NL7907356A

NL7907356A - Anti-wrijvingsinrichting voor de bedieningsas van een klep.

Info

Publication number: NL7907356A
Application number: NL7907356A
Authority: NL
Original assignee: Gachot Jean
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1980-04-21
Also published as: BE879130A; FR2439348A1; DE2941451C2; FR2439348B1; JPS5557786A; DE2941451A1; NL175097B; US4291863A; NL175097C; JPS5725753B2

Description

- 1 - U.O. 28.325

Anti-wrijvingsinrichting voor de bedieningsas van een klep.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een anti-wrijvings-inrichting voor de bedieningsas van een klep voor het regelen van het debiet van een medium, welke klep bestand is tegen hoge drukken en temperaturen, bestaande uit een hol huis, waarop de toe- en 5 afvoerl ei dingen voor het medium zijn aangesloten en waarin een af-sluitorgaan roteerbaar is gemonteerd, welk orgaan verbonden is met een bedieningsas, die buiten het huis uitsteekt en die ter hoogte van tenminste één van de pakkingsbussen een kraag bevat, die onder tussenkomst van een schijfje van vloeiend materiaal steunt tegen 10 een schouder van het klephuis.

Een dergelijke anti-wrijvingsinrichting is in de praktijk bekend en dient voor het regelen en in hoofdzaak voor het stopzetten van de circulatie van een medium onder druk in een stelsel van leidingen. De hierbij beoogde afdichting is de afdichting, die moet bestaan 15 bij de doorgang van de bedieningsas en de wand van de ruimte onder druk. De uitvinding heeft betrekking op alle type kranen en kleppen; de uitvinding is in het bijzonder bestemd voor schijf kleppen, ook wel aangeduid met vlinderkleppen.

Bij de bekende uitvoeringsvormen wordt de afdichting verzekerd 20 door middel van pakkingbussen of dergelijke, die steunen op een kraag van de bedieningsas en de afdichting wordt dikwijls aangevuld met een glijschijfje uit fluorkoolstofhars, dat van de andere kant van de kraag op de bedieningsas wordt geplaatst en dat wordt vastgeklemd tussen de as en een ringvormige schouder van het klep-25 huis.

Behalve het feit dat dergelijke schijfjes de werkingen van de klep vergemakkelijken door hun zelfsmerende eigenschappen, werken zij eveneens mee aan het verkrijgen van de gewenste dichtheid; door het vloeien van de kunsthars, worden de twee vlakken van het 30 sohijfje respektievelijk gevormd op het vlak van de kraag en op het vlak van de schouder, waarbij het schijfje de minste ruimtes op-1 vult en aldus meewerkt aan het totstandkomen van de afdichting.

Aanvraagster heeft echter vastgesteld, dat bij aldus uitgevoerde kleppen, waarvan het afsluitorgaan onderworpen is aan een hogedruk 55 aan de stroomopwaartse zijde, en/of waarvan de werktemperatuur hoog is, het materiaal van het anti-wrijvingsschijfje verdwijnt voor een 790 73 56 - 2 - *r τ gedeelte daarvan (bijvoorbeeld ^ of 1/5 van haar omtrek). Dit heeft een wrijving van metaal op metaal tot gevolg van de delen die normaal door het schijfje van elkaar zijn gescheiden, door de bedieningsas in toenemende mate wordt geblokkeerd.

5 Bovendien heeft de ervaring aangetoond, dat ter hoogte van het afsluitorgaan op deze wijze lekkages ontstaan, die de neiging hebben toe te nemen bij iedere bediening van de klep. Hierdoor is het noodzakelijk de bedieningsas te demonteren om het schijfje te vervangen, zodat deze voortijdige slijtage van het schijfje een zware 10 belasting vormt voor de gebruiker van de klep.

Aanvraagster heeft vastgesteld, dat het verdwijnen van een deel van het schijfje het gevolg was van een vloeien van het fluorkool-stofmateriaal, als gevolg van een ongelijkmatige verdeling van de drukken, die worden uitgeoefend via de bedieningsas, bevorderd door 15 de druk van het medium op het afsluitorgaan. Dit verschijnsel treedt vooral op bij schijfkleppen, als gevolg van het feit dat deze versprongen zijn opgesteld ten opzichte van de rotatieas van de bedieningsas.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel bovengenoemde nadelen 20 te vermijden en is gebaseerd op de ontdekking, dat het mogelijk was de goéde werking van het anti-wrijvingsschijfje te behouden, ondanks de daarop uitgeoefende asymmetrische krachten, met behulp van eenvoudige en goedkope middelen.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat tegenover het 25 schijfje in de omtrek van de bedieningsas een keel is gevormd.

Gebleken is dat de aanwezigheid van deze keel het verdwijnen van een deel van het schijfje door vloeien van het materiaal tussen de bedieningsas en de holte waarin de as draait, onderdrukt.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm is de hoogte van de keel, 30 gemeten evenwijdig met de hartlijn van de as, tenminste gelijk aan de dikte van het schijfje vóór het vloeien.

Het vloeiende materiaal dringt op deze wijze geheel in de keel zonder dat het materiaal gaat aanliggen tegen het buitenoppervlak van de as en zonder dat het materiaal gaat glijden tussen de as en 55 het klephuis.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm is de keel een omwentelingslichaam om de hartlijn van de bedieningsas.

De keel heeft op deze wijze een uniform profiel, dat weerstand biedt aan eventuele ongelijkmatigheden van de dikte van het schijfje als gevolg van het vloeien.

790 7 3 56 - 3 - '

Bij een gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft de dwarsdoorsnede van de keel de vorm van een ïï, waarvan de twee benen loodrecht staan op de hartlijn van de bedieningsas en waarvan de bodem, die evenwijdig is aan deze hartlijn, met ieder been 5 is verbonden via een gekromd deel.

Bij alle uitvoeringsvormen heeft het schijfje uit vloeiend materiaal een zodanige binnendiameter, dat wanneer het schijfje eenmaal op zijn plaats is gebracht, op de as, zij ten dele grijpt in de keel van de as, terwijl een geringe speling bestaat tussen 10 zijn buitendiameter en de schouder van het klephuis, dat de as omgeeft.

De plasticiteit van het materiaal van het schijfje maakt het mogelijk, dat, hoewel zijn binnendiameter iets kleiner is dan de diameter van de as, het schijfje daarop met zekere klemkracht 13 kan verschuiven, totdat het in de keel is geplaatst; het schijfje neemt dan zijn normale afmetingen weer in en vóór zelfs maar te vloeien wordt het schijfje over de gehele omtrek van de as opgenomen in het inwendige van de keel. Een later plaatshebbend vloeien kan dan alleen het materiaal nog in de keel drukken, zonder het ge-20 vaar dat het materiaal treedt tussen de as en de daarvoor aanwezige boring, want het vastzetten van het materiaal in de keel belet de voortsetting van het vloeien.

Andere bijzonderheden van de uitvinding zullen blijken uit de nu volgende beschrijving aan de hand van de tekening, waarin 25 uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn weergegeven.

Eig. 1 is een doorsnede door het vlak van de hartlijnen van de bedieningsas en van de leidingen, van een schijfklep volgens de uitvinding, fig. 2 toont een deel van fig. 1, omgeven door een cirkel, op 50 grotere schaal, fig. 3 toont een deel van fig. 2, omgeven door een cirkel, op grotere schaal vóór het vloeien van het schijfje, fig. 4 komt overeen met fig. 3 liet vloeien, fig. 5 toont gedeeltelijk twee elementen van fig. 2, waarin bij 55 wijze van voorbeeld hun dimensies en toleranties uitgedrukt in mm’s worden weergegeven bij een concrete uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

De schijfklep volgens de uitvinding, welke is weergegeven in fig.1 79073 56 - 4 - - f omvat een huis 3, waarin de bedieningsas 1 doordringt; de schijf 8 is verbonden met de as 1 door de pen 8a en kan draaien met de halve as 51· De hartlijn van de toe- en afvoerleidingen (niet getoond) bevindt zich in het vlak van de tekening, en loodrecht op de hart-5 lijn van de as 1. De schijf 8 steunt in de gesloten stand tegen de ringvormige zitting 10 onder tussenkomst van de pakking 9.

Een kraag 2, die één geheel vormt met de as 1, dient als aanslag voor de afdichtinrichting (pakkingbus), gevormd door cilindrische elementen 6a, 6b, 6c en 6d, die zijn opgenomen in de ringvormige 10 ruimte tussen het klephuis 3 en de as 1.

. Een analoge konstruktie bevindt zi h om de halve as 51 met zijn kraag 52 en de afdichtelementen 56a, 56b, 56c en 56d, die zijn opgenomen tussen het klephuis 3 en de halve as 51·

De kragen 2 en 52 steunen respektievelijk opde ringvormige 15 schouders 4 en 54 van het klephuis 3 onder tussenkomst van de schijfjes 5 en 55, tegenover welke kelen 7 en 57 respektievelijk zijn aangebracht op de omtrek van de assen 1 en 51 en welke lopen rondom de hartlijn X-X.

Yoor de eenvoud en de duidelijkheid van de beschrijving wordt 20 in het vervolg aangenomen, dat de gemeenschappelijke hartlijn X-X van de assen 1 en 51 vertikaal verloopt.

Bij deze zelfde uitvoeringsvorm heeft de doorsnede van een keel door een vertikaal diametraal vlak de .vorm van een IJ met horizontale benen, waarbij een deel van de kraag één van deze benen vormt.

25 De basis 7a van.de U is een vertikaal segment dat verbonden is met de horizontale benen Tb via twee cirkelbogen 7c van 90° en met kleine kromtestraal (fig. 3)·

Zoals de fig. 3 en 4 duidelijker tonen en in het bijzonder fig.

4, is verder de vertikale hoogte van de keel 7 (of 57) iets groter 30 dan de dikte van het schijfje 5 (of 55) vóór het vloeien.

3?ig. 5 die is ontleend aan de fabricagetkeningen van een experimenteel prototype, vertoont de afmetingen, toleranties en spelingen, die voor deze zelfde uitvoeringsvorm worden toegepast.

Men ziet dan dat de gemiddelde binnendiameter van het schijf 5 55 of 55 (25 - 0,05 mm) ongeveer 3/10Ö mm groter is dan de gemiddelde buitendiameter van de as 1 of 51 (25 - 0,017 mm). Het schijfje moet dus met kracht op de as worden geplaatst met een klemkracht van 3/100 mm en worden aangedrukt totdat het zich bevindt tegenover de keel waar het schijfje, wanneer het niet langer wordt samengedrukt, 7907 3 56 - 5 - * zijn inwendige diameter weer inneemt en aangezien deze kleiner ia dan de diameter van de as, grijpt het schijfje dus in de keel 7 of 57« De niet in fig, 4 weergegeven speling tussen de buitendiameter van het schijf en de binnendiameter van het klephuis bedraagt onge-5 veer 6/100 mm.

Vanneer de klep onder druk, is gebracht en in het bijzonder wanneer het daardoorheen lopende medium een hogedruk heeft, zal er een vloeien optreden van de kunsthars, waaruit het schijfje bestaat, maar het aldus belaste deel van de kunsthars blijft, zoals 10 fig· 4 toont, in de keel 7 of 57> waarin het schijfje 5 of 55 zich reeds bevond en het schijfje zal niet doordringen tussen de as 1 of 51 en de binnenboring van het klephuis 3· De compressie van het materiaal in de keel 7 of 57 beperkt snel het vloeien, zodat de schijfjes over hun gehele omtrek blijven bestaan. De rotatie van 15 de assen 1 en 51 blijft dus zeer gemakkelijk. Bovendien blijven deze assen vertikaal en treedt geen enkele speling op bij de pak-kingbussen.

Dit zijn tenminste enige verklaringen die men kan geven van het geconstateerde verschijnsel, zonder dat de uitvinding aan 20 deze verklaringen is gekoppeld.

De proefnemingen die men heeft uitgevoerd op het prototype hebben overduidelijk aangetoond, dat de uitvinding bestaat uit het aanbrengen van een keel op de as tegenover het schijfje en meer in het bijzonder uit het opsluiten van het schijfje in deze 25 keel. Meer dan 200.000 maal is de klep geopend en gesloten zonder dat lekkages optraden en zonder verandering van de wrijvingsschijf.

Het' is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier bovenbeschreven uitvoeringsvormen en dat verschillende wijzigingen kunnen worden aangebracht. Zo kan de radiale doorsnede van de keel 30 door een vertikaal vlak verschillen van een ïï en zouden complementaire ringvormige holtes kunnen worden aangebracht op de kraag van de as of op de cirkelvormige schouder van het klephuis. De uitvinding strekt zich uit tot alle uitvoeringvormen die middelen bevatten om de vertikale stand van de assen in stand te houden en 35 de dichtheid van de pakkingbussen, ondanks het vloeien van de schijven. De proefnemingen hebben aangetoond, dat de afdichting werd verbeterd bij kogelkranen, hoewel minder duidelijk dan bij schijfkleppen.

790 73 56

Claims

1. Anti-wrijvingsinrichting voor de bedieningsas van een klep voor het regelen van het debiet van een medium, welke klep bestand is tegen hogedrukken en temperaturen, bestaande uit een hol huis, waarop de toe- en afvoerl ei dingen voor het medium zijn aangesloten 5 en waarin een afsluitorgaan roteerbaar is gemonteerd, welk orgaan verbonden is met een bedieningsas, die buiten het huis uitsteekt en die ter hoogte van tenminste één van de pakkingbussen een kraag bevat, die onder tussenkomst van een schijfje van vloeiend materiaal steunt tegen een schouder van het klephuis, dat de bedien-10 ingsas omgeeft, met het kenmerk, dat tegenover het schijfje (5,55) in de omtrek van de bedieningsas (l) een keel (7, 57) is gevormd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoogte van de keel (7,57), gemeten evenwijdig 15 met de hartlijn van de as (l), tenminste gelijk is aan -f maal de dikte van het schijfje (5»55) vóór het· vloeien.

3· Inrichting volgens conclusie 2, met het ken merk, dat de keel (7,57) een omwentelingslichaam vormt om de hartlijn van de as (1). 20

4· Inrichting volgens conclusie 3, met het ken merk, dat de doorsnede van de keel (7,57) in hoofdzaak de vorm heeft van een Ü, waarbij de twee benen (7b) van de ïï loodrecht staan op de hartlijn van de as (1) en de bodem (7a) evenwijdig aan de hartlijn verbonden is met ieder been via een gekromd deel 25 (7c).

5. Inrichting volgens één of meer der conclusies 2 t/m 4, met het kenmerk, dat het schijfje (5,55) nit vloeiend materiaal een zodanige binnendiameter heeft, dat wanneer het schijfje eenmaal is geplaatst op de as, zij grijpt in de keel 30 (7,57). 790 7 3 56