FI72584C - Ventil. - Google Patents

Description

1 72584

Venttiili Tämän keksinnön kohteena on venttiili, jonka muodostaa läpivirtauskanävalla varustettu pesä, läpivirtauskanavaan kierrettävästi sovitettu, pyörähdyskappaleen tai pyörähdys-5 kappaleen osan muotoinen ja aukolla varustettu sulkuelin ja sulkuelimen ja pesän välille sovitettu tiivistyselin, jolloin tiivistyselimen ja pesän välille on järjestetty yksi tai useampi välitila, jossa tai joissa venttiilin ollessa sulkuasennossa vallitsee tiivistyselintä sulkuelintä vasten 10 painava paine ja josta tai joista johtaa yksi tai useampi kanava lähelle tiivistyselimen tiivistyspintaa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada säätökäyttöön sopiva tiivis palloventtiili, jossa ei esiinny hankaavaa kosketusta pallon ja tiivisteen välillä pallon säätöasemas-15 sa. Tämän seurauksena tiivisteen ja pallon tiivistävät pinnat eivät kulu säädön aikana. Venttiilin käyttömomentin tarve on merkittävästi pienempi kuin nykyisissä vastaavanlaisissa venttiileissä, ja siinä tiivisteen kevennys ja irrotus pallon pinnasta tapahtuu automaattisesti virtaavan 20 väliaineen nopeuden kasvusta syntyvällä ejektori-ilmiöllä.

Palloventtiilin hyvät virtaus- ja sulkuominaisuudet ovat tunnettuja. Siksi venttiilin käyttö sulkuventtiilinä on yleistä. Palloventtiilin käyttö myös säätöventtiilinä on jatkuvasti yleistynyt. Hyvien virtausominaisuuksien lisäksi 25 venttiilillä on hyvät säätöominaisuudet ja näiden lisäksi venttiili on yleensä myös tiivis, jota tavanomaiset säätö-venttiilit eivät ole. Kun säätöventtiili on tiivis, säätöpiirissä ei tarvita erillistä sulkuventtiiliä.

Hyvän säätöventtiilin ohjaavan voiman- tai momentintar-30 peen tulee olla pieni, niin että käyttölaitteesta ei tule kookasta ja hidasta. Vaatimuksesta on seurauksena, että palloventtiileitä, joissa pallo paineen vaikutuksesta painuu pesässä kiinni olevaa tiivistettä vastaan, ei käytetä säätökäytössä kuin pienissä ko'oissa. Tämän tyyppisten 35 venttiilien momentin tarve kasvaa nopeasti johtuen kitkasä-teen, pallon halkaisijan, kasvusta.

Tiiviit säätökäytön palloventtiilit ovat useasti raken- 2 72584 teeltaan sellaisia, että pallo on laakeroitu kääntyväksi ja pallontiiviste liikkuu pesässä virtauskanavan suunnassa jousen ja paineen vaikutuksesta palloa vastaan.

Tämän mallisen tiiviin palloventtiilin haittana on pal-5 lontiivisteen jatkuva hankaus palloa vastaan venttiilin säätöasemassa eli pallon ollessa osittain auki-asennossa. Etenkin virtauksen tulopuolella tiiviste puristuu säädössä syntyvän paine-eron vaikutuksesta pallon kanssa kosketukseen. Kosketus ei kuitenkaan ole tiivisteen koko tiivistä-10 vän pinnan alueella, koska pallo on vain osittain auki.

Seurauksena on pintojen epätasainen kuluminen, joka synnyttää kitkaa ja lisämomentin ja ajanoloon myös vuotoa. Kasvanut epätasainen kitka aiheuttaa säädössä takertelua, jonka vaikutuksesta käyttölaite "yliampuu" ja järjestelmä voi 15 jäädä itsevärähtelemään käytettäessä pneumaattista toimi laitetta .

Nämä haitat on pyritty poistamaan keventämällä tiivisteen kosketusta mekaanisilla elimillä, jotka työntävät tiivisteen irti pallosta säätöasemassa, tai tasaamalla hydrau-20 liset- ja jousivoimat niin, että tiiviste ei puristu palloa vastaan. Jälkimmäisessä tapauksessa tiiviste puristetaan mekaanisilla tai hydraulisilla elimillä sulkuasennossa palloa vastaan. Nämä tarvittavat lisäelimet lisäävät valmistuskustannuksia ja vikaherkkyyttä sekä tekevät rakenteen 25 huollon kannalta hankalaksi.

Keksinnön mukaisessa tiiviissä palloventtiilissä on edellä mainitut haitat poistettu keventämällä ja osittain irrottamalla sulkutiiviste pallon pinnasta pallon ollessa säätö- tai väliasennossa, automaattisesti käyttämällä hy-30 väksi virtauksesta syntyvää ejektori-ilmiötä. Kun tiiviste ei kosketa palloa tai koskettaa vain satunnaisesti, momentin tarve säädössä on vähäinen eikä haitallista kulumista esiinny. Keksinnön mukaiselle venttiilille on tunnusomaista se, että kanava tai kanavat johtavat lähelle sitä tiivistys-35 elimen osaa, jonka kohdalle venttiiliä avattaessa ensin syntyy virtauskanavaan yhtyvä aukko, jolloin venttiiliä avattaessa kanavan kohdalle syntyy virtaus, joka aiheuttaa 3 72584 imua kanavan suulla ja alentaa välitilan paineen alemmaksi kuin tiivistepintaan vaikuttava paine.

Keksinnön mukaisessa palloventtiilissä käytetään pesään laakeroitua palloa ja yhtä tai kahta pesään liikkuvasti si-5 joitettua, sopivimmin jousi- tai paljekuormitteista pallon-tiivistettä.

Tiivisteen takatila on koteloitu tiivistein ja takatila on yhdistetty yhdellä tai useammalla kanavalla tai porauksella lähelle tiivisteen palloa vastaan tulevaa pintaa vir-10 tauksen tulopuolella sopivimmin tasossa, joka on kohtisuoraan pallon kääntöakselia vastaan ja keskellä pesän läpi johtavaa virtauskanavaa.

Kun palloa avataan sulkuasennosta, pallon ja pallontii-visteen välisestä raosta virtaavan väliaineen nopeus kas-15 vaa, jolloin raossa oleva paine ja porauksen kautta tiivisteen takatilan paine laskee alle venttiilin välitilassa (palloventtiilin pesässä sulkutiivisteiden välinen tila) olevan paineen. Tällöin välitilan paine työntää pallontii-visteen irti pallosta pienemmän paineen suuntaan tiivisteen 20 takatilaan päin.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista, 1-toimisella tiivisteellä varustettua venttiiliä akselin suunnassa katsot-25 tuna ja leikattuna virtauskanavan keskeltä, kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 tiivisteen osat, katsottuna päinvastaisessa suunnassa kuin kuvio 1, kuvio 3 esittää yksityiskohtaa keksinnön mukaisen venttiilin 2-toimisesta tiivisteestä ja 30 kuvio 4 esittää yksityiskohtaa keksinnön mukaisen vent tiilin 1-toimisesta paljetiivisteestä.

Kuviossa 1 on esitetty yksityiskohta venttiilin pesästä, sulkuelimenä toimivasta pallosta 2 ja rengasmaisesta pallontiivisteestä 3. Kuviossa on esitetty leikkaus, joka 35 on kohtisuorassa pallon kääntöakselia vastaan, ulostulevan akselin suunnasta eli tavallisimmin ylhäältä katsottuna ja 4 72584 leikattuna virtausaukon keskilinjan korkeudelta, ts. suur-ympyrän eli pääympyrän kohdalta. Pesässä on virtausaukkona kanava 4, jonka keskilinjaa on merkitty viitenumerolla 5. Virtaussuuntaa on merkitty nuolella A. Pallon läpi menee 5 aukko 6 ja pallo on käännettävissä piirustuksen tasoa vastaan kohtisuoran akselin ympäri, kierto nuolen B suuntaan avaa venttiiliä.

Pesässä 1 on lieriömäinen upotus, jonka halkaisija on Dl ja johon pallontiiviste 3 on sijoitettu. Pallontiivis-10 teessä 3 on rengasmainen tiivistyspinta 7, joka sulkuasen-nossa on palloa vasten. Pallontiivisteen takaosassa on ola-ke siten, että sen ja pesässä olevan olakkeen väliin muodostuu rengasmainen takatila 8, johon on sovitettu jousi 9. Takatilan kahden puolen on tiivisteet 10 ja 11, esimerkiksi 15 0-renkaat, jotka tiivistävät takatilan venttiilin välitilan ja virtauskanavan tulopuolen suhteen. Takatilasta johtaa poraus 12 lähelle tiivistyspintaa 7 sen tulopuoleisen reunan läheisyyteen. Poraus sijaitsee sopivirr.min tasossa, joka on Kohtisuoraan pallon kääntöakselia vastaan ia keskellä 20 pesän läpi johtavaa virtauskanavaa. Tiivisteen sisäpinnassa on tiivistepinnan vieressä rengasmainen syvennys 13, jonka ui.kohalka i s i ja on D2 ja johon poraus aukeaa.

Kun kuvion 1 mukainen venttiili on suljettuna, tulopuolen paine pääsee porauksen 12 kautta pallontiivisteen taka-25 tilaan 8, pcssa rengasmaiseen painepinta-alaan, jonka ulko-halkaisi ja on Dl ja sisaha 1 kaisija D2, syntyvä Dainevoima painaa tiivisteen pintaa 7 palloa 2 vasten. Väliaineen paineen lisa.<si myös jousen 9 jousivoima painaa tiivistettä. Kun palloa aletaan kiertää auki nuolen B suuntaan, au-30 keaa pallon ja tiivisteen välille ensimmäiseksi rako vir-tausauKon keskilinjan korkeudelle eli porauksen 12 kohdalle. Tuio- ja jättöpuolien välinen paine-ero saa raossa aikaan nopean virtauksen, joka aiheuttaa imua porauksen suulla. Tästä seurauksena takatilan 8 paine purkautuu po-35 rauksen kautta ja takatilan paine laskee alemmaksi kuin 5 72584 tiivistepintaan vaikuttava venttiilin välitilan paine, joka työntää tiivisteen irti pallosta. Tämän jälkeen voidaan palloa kääntää hyvin pienellä momentilla, koska tiiviste ei enää painu palloa vasten.

5 Kuviossa 3 on esitetty vaihtoehtoinen sovellutus kek sinnöstä. Siinä esitetty tiiviste on 2-toiminen eli venttiilin virtaussuunta voi olla joko sama kuin kuvioissa 1 ja 2 tai päinvastainen. Kuviossa 2 esitettyjen osien lisäksi on kuvion 3 sovellutuksessa tiivisterenkaan 3 ympärillä 10 liukuvasti sovitettu holkki 14, jonka pallon puoleinen pääty nojaa tiivisterenkaassa olevaa olaketta vastaan ja jonka pallosta poispäin olevaa päätyä kohti on pesässä olake 15. Hoikin palloa kohti oleva pääty on viistetty, jolloin päätyyn muodostuu tila 24. Hoikin ja tiivisterenkaan 15 välillä halkaisijalla D3 on tiiviste 16, esimerkiksi 0- rengas. Halkaisija D3 on sopivimmin yhtäsuuri tai pienempi kuin D2. 0-rengas 10 on sovitettu hoikin ja pesän välille. Hoikin sisäpinnassa on olake 21 ja sitä kohti on tiiviste-renkaan olake 22 ja niiden välissä on tila 23. Poraus 12 20 kulkee näiden olakkeiden kautta ja jatkuu hoikin takatilaan 8.

Silloin kun virtaussuunta on kuviossa 3 oikealta vasemmalle, tiiviste toimii samoin kuin kuvioiden 1 ja 2 tiivistekin. Silloin kun virtaussuunta on vasemmalta oikealle, välitilan suunnasta tuleva tiivistettävä paine pääsee sul-25 kuasennossa hoikin 14 viiston päädyn ja tiivistereokaan 3 väliseen rengasmaiseen tilaan, jonka painepinta-alan sisa-halkaisija on D3 ja ulkohalkaisija yhtä suuri kuin tiivis-tyspinnan 7 ulkohalkaisija, ja painaa hoikin olaketta 15 vasten. "Vastareaktiona" pallontiiviste 3 painuu tällöin 30 kiinni palloon ja venttiili on sulkuasennossa tiivis. Kun venttiiliä avataan, syntyy porauksen kohdalla voimakas virtaus vasemmalta oikealle ja tämän seurauksena myös kuvion 3 mukaisessa sovellutuksessa paine takatilassa 8 alenee. Paine alenee myös olakkeiden 21 ja 22 välisessä tilassa 23.

35 Lisäksi imuvaikutusta syntyy tiivisterenkaan 3 ja pesän 72584 välisessä, tiivisterengasta ympäröivässä raossa ja paine alenee myös hoikin viistoa päätyä vasten olevassa tilassa 24. Näin tiiviste kevenee.

Kuviossa 4 on esitetty 1-toiminen tiiviste, jossa jou-5 sen 9 asemesta on käytetty paljetiivistettä. Tiivisteren-kaan 3 takana on pesään koneistettu rengasmainen upotus 17, johon palje 18 on sovitettu. Paljetiivisteen pallon puoleisessa päädyssä on poraus 12 sijoitettuna samoin kuin kuvioiden 1-3 sovellutuksissakin. Palkeen sisäpuolella on si-10 sävaippa 19, joka on sovitettu tiukalla sovituksella tii-visterenkaan 3 puolella palkeeseen 18 ja liukusovituksella pesään 1. Sisävaipan ja pesän välille on sovitettu 0-ren-gas 11. Takatilaa 8 vastaava kammio 20 muodostuu palkeen ja sisävaipan välille. Palje korvaa myös tiivisteen 10. Tii-15 viste toimii kuten kuvioissa 1 ja 2 esitetty tiiviste.

Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyihin sovellutuksiin, vaan voi vaihdella eri tavoin patenttivaatimusten puitteissa. Sulkuelimen muoto voi olla pallopinnan asemesta muukin pyörähdyspinta, esimerkiksi lieriömäinen tai kartio-20 mainen. Kuperan pyörähayspinnan akselin suuntainen leikkaus voi olla myös esimerkiksi ellipsimäinen.

li

Claims (6)

7 72584

1. Venttiili, jonka muodostaa läpivirtauskanavalla (4) varustettu pesä (1), läpivirtauskanavaan kierrettävästi sovitettu, pyörähdyskappaleen tai pyörähdyskappaleen osan 5 muotoinen ja aukolla (6) varustettu sulkuelin (2) ja sulku-elimen ja pesän välille sovitettu tiivistyselin (3), jolloin tiivistyselimen (3) ja pesän (1) välille on järjestetty yksi tai useampi välitila (8, 23, 24, 20), jossa tai joissa venttiilin ollessa sulkuasennossa vallitsee tiivis-10 tyselintä sulkuelintä (2) vasten painava paine ja josta tai joista johtaa yksi tai useampi kanava (12) lähelle tiivistyselimen (6) tiivistyspintaa (7), tunnettu siitä, että kanava (12) tai kanavat johtavat lähelle sitä tiivistyselimen (3) osaa, jonka kohdalle venttiiliä avattaessa 15 ensin syntyy virtauskanavaan yhtyvä aukko, jolloin venttiiliä avattaessa kanavan kohdalle syntyy virtaus, joka aiheuttaa imua kanavan suulla ja alentaa välitilan (8, 23, 24, 20) paineen alemmaksi kuin tiivistepintaan (7) vaikuttava paine.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tun nettu siitä, että välitilasta (8, 23, 20) johtava kanava tai kanavat (12) aukeavat sulkuelimen (2) kääntöakse-lia vastaan kohtisuorassa tasossa olevan suurimman poikkileikkauksen kohdalle sille puolen virtauskanavaa (4), jossa 25 sulkuelin ensin irtoaa tiivisteestä (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että tiivistyselin (3), jonka läheisyyteen välitilasta johtava kanava (12) aukeaa, sijaitsee sulkuelimen (2) tulopuolella.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että tiivistyselin (3), jonka läheisyyteen välitilasta johtava kanava (12) aukeaa, sijaitsee sulkuelimen (2) jättöpuolella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen venttiili, t u n -35 n e t t u siitä, että tiivistyselimen (3) ja pesän (1) välille, tiivistyselimen (3) ympärille on sovitettu aksiaali-sesti liikkuva holkki (14). 8 72584

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että se on varustettu jousella tai palkeella (18), joka painaa tiivistyselintä (3) sulkuelintä (2) kohti. 9 72584