinställningsläget hos den första käglan avskärmar någon del av genomströmningsöppningens höjd. Detta innebär att efter att förinställningen är utförd, alltså i ventilens regleringsläge, alltid har full slaglängd tillgänglig, vilket leder till de fördelar som tidigare beskrivits.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är den andra käglan rotationslåst i förhållande till ventilhalsen genom att en så kallad signalring är anordnad omkring den andra käglans periferi och denna signalring innefattar en upphöjning, en ås, vilken företrädesvis har en avlång utsträckning i axiell riktning utmed signalringens periferi, och vilken ås utgör en upphöjning både på signalringens ytter- och innersida. Den avlånga åsen är inåt. mot den andra käglan, anordnad att komma i ingrepp med ett spår på den andra käglans periferi varigenom signalringen blir rotationslåst anordnad kring den andra käglan. Vidare är signalringens ås utåt, i förhållande till den andra käglan, anordnad att löpa i ett spår i ventilhusets ventilhals, vilket spår löper i axiell riktning i förhållande till den andra käglan och spåret är minst lika långt som ventilens slaglängd. Den andra käglan kan därmed inte rotera i ventilhuset men är däremot förskjutbar i axiell riktning minst lika långt som ventilens slaglängd.

Rotationslåsningen är nödvändig för den sammantagna funktionen hos ventilen, och fördelen är att tätning mellan den första och den andrakäglan samt tätning mellan den andra käglan och ventilsätet underlättas då enbart axiella rörelser mellan delarna tillåts och därmed minskar kraven på tätningen.

Enligt en föredragen utföringsform är den första käglan rotationslåst till den andra käglan genom att minst en styrpinne är fast monterad iden andra käglan och genomgående till och igenom den första käglans topp via ett urtag i densamma. Därmed är den första käglan 535 1150 också indirekt rotationslåst i förhållande till ventilhalsen. Denna styrpinne sträcker sig i axiell riktning i förhållande till käglorna och är utformad så att den första käglan är axiellt förskjutbar i förhållande till styrpinnen och minst till den längd som motsvarar förinställningslängden.

Genom att den första käglan, med sin öppning för genomströmning av fluid, inte kan rotera relativt ventilhuset har denna öppning lägesmässigt samordnats med ventilhusets genomströmningsöppning och därmed är öppningen i samma läge i förhållande tilll och i flödesriktningen hos den kompletta ventilen. Därmed minskas tryckfallet över ventilen i förhållande till de lösningar där motsvarande kägla med sin öppning roteras till olika lägen i förhållande till genomströmningsöppningen, beroende på förinställningen av Kvs-värdet, och öppningen sammanfaller i dessa lösningar inte säkert med ventilhusets genomströmningsöppning.

På grund av tillverkningstoleranser hos ingående rörliga delar uppstår alltid läckageflöden kring reglerande käglor/detaljeri reglerventiler. Att minimera dessa läckageflöden är väsentligt för att ha kontroll över reglerventilens karakteristik oavsett flödet genom ventilen.

Speciellt vid små flöden får ett läckage stor inverkan på karakteristiken. Enligt ytterligare en fördragen utföringsform sker avtätningen av läckageflöden kring den första käglan genom att en tätning är anordnad mellan den första käglan och den andra käglan. Tätningen är monterad i ett spår i den andra käglans invändiga yta och omsluter på så sätt den första käglans ytteryta och avtätar det spel som måste finnas för delarnas rörlighet i förhållande till varandra. Denna utformning innebär att tätningen återfinns i ett läge där känsligheten mot tillverkningstoleranser inte är stor och därmed minskar behovet av snäva toleranser vid tillverkning och noggrannheten i reglerkarakteristiken blir bättre.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är den kompletta reglerventilen anordnad med en avstängningsfunktion genom att den andra käglan i dess andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet, helt avskärmar genomströmningsöppningen. l den andra käglans första bortre ändläge, i förhållande till ventilhuset, avskärmas inte genomströmningsöppningen alls. Med en och samma ventil åstadkoms därmed även en avstängningsfunktion.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar ventilsätet en tätning, vilken anordnats att avtäta mellan den första käglan och ventilsätet, även här för att motverka läckageflöden, som negativt påverkar karakteristiken. Tätningen har även funktionen att täta mot läckage när ventilen är helt avstängd för genomströmning av fluid, i sitt avstängningsläge, genom att den andra käglan i sitt andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet, bottnar mot tätningen vilket får till följd att ingen fluid kan passera käglorna. Med en och samma detalj - sätestätningen - erhålls därmed både en läckagetätning vid normal 535 430 drift och tillsammans med den andra käglan ett tätt avstängningsläge hos den kompletta reglerventilen.

För att minimera oönskat tryckfall över den kompletta ventilen är det fördelaktigt att låta fluiden strömma väsentligen parallellt med den huvudsakliga flödesriktningen genom den kompletta reglerventilen, utan betydande omlänkningar av flödesvägen. Enligt en föredragen utföringsform är därför den kompletta reglerventilens genomströmningsöppning för fluiden företrädesvis placerad i ventilhusets nedre del i direkt anslutning till ventilsätet och nära tilloppsanslutningens och returanslutningens centrumlinjer och därmed nära huvudriktningen för den kompletta ventilens genomlopp. Denna minimering av flödesomlänkningen vid strypstället medför minimal turbulens hos flödet med resultat att även problem med ljud från strypstället minskas, vilket är ett känt problem i ett flertal äldre lösningar.

Av samma anledning som ovan, nämligen minimera tryckfall, turbulens och ljud sammanfaller, enligt en föredragen utföringsform, symmetrilinjen hos den första käglans öppning i huvudsak med genomströmningsöppningens symmetrilinje. Enligt ovan nämnda utföringsform är den andra käglan rotationslàst i detta läge och den första käglan rotationslàst till den andra käglan. Den första käglan är dock axiellt förflyttbar, det vill säga i samma riktning som öppningens symmetrilinje sträcker sig, varvid den första käglans öppning förflyttas även utmed genomströmningsöppningens symmetrilinje och därmed sammanfaller de båda öppningamas huvudsakliga genomlopp med minimal turbulens som resultat.

Därmed uppnås bàde tidigare kända fördelar tillsammans med nya fördelar i en och samma ventil: - en ventil där Kvs-värdet kan varieras i ett och samma ventilhus. - karaktäristiken hos ventilen är densamma oavsett vilket Kvs-värde som den är inställd pà. - god reglernoggrannhet med full slaglängd vid reglering oavsett vilken förinställning, vilket Kvs-värde ventilen är inställd på. - en ventil som vid tillverkningen är mindre känslig för toleranser och måttawikelser. - en ventil där förinställning av Kvs-värdet kan ske oavsett om ett ställdon är påmonterat eller ej. - ventilen kan därmed levereras komplett med pàmonterat ställdon om så önskas för att underlätta och snabba upp installationsarbetet på plats. 535 490 Den konstruktiva utformningen hos den föreliggande uppfinningen är beskriven i detalj nedan. Dessutom för uppfinningen teknikens ståndpunkt på området vidare i olika hänseenden. Detta förverkligas l föreliggande uppfinning genom att en anordning av det ovan beskrivna slaget i huvudsak är så beskaffad, som framgår i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

Ytterligare kännetecken av och fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ett föredraget, dock ej begränsande utförandeexempel av uppfinningen.

Kort beskrivning av figurerna l detalj föreställer i diametrala, delvis schematiska genomskärningar eller perspektiwyer: - Fig. 1 visar en kurva med reglerkarakteristik enligt EQM (Equal percentage Modified) - Fig.2a visar ett längsgående snitt genom en komplett reglerventil enligt en föredragen utföringsform av anordningen.

- Fig.2b visar en förstoring av ett snitt genom den andra käglan med dess signalring och ås.

- Fig.3 visar ett tvärgående snitt genom en komplett ventil enligt en föredragen utföringsform av anordningen.

- Fig.4a visar den första käglans utformning i detalj, enligt en föredragen utföringsform.

- Fig.4b visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med den första käglan inställd på maximalt förinställt värde, vid max Kv-värde.

- Fig.4c visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med den första käglan inställd på cirka 50% av maximalt förinställt värde.

- Fig.4d visar reglerventilen i vy från utloppssidan, med den andra käglan vilken delvis avskärmar genomströmningsöppningen.

Detaljerad beskrivning av figurerna Fig.1 visar ett exempel på en kurva över fluidflödet genom ventilen som funktion av lyfthöjden hos ventilkäglan för den föreliggande uppfinningen, vid ett konstant differenstryck över ventilen. Exemplifierat genom att anta att den värmeavgivande apparaten vilken ventilen reglerar flödet för, avger 50 % av föreskriven effekt när flödet är 20 % av det föreskrivna, skall i detta fall ventilen ge 20 % flöde när den är öppen till 50 %. Detta betyder att när ventilen är öppen till 50 % blir effekten också 50 %. När detta samband stämmer för alla flöden har ventilen en logaritmisk funktion, eller en modifierad logaritmisk karaktäristik - en EQM-funktion.

Den nu aktuella uppfinningen har genom utformningen av käglan, den egenskapen att detta samband mellan Iyfthöjd, flöde och effekt upprätthålls för olika Kvs-värden, för en och samma ventildimension. 535 430 Fi.2a visar ett längsgående snitt genom en komplett reglerventil 1 enligt en föredragen utföringsform av anordningen, innefattande ett ventilhus 2 med en tilloppsanslutning 3 och en utloppsanslutning 4, för anslutning mot det rörsystem i vilket den kompletta reglerventilen 1 arbetar. På ventilhuset 2 är också två anslutningar för mätnipplar 8 anordnade för mätning och eventuell registrering av det statiska differenstrycket över reglerventilen. Fluidet som genomströmmar reglerventilen under drift strömmar från tilloppssidan, tilloppsanslutningen 3, till utloppssidan, utloppsanslutningen 4, via en genomströmningsöppning 7 med en höjd H, i anslutning till ett ventilsäte 6, vilket säte är anordnat i ventilhusets nedre del 28. En ventilhals utgår i vinkel från ventilhuset 2, en ventilinsats komplett 38 är anordnad i ventilhalsen 5.

Ventilinsatsen komplett 38 innefattar ett överstycke 9 och en hylsformig, cylindrisk första kägla 13, vilken är axiellt förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5. Den första käglans 13 nedre ände, närmast ventilsätet 6 är öppen för inströmning av mediet, och utströmningen av mediet från den första käglan 13 sker genom den första käglans öppning 14, vilken är anordnad vid den första käglans 13 periferi och i huvudriktningen för genomströmningen av mediet genom den kompletta reglerventilen 1. Den första käglans ytteryta, företrädesvis vid dess övre del, omsluts delvis av en hylsformig, cylindrisk andra kägla 15, vilken är förskjutbart anordnad i ventilhalsen 6. Den första käglan 13 och den andra käglan 15 är dessutom förskjutbarai förhållande till varandra och mellan den första käglans ytteryta och den andra käglans inneryta är en tätning 26, företrädesvis i form av en O-ring, anordnad.

Genom att den första och den andra käglan är förskiutbara i förhållande till varandra, medges att förinställning av den kompletta reglerventilen 1, det vill säga förinställningen av Kvs-värdet, det maxflöde som ska genomströmma reglerventilen, kan ske utan att slaglängden begränsas. Detta är en mycket viktig egenskap eftersom noggrannheten vid reglering då blir bra oavsett vald förinställning. Vid förinställning, i reglerventilens förinställningsläge, återfinns den andra käglan 15 i sitt översta, i förhållande till ventilsätet bortre läge. Förinställningen innebär att läget/avståndet av den första käglans öppning 14 i förhållande till ventilsätet 6 ställs in. Vid förinställning roteras en, kring ventilhalsen 5 roterbart anordnad ventilratt 10, vilken via kuggar, är i ingrepp med ett roterbart, kuggförsett mellandrev 30. Detta mellandrev är i sin tur i ingrepp med en roterbar och kuggförsedd så kallad sol 31 vilken i sin tur är i ingrepp med förinställningsskruven 17 och därmed överförs rotationsrörelsen hos ventilratten 10 till förinställningsskruven 17. Denna är roterbar men förflyttas inte axiellt i ventilhalsen under förinställningen. Förinställningsskruvens 17 nedre del innefattar en invändig gänga vilken samverkar med en utvändig gänga anordnad på den första käglans 13 övre ände och genom rotationen av förinställningsskruven 17 överförs, via det mellanliggande gängförbandet 20, rotationen till en axiell rörelse hos den första käglan 535 490 13. Därmed förflyttas den första käglan axiellt i riktning mot eller från ventilsätet 6. Observera att den andra käglan 15 inte påverkas utan stannar kvar i sitt övre läge vid förinställning. När sedan förinställningen är avklarad och ventilen redo för reglering, kommer inte det inbördes läget, givet av förinställningen, mellan den första och den andra käglan att förändras.

Vid reglering av systemet i vilket den kompletta reglerventilen 1 ingår, används för styrning av reglerventilen, vanligen ett pàmonterat ställdon (ej visat) monterat på reglerventilens adapter 29. Adaptern är utbytbar beroende på vilken typ av ställdon som används. Ställdonet kommunicerar med givare i systemet, och vid förändrat flödesbehov påverkar ställdonet en ventilspindel 11, vilken är axiellt förskjutbar i ventilhalsen 5. Ventilspindelns 11 axiella rörelse överförs till den andra käglan 15 genom att spindeln 11 är fast anordnad i en skruv, benämnd avstängningsskruv 16, vilken skruv är förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5. Denna avstängningsskruv 16 är i sin tur, i reglerläget, fast anordnad axiellt till övre änden av en förinställningsskruv 17, via ett gängförband 18, och förinställningsskruven 17 är ocksa den förskjutbart anordnad i ventilhalsen 5. Vidare är den andra käglan 15 fast anordnad till förinställningsskruven 17 via en mutter 19. Förinställningsskruvens 17 nedre del innefattar, vilket beskrevs ovan, en invändig gänga vilken samverkar med en utvändig gänga anordnad på den första käglans 13 övre ände och detta gängförband 20 låseri reglerläget, förinställningsskruven 17 och den första käglan 13 axiellt till varandra. När ventilspindeln 11 förflyttas axiellt förflyttas därmed avstängningsskruven 16, förinställningsskruven 17, den första käglan 13 och den andra käglan 15 axiellt i ventilhalsen 5 utan att käglornas inbördes lägen i förhållande till varandra förändras. Genom den samtidiga axiella förflyttningen av den första käglan 13 och den andra käglan 15 förändras den öppna arean för mediets genomströmning genom den första käglans öppning 14 pà grund av att öppningen 14 avskärmas i olika grad av ventilsätet 6 beroende på den första käglans 13 förflyttning, varvid flödet genom den kompletta reglerventilen 1 förändras. För att säkerställa att den första käglans öppning 14 alltid är optimalt placerad i förhållande till strömningen är den första käglan 13 rotationslàst i förhållande till den andra käglan 15 genom att två styrpinnar 24 är fast anordnade iden andra käglan 15 och dessa styrpinnar utsträcker sig axiellt i förhållande till den första käglan 13 och den andra käglan 15 och igenom två urtag 25 i den första käglans topp. Dessa styrpinnar 24 har en längd som är minst lika med förinställningslängden, L, alltså tillräckligt långa för att medge förinställning, då den första käglan 13 och den andra käglan 15 är förskjutbara i förhållande till varandra. Omkring den andra käglans 15 periferi är en signalring 21 anordnad och denna signalring innefattar en ås 22, vilken företrädesvis har en avläng utsträckning i axiell riktning utmed signalringens 21 inner- och ytteryta. Den avlånga àsen 22 är anordnad att greppa i ett spår 36 på den andra käglans periferi varigenom signalringen 21 blir rotationslàst anordnad kring och i förhållande till den andra 535 430 11 käglan 15. Vidare är signalringens ås 22 utåt, i förhållande den andra käglan 15. änordnad att löpa i ett spàr 23 i ventilhalsen 5, vilket framgår av detaljbilden 2b, och där spåret 23 löper i axiell riktning i förhållande till den andra käglan 15 och spåret 23 är minst lika långt som ventileras slaglängd. Den andra käglan är därmed rotationslåst i förhållande till ventilhalsen 5.

Signalringen innefattar också ett spår 37, vilket löper runt hela dess periferi och vilket spår är anordnat att skapa en kommunikation mellan làgtryckssidan på ventilen, efter ventilsätet 6, och den ena av anslutningarna för mätnipplarna 8. Den andra anslutningen för mätnippel 8 har kommunikation med ventilens högtryckssida. tilloppssidan.

Kring ventilspindeln 11 finns en inspänd returfläder 12 med en omslutande fiäderhylsa 32.

Returfiädern 12 ser till att spindeln återgår till sitt övre, bortre läge (a), i förhållande till ventilsätet 6, så kallad liåderåtergång om stâlldonet av någon anledning blir spänningslöst.

För fixering av delarna i ventilinsatsen 38 och för styrning är ett överstycke 9 anordnat. Överstycket 9 blir fast anordnat gentemot ventilhalsen 5 via ett i ventilhalsen fast monterat överstyckeslås 33, vilket gängas fast i ventilhalsens 5 gods vid ihopmonteringen av ventilen.

Den kompletta reglerventilen 1 innefattar även ett läge för avstängning av genomflödet, en avstängningsfunktion. Vid avstängning roteras ventilratten 10, varvid ventilratten via kuggar, är i ingrepp med ett roterbart, kuggförsett mellandrev 34, anordnat för avstängningsfunktionen. Detta mellandrev är i sin tur i ingrepp med en roterbar och kuggförsedd så kallad sol 35 vilken sol i sin tur är i ingrepp med avstängningsskruven 16. Vid ventilrattens 10 rotation överförs således rörelsen till avstängningsskruven 16 vilken genom gängförbandet 18, överför rotationsrörelsen till en axiell rörelse hos förinställningsskruven 17.

Genom att denna, vilket tidigare beskrivits, är fast anordnad med den andra käglan 15, kommer den andra käglan också att förflyttas axiellt och därmed även den första käglan. För att stänga ventilen helt för genomströmnlng förflyttas den andra käglan 15 axiellt i rikting mot ventilsätet 6 tills hela genomströmningsöppningen 7 är helt avskärmad. l ventilsätet 6 är en sätestätning 27 anordnad att täta mot den, mot ventilsätet vända kanten på den andra käglan vid komplett avstängning. Samma sätestätning 27 tätar även alltid mellan den första käglan 13 och ventilsätet 6, oavsett funktionsläge. Funktionen framgår även i figur 4d, där den andra käglan är på väg mot stängt läge, i riktning ned mot ventilsätet.

Figur Zb visar en förstoring av ett snitt A-A genom den andra käglan med dess signalring och ås.

Signalringen 21 innefattar den avlånga åsen 22 vilken är anordnad att löpa i ett spår 23 vilket spàr löper axiellt i ventilhalsen 5. Signalringen är rotationslåst monterad på den andra käglan genom åsen 22 vilken samverkar med ett spår 36 vid den andra käglans periferi.

Figur 3 visar ett tvärgående snitt genom en komplett reglerventil enligt en föredragen 450 12 utföringsform av anordningen.

I figuren framgår att den första käglans öppning 14 har en höjd som är högre än genomströmningsöppningens 7 höjd H, och närmare bestämt en höjd som är minst lika med höjden pà genomströmningsöppningens 7 höjd H, plus längden av förinställningsrörelsen, förinställningslängden L, det vill säga L+H. Vid förinställningsmomentet är som tidigare nämnts den andra käglan 15 i sin övre, bortre position i förhållande till ventilsätet 6 och i figuren är även den första käglan 13 i sitt övre läge, vilket motsvarar reglerventilens maximala Kv-värde, dess maximala Kvs-värde, med maximalt möjligt genomflöde. Om man önskar ett lägre maximalt flöde, ett mindre Kvs-värde, förflyttas på tidigare beskrivna sätt den första käglan 13 i riktning mot ventilsätet 6, med dess sätestätning 27, varigenom den exponerade öppningen minskar och därigenom även det möjliga maximala flödet genom ventilen. Genom att den första käglans öppning 14 har höjden L+H är tillgänglig slaglängd vid reglering fortfarande maximal oavsett valt Kvs-värde. Den exponerade delen av den första käglans öppning 14 är fortfarande lika med höjden H på genomströmningsöppningen 7 och ingen begränsning av slaglängden har skett även om förinställningen är vald till ventilens minsta Kvs-värde.

Den kompletta reglerventilen 1 innefattar även, precis som de flesta reglerventiler decimalskala och indikeringssring samt täckkåpa (visas ej). Vidare utbalanseras tryckmässigt den första och den andra käglan genom urtag 25 i den andra käglan 15 till hålrummet ovanför densamma och genom detta återfinns statiskt tryck av samma storleksordning på ömse sidor om de rörliga käglorna.

Flgur 4a visar den första käglans 13 utformning i detalj.

Den första käglan 13 är hylsformad och cylindrisk, med en öppen nederdel för inströmning av fluid och vidare sker utströmningen av fluidet via den första käglans öppning 14. Formen pà den första käglans öppning 14 är beräknad och ger den kompletta ventilen en EQM- karakteristik. Vidare framgår överdelens gängade parti vilket samverkar med förinställningsskruvens 17 nedre, invändigt gångande parti, vilket tidigare beskrivits.

Figur 4b visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med den första käglan 13 inställd på maximalt förinställt värde, vid max Kvs-värde. l botten av ventilhalsen 5 är genomströmningsöppningen 7 anordnad och denna öppning är avgränsad av dess sidor, överkant samt ventilsätet 6. Bakom genomströmningsöppningen 7 syns den första käglan 13 med dess öppning 14 i ett läge som motsvarar maximal öppning, det vill säga förinställning med max Kvs-värde vilket innebär största möjliga flöde. Den andra käglan 15 befinner sig i sitt övre läge, ej synligt i figuren. 13 Figur 4c visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med den första käglan 13 inställd i ett läge som ger ett nytt Kvs-värde, exempelvis pà cirka 50% av maximalt förinställt värde.

Jämfört med figur 4b har i figur 4c den första käglan 13 förflyttats i riktning mot ventilsätet 6 varvid den övre delen av den första käglans öppning 14 exponerats och därigenom har ett lägre Kv-värde ställts in. Fortfarande erhålls full slaglängd för regleringen eftersom den andra käglan 15 inte heller i detta läge avskärrnar genomströmningsöppningen 7.

Figur 4d visar reglerventilen i vy från utloppssidan 4, med den andra käglan 15 vilken delvis avskärmar genomströmningsöppningen 7.

Ventilen har i denna figur samma förinställning som i figur 4c, det vill säga cirka 50% av maximalt förinställt värde. Den andra käglan 15 skymmer i figuren delvis genomströmningsöppningen 7, vilken är pà väg att helt avskärmas av den andra käglan. Vid fortsatt vridning av ventilratten (visas ej) kommer den andra käglan slutligen helt avskärma genomströmningsöppnlngen 7 och ventilen är helt avstängd för genomflöde. I detta läge tätar sätestätningen 27 mellan den andra käglans 15 nedre kant och ventilsätet 6. 1=komplett reglerventil 2=venti|hus =tilioppsanslutning 4=utioppsanslutning =venti|ha|s 6=ventilsäte 7=genomströmningsöppning 8= anslutning för mätnippel 9=överstycke =venti|ratt 1 1=venti|spindel 12=returfjäder 13=första kägla 14=första käglans öppning =andra kägla 16=avstängningsskruv 17=förinstäliningsskruv 18=gängförband 19=mutter =gängförband 535 490 14 STYCKLISTA 21=signalring 22=às 23=spår 24=styrpinne =urtag 26=tätning 27=sätestätning 28=venti|husets nedre del 29=adapter =me||andrev, förinställning 31 =so|, förinställning 32=fiäderhylsa 33=överstyckes|às 34=me||andrev, avstängning =soi, avstängning 36=spår 37=spår, signalring 38=venti|insats komplett

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 535 490 15 PATENTKRAV

1. Anordning för flödesreglering av ett medium i ett värme- eller kylsystem där anordningen är en komplett reglerventil (1), med ett ventilhus (2) vilket innefattar en tilloppsanslutning (3), en utloppsanslutning (4), en ventilhals (5)i vilken ett ventilsäte (6) och en genomströmningsöppning (7) med en höjd (H), är anordnade, minst en anslutning för mätnippel (8) för mätning av tryck- eller temperaturnivåer, i ventilhalsen (5) är anordnad en ventilinsats komplett (38) och en ventilratt (10), och genom ventilratten (10) och ventilinsatsen komplett (38) är en spindel (11) med en returtjäder (12) anordnad, och att den kompletta ventilinsatsen (38) innefattar en första kägla (13), vilken kägla bestämmer reglerventilens förinställning av det maximala flödet genom den kompletta reglerventilen (1 ), det vill säga ventilens Kvs-värde genom att den första käglan (13) har minst en öppning (14) för genomströmning av mediet, där öppningens utformning bestämmer den kompletta reglerventilens (1) reglerkarakteristik, kännetecknad av, att ventilens Kvs-värde, steglöst förändras, med bibehållen reglerkarakteristik, genom att den första käglan (13) är steglöst, axiellt förskjutbart anordnad i förhållande till ventilsätet (6) varvid valda delar av den första käglans öppning (14) avskärmas av ventilsätet (6) och att längden av denna rörelse är den kompletta ventilens (1) förinställningslängd (L).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att den kompletta ventilinsatsen (38) innefattar en andra kägla (15), vilken andra kägla åtminstone delvis omsluter den första käglans (13) ytteryta och att den andra käglan (15) är steglöst axiellt förskjutbar i ventilhuset (2) och dess ventilhals (5), mellan ett första bortre ändläge i förhållande till ventilsätet (6) och ett andra ändläge i anslutning mot ventilsätet (6).

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad av, att den första käglan (13) i ett regleringsläge är anordnad att reglera flödet genom den kompletta reglerventilen (1 ), genom att spindeln (11) är fast anordnad med en avstängningsskruv (16) vilken avstängningsskruv är förenad med en förinställningsskruv (17), företrädesvis via ett gängförband (18), och till förinställningsskruven (17) är den andra käglan (15) axiellt låst, företrädesvis medelst en mutter (19) och vidare är även den första käglan (13) axiellt låst till förinställningsskruven (17), företrädesvis medelst ett gängförband (20), och att avstängningsskruven (16) är axiellt förskjutbar under påverkan av spindeln (11) varvid således både den första och den andra käglan (13, 15) samtidigt förflyttas axiellt och flödet genom den kompletta reglerventilen (1) bestäms av den första käglans öppning (14) och dess avskärmning mot ventilsätet (6) och motsvarar den belastning/det effektuttag som föreligger i varje enskilt driftsfall. 10 15 20 25 30 35 535 490 16

4. Anordning enligt något av patentkraven 2-3, kännetecknar! av, att den första käglan (13) i förinställningsläget är axiellt förskjutbar i förhållande till den andra käglan (15).

5. Anordning enligt något av patentkraven 3-4, kännetecknad av, att den första käglan (13)i förinställningsläget är axiellt förskjutbar genom en vridrörelse av ventilratten (10), och att ventilratten då äri ingrepp med förinställningsskruven (17) varvid vridrörelsen överförs till en axiell rörelse hos den första käglan (13) via gängförbandet (20), vilket är anordnat mellan förinställningsskruven (17) och den första käglan (13).

6. Anordning enligt något av patentkraven 2-5, kännetecknad av, att längden av den andra käglans (15) rörelse mellan sina ändlägen är minst lika med höjden (H) på genomströmningsöppningen (7) och denna längd utgör den kompletta reglerventilens (1) slaglängd.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknad av, att den första käglan (13) i reglerläget är anordnad att reglera med full slaglängd, oavsett det valda förinställningsläget, det vill säga det valda Kvs-värdet, genom att den första käglans öppning (14) har en höjd som är minst lika med genomströmningsöppningens (7) höjd (H) plus förinställningslängden (L).

8. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad av, att genomströmningsöppningens (7) höjd (H), oavsett valt förinställningsläge, inte avskärmas av vare sig den andra käglan (15) eller av höjden av den första käglans öppning (14).

9. Anordning enligt något av patentkraven 2-8, kännetecknad av, att den andra käglan (15) är rotationslàst i förhållande till ventilhalsen (5) genom att en signalring (21 ) är rotationslàst anordnad kring den andra käglan (15) via en på signalringen (21) anordnad ås (22) vilkens às insida sträcker sig i riktning inåt mot signalringens (21) centrum och åsens (22) insida greppar i ett spår (36) vid den andra käglans ytteryta, och åsen sträcker sig också utåt från signalringens (21) utsida till ett spàr (23) anordnat i ventilhalsen (5), i vilket spàr åsen (22) är anordnad att löpa.

10. Anordning enligt patentkravet 9, kännetecknad av, att den första käglan (13) är rotationslàst till den andra käglan (15) genom att minst en styrpinne (24) är fast anordnad i den andra käglan (15) och att styrpinnen (24) löper axiellt i förhållande till den andra käglans utsträckning och vidare genom ett urtag (25) i den första käglan (13) och därmed är den första käglan rotationslàst i förhållande till den andra käglan (15) och därtill också 10 15 20 25 535 480 17 rotationslàst i förhållande till ventilhalsen (5) och vidare är den första käglan (13) axiellt förskjutbar iförhàllande till styrpinnen (24).

11. Anordning enligt något av patentkraven 2-10, kännetecknad av, att en tätning (26) är anordnad mellan den första käglans (13) ytteryta och den andra käglans (15) inneryta.

12. Anordning enligt något av patentkraven 2-11, kännetecknad av, att den andra käglan (15) i dess första bortre ändläge, i förhållande till ventilsätet (6), helt frilägger genomströmningsöppningen (7), och att den andra käglan (15) i dess andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet (6), helt avskärmar genomströmningsöppningen (7) och därmed ger den kompletta reglerventilen (1) dess stängda läge och därmed en avstängningsfunktion.

13. Anordning enligt något av patentkraven 2-12, kännetecknad av, att en sätestätning (27) är anordnad i ventilsätet (6), vilken sätestätning tätar mellan den första käglan (13) och ventilsätet (6), samt också tätar mellan den andra käglans (15) botten och ventilsätet då den andra käglan befinner sig i sitt andra ändläge, i anslutning mot ventilsätet (6).

14. Anordning enligt något av patentkraven 1-13, kännetecknad av, att genomströmningsöppningen (7) är anordnad i ventilhusets nedre del (28) i direkt anslutning till ventilsätet (6) och nära tilloppsanslutningens (3) och utloppsanslutningens (4) centrumlinjer och därmed nära huvudriktningen för den kompletta ventilens genomlopp.

15. Anordning enligt något av patentkraven 1-14, kännetecknad av, att den första käglans (13) öppning (14) lägesmässigt sammanfaller med genomströmningsöppningen (7).