FI90122B - Ventil - Google Patents

Description

1 90122

Venttiili

Esillä olevan keksinnön kohteena on venttiili, jossa on 5 venttiili, joka käsittää venttiilirungon, joka on pallon tai pallosegmentin muotoinen, joka venttiilirunko on varustettu ensimmäisellä pallomaisella tiivistyspinnalla, venttiilikotelolla, jossa venttiilirunko pyörii pyörimisakselin ympäri suljetun asennon ja auki-asennon välillä, 10 venttiilikotelon käsittäessä keskiosan tai pääosan ja ainakin toisessa päässään peitelevyn tai päätysovittimen, käytävän nestettä varten venttiilikotelon läpi ja venttiilirungon läpi kun venttiilirunko on auki-asennossaan, ainakin yhden istukkarenkaan, jossa on toinen, kovera, 15 pallomainen tiivistyspinta, joka on sovitettu joustavasti pakotettavaksi vasten venttiilirungon ensimmäistä tiivis-tyspintaa, ulomman lieriömäisen pinnan, joka on liukuvasti kosketuksessa venttiilikotelon keski- tai pääosassa olevan saman halkaisijan omaavan lieriömäisen ohjauspinnan kanssa, 20 ja ainakin yhden päätypinnan, jotka on käännetty vasten peitelevyä tai päätysovitetta, ja joustolaatan, joka tukee istukkarenkaan toista päätypintaa, jossa joustolaa-tassa on kehäosa ja sisäosa.

; 25 Ennestään tunnetaan yllä mainittua tyyppiä olevia venttii-leitä, esim. seuraavista patenttijulkaisuista, US-3 195 560, US-3 894 718 ja EP-0 047 147, kun toisaalta palloseg-menttiventtiili tunnetaan julkaistusta kansainvälisestä patenttihakemuksesta WO-A-88/04380.

-.:30

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada venttiili, joka mahdollistaa hyvän tiivistysvaikutuksen venttiilikotelon ja istukkarenkaan välillä kuten myös venttiilin keski-tai pääosan ja peitelevyn tai päätysovitteen välillä, : 3:5 vaikkakaan istukkarengas ei ole joustava. Keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada hyvä tiivistys 2 90122 myöskin korkeilla nestepaineilla, joka tarkoittaa sitä, että ei ainoastaan istukkarengas on valmistettava kovasta, so. olennaisesti ei-joustavasta aineesta, vaan että venttiilin tiivistyselimiin ei voida sisällyttää muita 5 joustavia tiivistyselimiä, kuten esim. O-renkaita tai vastaavia, joihin korkea nestepaine vaikuttaisi. Keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada hyvä tiivistysvaiku-tus ainoastaan muutaman yksinkertaisen komponentin avulla.

10 Keksinnön nämä ja muut tarkoitukset saavutetaan oheisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosassa esitetyllä laitteella. Keksinnön muut tehtävät, edut ja hyödyt ilmenevät seuraavasta selostuksesta, jossa esitetään muutama edullinen suoritusmuoto.

15

Seuraavaksi keksintöä selostetaan lähemmän viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa

Kuviossa 1 esitetään palloventtiili keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti nähtynä suunnassa kohti venttii-20 Iin ensimmäistä päätä;

Kuviossa 2 esitetään pitkittäisleikkaus kuvion 1 venttiilistä pitkin viivaa II-II;

Kuviossa 3 esitetään kuvion 2 rengastettu osa suurennettuna; 25 Kuviossa 4 esitetään aksiaalileikkausta keksinnön mukaisen toisen suoritusmuodon pallosegmenttiventtiilin läpi; Kuviossa 5 esitetään kuvion 4 rengastettu osa suurennettuna.

30 Ensiksi viitataan kuvioihin 1 - 3, jossa palloventtiilin venttiilikotelo on esitetty viitenumerolla 1. Venttiiliko-telo muodostuu keskiosasta 2 ja vastaavasti kummassakin päässä olevasta päätyosasta 3 ja 4. Tässä selostuksessa käytetään termin päätyosa sijasta myös muita ilmaisuja, 35 esim. päätysovite, ja termin keskiosan sijasta käytetään myös termejä pää- tai keskikappaleen osa. Keskiosan 2 li 3 90122 sisällä sijaitsee venttiilirunko, joka on pallon 11 muotoinen. Pallon 11 ulkohalkaisija on alalla tunnettuun tapaan ainoastaan hieman pienempi kuin keskiosan 2 sisähal-kaisija. Nestekäytävä on esitetty viitenumerolla 5, ja 5 käytävän keskiviiva on esitetty numerolla 6. Käytävän 5 osa, joka ulottuu pallon 11 läpi venttiilin auki-asennossa on esitetty viitenumerolla 7. Venttiilikotelo 1 on muodostettu yhtenäiseksi yksiköksi ruuvien 9 ja muttereiden 10 avulla. Pallo 11 voidaan kahvan 14 avulla pyörittää täysin 10 suljetun asennon ja auki-asennon välillä pyörimisakselin 13 ympäri olka-akselin 15 kautta. Sisäkierteet 8 on sovitettu putkijohtojen liittämiseksi (ei esitetty) päätysovitteisiin 3 ja 4.

15 Pallo 11 ohjataan kelluvasti venttiilikotelon sisällä tavanomaisella tavalla. Istukkarengas 18 ja vastaavasti 19, joka on sovitettu keskiosan kumpaankin päähän, on edullisesti stelliittiä, vaikkakin muita metalli-keraami-sia, polymeerejä tai seosaineita voidaan käyttää. Kuviossa 20 3 esitetään yksityiskohtaisemmin istukkarenkaan 18 muoto (istukkarenkaalla 19 on samanlainen muoto) ja siinä nähdään myös keskiosan 2 vierekkäiset osat ja venttiilikotelon päätysovite 3 (toinen päätysovite 4 on muodoltaan samanlainen) . Pallo on sinänsä tunnetulla tavalla varustettu 25 kahdella vastakkaisella pallomaisella tiivistyspinnalla 12, jota patenttivaatimuksissa kutsutaan ensimmäiseksi pallomaiseksi tiivistyspinnaksi. Istukkarenkaassa 18 on toinen, kupera, pallomainen tiivistyspinta 20, joka on sovitettu toimimaan yhdessä pallon 11 pallomaisella 30 tiivistyspinnalla 12. Istukkarenkaassa 18 on ulempi, lieriömäinen pinta 21, joka liukuvasti on yhteydessä sylinterin sisäpintaan 22 venttiilikotelon 1 keskiosassa 2. Kahdella lieriömäisellä pinnalla 21 ja 22 on toisin sanoen sama halkaisija liukusovitteella, siten, että 35 venttiilikotelon 1 sisäpinta 22 toimii istukkarenkaan 18 ohjauspintana.

4 90122

Istukkarenkaan 18 paksuus aksiaalisessa suunnassa lisääntyy askelmaisesti mainitusta ulommasta, lieriömäisestä pinnasta 21 kohti sisempää, lieriömäistä pintaa 34 siten, että 5 muodostuu kolme rengasmaista pintaa, eli ensimmäinen rengasmainen osa 23 ulomman, lieriömäisen pinnan 21 vieressä, toinen rengasmainen osa 25 sisemmän lieriömäisen pinnan 34 vieressä, ja mainitun ensimmäisen ja toisen rengasmaisen osan välillä on kolmas rengasmainen pinta, 10 jota myös kutsutaan tukipinnaksi 24.

Aukko 36 on sovitettu ulomman (toisen) rengasmaisen pinnan 25 ja vastakkaisen pinnan 28 päätysovitteessa 3 väliin. Aukon 36 leveys tai paksuus voi vaihdella riippuen istukka-15 renkaan 18 aksiaalisesta siirtymisestä venttiilikotelon 1 keskiosassa 2.

Rengasmainen joustolaatta, jossa on kehäosa 29 ja sisäosa 30, on esitetty viitenumerolla 17. Sisäosa 30 on taivutettu 20 hieman suhteessa sileään kehäosaan 29, kuten on esitetty kuviossa 3. Ensimmäinen tiivisterengas on esitetty viitenumerolla 31 ja toinen tiivisterengas viitenumerolla 32. Jälkimmäisellä on sama sisä- ja ulkohalkaisija, so. sama leveys, kuin joustolaatalla 17, kun toisaalta ensim-25 mäisellä tiivisterenkaalla 31 on sama ulkohalkaisija kuin joustolaatalla 17 mutta pienempi sisähalkaisija kuin joustolaatalla.

Joustolaatta 17 puristetaan kehäosallaan 29 syvennyksen 30 35 rengasmaisen päätypinnan 27 venttiilikotelon keskiosassa 2 ja päätysovitteen 3 vastakkaisen pinnan 28 väliin, ja tiivisterenkaat 31 ja 32 on varustettu joustolaatan 17 kummallakin puolella ensimmäisellä, kapeammalla tiiviste-renkaalla 31, joka on käännetty kohti päätysovitetta 3 ja 35 toisella, leveämmällä tiivisterenkaalla 32, joka on käännetty kohti venttiilikotelon keskiosaa 2 ja kohti ii 5 90122 istukkarengasta 18, siten, että joustolaatan 17 sisäosa 30 tukee vasten tukipintaa 24 toisen tiivisterenkaan 32 sisäosan kautta, kun toisaalta ensimmäinen, kapeampi tiivisterengas sijaitsee täysin tukipinnan 24 rajojen 5 ulkopuolella. Edelleen on joustolaatta 17 hieman pyöristetty kohti tukipintaa 24 siten, että voima, jolla jousi vaikuttaa tukipintaan 24 lisätään.

Kuvioissa 2 ja 3 esitetty venttiilitiiviste on sovitettu 10 toimimaan seuraavalla tavalla. Joustolaatta 17, joka on puristunut venttiilikotelo-osien 2 ja 3 väliin, pakottaa kovan istukkarenkaan 18 (ja samalla tavalla myös istukka-renkaan 19) aksiaaliseen suuntaan, jolloin istukkarenkaan 18 kovera, pallomainen pinta 18 on pintakosketuksessa 15 ilman pelivaraa pallon 11 kuperaan, pallomaiseen tiivistys- pintaan 18. Aksiaalinen kohdistus varmistetaan lieriömäisten pintojen 21 ja 22 keskinäisen vaikutuksen avulla. Hyvä tiivistys aikaansaadaan pallomaisten pintojen 12 ja 20 välillä kuten myös osien 2, 3 ja 4 välillä venttiiliko- 20 telossa 1.

Kuviossa 4 esitetään pallosegmenttiventtiili, joka käsittää venttiilikotelon, joka on esitetty viitenumerolla 40 ja muodostuu kaksiosaisesta pääosasta 41 ja peitelevystä 42, 25 joka on ruuvattu kiinni pääosaan 41, ja jota siksi tässä tekstissä pidetään venttiilikoteloon 40 kuuluvana osana. Ventti ilirunko muodostuu sinänsä tunnetulla tavalla pallomaisesta kannesta tai pallon osasta 43. Kansi tai pallon segmentti 43 on pyöritettävissä venttiilikotelossa 30 40 pyörimisakselin 44 ympäri kahvan 45 avulla, jota ohjataan venttiilikotelossa. Venttiilin läpi kulkevan nestekanavan 46 tuloaukko 47 määritetään peitelevyn 42 avulla. Käytävän keskilinja on esitetty numerolla 48. Venttiilirungon 43 puoliympyrän muotoinen syvennys 49 35 määrittää käytävän osan kun venttiilirunko on auki-asennos-saan.

6 9 Π1 2 2

Venttiilin istukkarengas 50 sijaitsee ensimmäisessä syvennyksessä 51 venttiilikotelon pääosan 41 ja peitelevyn 42 välillä. Istukkarengas 50 on homogeeninen ja olennaises-5 ti ei-joustava, ja se voi olla metallia, tai kova lejeerin-ki, edullisesti stelliitti, tai suhteellisen kova ja ei-joustava polymeeri, kuten esim. polytetrafluoreteeni (PTFE) tai polyuretaani (PU) tai keraamista ainetta, tai kahta tai useampaa yhdistettyä ainetta, tai mitä tahansa 10 muuta olennaisesti ei-joustavaa ainetta tai aineiden yhdistelmää. Kun venttiilirunkoa - pallosegmenttiä 43 -pyöritetään venttiilikotelossa 40 liukuu pallomaisen segmentin pallomainen tiivistyspinta 52 vasten koveraa, pallomaista tiivistyspintaa 53, jolla on sama halkaisija, 15 jolloin pallomaisella tiivistyspinnalla 53 on istukkaren-kaan 50 koveran, pallomaisen segmentin muoto.

Ensimmäisen syvennyksen 51 määrittää ensimmäinen, lieriömäinen ohjauspinta 55, toinen, lieriömäinen ohjauspinta 20 56, joka on halkaisijaltaan hieman suurempi kuin ensimmäi nen ohjauspinta 55, ja rengasmainen päätypinta 57, joka sijaitsee ensimmäisen ohjauspinnan 55 ja toisen ohjauspin-nan välissä.

25 Peitelevy 42 sijaitsee toisessa syvennyksessä 80 venttiili-kotelon pääosassa 41, ja siinä on syvennys 58 siinä osassa, joka on suunnattu vasten ensimmäistä syvennystä 51. Syvennyksen 58 määrittää sisempi, lieriömäinen ohjauspinta 59, rengasmainen, sileä pohjapinta 60, kartiomainen pinta 30 61, ja ulompi, sileä, rengasmainen päätypinta 62. Peitele vyn 42 sisempi, sileä, rengasmainen päätypinta on esitetty viitenumerolla 63.

Istukkarenkaan 50 rajoittaa säteettäisessä suunnassa 35 ensimmäinen, ulompi lieriömäinen pinta 65, jolla on sama halkaisija kuin ensimmäisellä lieriömäisellä ohjauspinnalla

II

7 9 Π1 2 2 55 syvennyksessä 51, ja toinen, ulompi, lieriömäinen pinta 66, jolla on sama halkaisija kuin syvennyksessä 51 olevalla toisella ohjauspinnalla 56 ja toimii yhdessä tämän kanssa. Lieriömäisten pintojen 65 ja 66 välissä 5 sijaitsevalla rengasmaisella päätypinnalla 67 on samat mitat kuin syvennyksessä 51 olevalla päätypinnalla 57, ja on suunnattu tätä vasten. Aukko päätypintojen 57 ja 67 välillä on esitetty viitenumerolla 68. Istukkarenkaan 50 rajoittaa säteettäisessä suunnassa sisäänpäin sisempi, 10 lieriömäinen pinta 69.

Istukkarenkaassa 50 on kolme rengasmaista päätypintaa, jotka on suunnattu kohti peitelevyä 42, nimittäin ensimmäinen päätypinta 70, joka sijaitsee ulomman lieriömäisen 15 pinnan 66 vieressä, toinen päätypinta 72, joka sijaitsee siemmän lieriömäisen pinnan 69 vieressä, ja näiden välissä kolmas päätypinta tai rengasmainen tukipinta 73, joka on rengasmaisen, ulostyöntyvän laipan 74 yläpinta. Laipan 74 rajoittaa sisäpuolella lieriömäinen ohjauslaippapinta 75, 20 jolla on sama halkaisija kuin peitelevyn 42 sisemmällä ohjauspinnalla 59 ja on mitoitettu toimimaan yhdessä tämän kanssa. Aukko peitelevyn 42 sisemmän, rengasmaisen päätypinnan 63 ja istukkarenkaan toisen, rengasmaisen päätypinnan 72 välillä on esitetty viitenumerolla 79.

25

Sileä, rengasmainen päätypinta, joka määrittelee siirtymän aukkojen 51 ja 80 välillä on esitetty viitenumerolla 81 . Sileä, rengasmainen joustolaatta 82 on kiristetty lujasti kehäosaltaan 83 peitelevyn 42 ulomman, rengasmaisen 30 päätypinnan 62 ja syvennysten 80 ja 51 välissä sijaitsevien rengasmaisten päätypintojen väliin. Joustolaatan 82 sisäosassa 84 on jompi kumpi sileistä sivupinnoista sovitettu tukemaan istukkarenkaan 50 laipan 74 tukipintaan 73.

Kuvioissa 4 ja 5 selostettu venttiilitiiviste toimii 35 β 90122 seuraavalla tavalla. Istukkarengas 50 puristetaan aksiaalisessa suunnassaan vasten pallomaisen segmentin 43 pallomaista tiivistyspintaa 52 joustolaatan 82 avulla, joka kehäosallaan puristaa vasten istukkarenkaan 50 laippaa 5 74. Istukkarengasta 50 ohjaa kolme lieriömäistä ohjauspin- taa, nimittäin ensimmäinen lieriömäinen ohjauspinta 55, toinen lieriömäinen ohjauspinta 56 venttiilikotelon pääosan 41 syvennyksessä 51 ja peitelevyn 42 syvennyksessä 58 oleva sisäohjauspinta 59, jotka ohjauspinnat toimivat 10 yhdessä istukkarenkaan 50 vastaavien lieriömäisten pintojen kanssa, nimittäin kahden ulomman, lieriömäisen pinnan 65 ja 66 ja ohjauslaippapinnan 75 kanssa. Tämän ohjauksen takia varmistetaan, että istukkarengas siirtyy ainoastaan aksiaalisessa suunnassa ja ilman jumittumista. Samalla 15 aikaansaadaan myös hyvä tiivistysvaikutus pallomaisten tiivistyspintojen 52 ja 53 välillä kuten myös päätypintojen 62 ja 81 välillä joustolaatan 82 sisäosan 83 kautta. Istukkarenkaan 50 aksiaalinen liike on rajoitettu kahden aukon 68 ja 79 takia.

20

II

Claims (9)

9 90122

1. Venttiili, joka käsittää venttiilirungon (11, 43), joka on pallon tai pallosegmentin muotoinen, joka venttiilirunko on varustettu ensimmäisellä pallomaisella tiivistyspinnalla (12, 5 52), venttiilikotelolla (1, 40), jossa venttiilirunko pyörii pyörimisakselin (13, 41) ympäri suljetun asennon ja auki-asen-non välillä, venttiilikotelon käsittäessä keskiosan (2) tai pääosan (41) ja ainakin toisessa päässään peitelevyn (42) tai päätysovittimen (3, 4), käytävän (5, 46) nestettä varten vent-10 tiilikotelon läpi (7, 49) ja venttiilirungon läpi kun venttiilirunko on auki-asennossaan, ainakin yhden istukkarenkaan (18, 19, 50), jossa on toinen, kovera, pallomainen tiivistyspinta (20, 53), joka on sovitettu joustavasti pakotettavaksi vasten venttiilirungon ensimmäistä tiivistyspintaa, ainakin yhden 15 ulomman lieriömäisen pinnan (21, 65, 66), joka on liukuvasti kosketuksessa venttiilikotelon keski- tai pääosassa olevan saman halkaisijan omaavan lieriömäisen ohjauspinnan (22, 55, 56. kanssa, ja ainakin yhden päätypinnan (24, 73), jotka on käännetty vasten päätysovitetta, ja joustolaatan (17, 82), 20 joka tukee istukkarenkaan mainittua yhtä päätypintaa, jossa joustolaatassa on kehäosa (29, 83) ja sisäosa (30, 84), tunnettu siitä, että joustolaatan kehäosa on tukevasti - : : puristettu venttiilikotelon keski- tai pääosan päätypinnan (27, 81) ja päätysovitteen tai peitelevyn päätypinnan (28, 62) -*"25 välille, että istukkarenkaan mainittu ainakin yksi päätypinta .·. : käsittää rengasmaisen tukipinnan (24, 73) säteittäisellä etäisyydellä joustolaatan kehäosasta ja tämän sisäpuolella, ! . että tukipinta ulkonee aksiaalisessa suunnassa kohti päätyso- ' ‘ vitetta tai peitelevyä suhteessa ensimmäiseen rengasmaiseen 30 osaan (23, 70) mainitussa ainakin yhdessä päätypinnassa, jol- ·' ·' loin ensimmäinen rengasmainen osa sijaitsee lähempänä jousto- '.· : laatan kehäosaa kuin tukipintaa, ja joustolaatta on sovitettu : tukemaan joustavasti sisäosallaan vasten istukkarenkaan ulos- päin työntyvää istukkarenkaan tukipintaa. ‘.'"3 5

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnet - 10 901 22 t u siitä, että tukipinta on sovitettu istukkarenkaan ensimmäisen rengasmaisen osan ja toisen rengasmaisen osan (25, 72) väliin, joka sijaitsee lähempänä venttiilirunkoa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen venttiili, tunnet - t u siitä, että rengasmainen aukko (36, 79) on sovitettu istukkarenkaan toisen rengasmaisen osan ja päätysovitteen rengasmaisen pinnan (28, 63) väliin, jolloin aukon paksuus rajoittaa istukkarenkaan siirtymisen käytävän suunnassa kohti 10 päätysovitetta tai peitelevyä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen venttiili, tunnet -t u siitä, että toinen rengasmainen osa (25) ulottuu ulospäin kauemmas kuin tukipinta (24) suunnassa kohti päätysovitetta 15 tai peitelevyä.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen venttiili, tunnet -t u siitä, että tukipinta (73) ulkonee suhteessa mainittuun toiseen rengasmaiseen osaan (72) . 20

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että ensimmäinen tiivisterengas (31) on so- : : vitettu joustolaatan sille puolelle, joka on käännetty kohti päätysovitetta tai peitelevyä, ja toinen tiivisterengas (32) "25 on sovitettu joustolaatan vastakkaiselle puolelle, jolloin . : kahden tiivisterenkaan kehäosat on tiukasti puristettu yhteen joustolaatan kehäosan avulla venttiilikotelon keski- tai pääosan ja päätysovitteen tai peitelevyn välillä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen venttiili, tunnet - t u siitä, että ensimmäinen tiivisterengas on kapeampi kuin : toinen tiivisterengas eikä ulotu mainittuun tukipintaan (24) asti, toisaalta toinen tiivisterengas (32) ulottuu joustolaatan kehäosan tukipinnan sisäosaa vasten ja tukee tätä. - 3 5

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen venttiili, tunnet -t u siitä, että istukkarengas on varustettu toisella lieriömäisellä ohjauspinnalla (75), joka on käännetty kohti käy- il 90122 tävää ensimmäisen, ulomman ohjauspinnan (66) ja sisemmän oh-jauspinnan (69) välillä, ja jossa päätysovite tai peitelevy omaa lieriömäisen ohjauspinnan (59), joka on käännetty poispäin käytävästä, joka on sovitettu toimimaan yhdessä istukka-5 renkaan toisen ohjauspinnan kanssa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen venttiili, tunnet -t u siitä, että istukkarenkaan toinen ohjauspinta muodostaa ulostyöntyvän osan (74) sivun, jossa tukipinta (73) sijaitsee. 10