NO340079B1 - Ventiltrimapparat for bruk med ventiler - Google Patents

Description

VENTILTRIMAPPARAT FOR BRUK MED VENTILER

OFFENTLIGGJØRINGENS OMRÅDE

[0001]Denne offentliggjøringen angår generelt ventiler og mer bestemt et ventiltrimapparat for bruk med ventiler.

BAKGRUNN

[0002]Bruk av ventiler i prosesskontrollsystemer for å regulere strømningen av prosessfluider er vanlig. Glidende stammeventiler (f.eks. en portventil, en kuleventil, en spjeldventil, en klemventil, osv.) har typisk en lukkingsdel (f.eks. en ventilplugg) plassert i en fluidbane. En ventilstamme driftskobler lukkingsdelen til en aktuator som flytter lukkingsdelen mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon for å tillate eller begrense fluidstrømning mellom et innløp og et utløp på ventilen. For å gi ønskede og/eller oppnå bestemte strømningskarakteristika på fluidet brukes i tillegg til ventiler ofte et hus som bryter inn i strømningsbanen mellom innløpet og utløpet på ventilen. Et hus kan redusere strømnings-kapasiteten, dempe støy og/eller redusere eller eliminere avleiringer. I tillegg omslutter et hus typisk lukkingsdelen for å gi stabilitet, balanse og jamføring med/av lukkingsdelen.

[0003]Uønsket lekkasje kan imidlertid oppstå mellom lukkingsdelen og huset dersom det ikke oppnås skikkelig forsegling. Slik uønsket lekkasje kan påvirke ventilens avstengningsklassifisering. For eksempel har det nasjonale amerikanske standardinstituttet (American National Standards Institute, ANSI) etablert forskjellige lekkasjeklassifikasjoner (f.eks. klasse I, II, III, osv.) knyttet til mengden fluid som tillates å strømme gjennom en ventil når ventilen er i en lukket posisjon.

[0004]For å gi en forsegling mellom et hus og en lukkingsdel har lukkingsdelen typisk en kanal eller et spor som tar imot en forsegling og/eller stempelring som kobler seg til en innvendig overflate i huset. Den overflaten på huset har ofte en overflatefinish for å gi en forseglende overflate for forseglingen og/eller stempelringen når den kobles til den innvendige overflaten i huset. Slik overflatefinish øker imidlertid kompleksiteten i produksjonen og dermed også kostnadene. Størrelsen på ventilen og de industrielle prosessbetingelsene, slik som trykk og temperatur (f.eks. temperaturer høyere enn 316<0>C) på prosessfluidene brukes typisk til å bestemme ventiltypen og ventilkomponentene som kan brukes, slik som f.eks. forseglingstyper som kan brukes for å oppnå forsegling mellom et hus og en lukkingsdel.

[0005]I tillegg eller alternativt kan trykkforskjellen på fluidet mellom innløpet og utløpet på ventilen brukes til å levere trykk eller belastning på forseglingen mot en forseglingsoverflate (dvs. veggen som dannes av sporet på lukkingsdelen) for å oppnå forsegling mellom huset og lukkingsdelen. Under lavtrykksforhold kan imidlertid fluidtrykket være utilstrekkelig til å presse forseglingen skikkelig mot forseglingsoverflaten og derved forårsake uønsket lekkasje gjennom ventilen.

[0006] US 2003/0197144 anses for å være den nærmeste kjente teknikk og beskriver en forseglingssammenstilling som omfatter en primær forsegling 34 innrettet til å holdes innen et ventilhus 12. Den primære forseglingen 34 omfatter en ringformet basis 54 som har et indre forseglingsben 56 og et ytre forseglingsben 58 som stikker ut fra den ene enden av en felles side derav, og det ytre forseglingsbenet 58 deformeres til tettende inngrep med en ytre overflate av en ventilplugg 38 når trykk påføres på den primære forsegling 34 som oppstår ved bevegelse av ventilpluggen 38 fra sin lukkede posisjon mot sin åpne posisjon. I tillegg til den primære forsegling 34, omfatter forseglingssammenstillingen en ringformet sekundær forsegling 52 tilpasset til å bli holdt tilbake innen ventilpluggen 38 i seg selv, og den sekundære forsegling er bevegelig til forseglende inngrep med et parti av ventilhuset 12 når ventilpluggen 38 beveges til sin lukkede posisjon.

OPPSUMMERING

[0007]Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en ventiltrimmontasje for bruk med ventiler som angitt i det selvstendige krav 1.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008]Fig. 1 er en tverrsnittvisning av en del av en kjent ventil utstyrt med et kjent ventiltrimapparat.

[0009]Fig. 1B er en forstørret del av den kjente ventilen i fig. 1 A.

[0010]Fig. 2A er en tverrsnittvisning av en del av en kjent ventil utstyrt med et eksempel på et ventiltrimapparat som beskrevet i dette dokumentet.

[0011]Fig. 2B er en forstørret del av det eksemplariske ventiltrimapparatet i fig. 2A.

[0012]Fig. 2C er en forstørret del av en eksemplarisk lukkingsdel vist i fig. 2A og 2B.

[0013]Fig. 3 illustrerer et annet eksempel på et ventiltrimapparat som beskrives i dette dokumentet.

[0014]Fig. 4 illustrerer en forstørret del av ventilen utstyrt med et annet eksemplarisk ventiltrimapparat som beskrives i dette dokumentet, og som ikke utgjør en del av den foreliggende oppfinnelse

DETALJERT BESKRIVELSE

[0015]Det eksemplariske ventiltrimapparatet eller -montasjen som beskrives i dette dokumentet, kan brukes med ventiler som har en glidestamme, slik som f.eks. reguleringsventiler, strupeventiler, osv. Generelt kan det eksemplariske ventiltrimapparatet som beskrives i dette dokumentet, brukes til å gi forsegling for substansielt å hindre fluidlekkasje mellom en forseglingsoverflate eller et hus og en lukkingsdel (f.eks. en ventilplugg) på en ventil. Det eksemplariske ventiltrimapparatet som beskrives i dette dokumentet, har spesielt en lukkingsdel med en forstørret forseglingsdel eller seteoverflate (f.eks. en hodedel med en relativt større diameter enn kroppsdelen på lukkingsdelen). Det eksemplariske ventiltrimapparatet har i tillegg et hus med en første del løsbart koblet til en andre del. Den første og andre husdelen fanger en forseglingsmontasje derimellom slik at den forstørrede forseglingsdelen av lukkingsdelen sammenkobles med forseglingsmontasjen når ventilen er i en lukket posisjon.

[0016]Generelt forhindrer det eksemplariske ventiltrimapparatet som

beskrives i dette dokumentet, lekkasje mellom lukkingsdelen og huset når ventilen er i en lukket posisjon for å forbedre avstengningsklassifiseringen av ventilen. For eksempel kan ventiltrimapparatet som beskrives i dette dokumentet gi en klasse V eller bedre avstengningskapasitet i henhold til det nasjonale amerikanske standardinstituttets (ANSI) klassifikasjonssystem ved prosessfluidtemperaturer høyere enn 316 °C. I tillegg eller alternativt eliminerer plassering av en forsegling og/eller et andre ventilsete mellom den første og andre delen av huset behovet for å ha forseglinger i lukkingsdelen, noe som derved reduserer kompleksiteten på og kostnaden for lukkingsdelen.

[0017]Fig. 1 illustrerer en tverrsnittvisning av en del av en kjent ventil 100 med en kjentventiltrimmontasje 102. Ventilen 100 illustrert i fig. 1 haren ventilkropp 104 som definerer en fluidstrømningspassasje 106 mellom et innløp 108 og et utløp 110. Ventiltrimmontasjen 102 stikker ut i fluidstrømningspassasjen 106 mellom innløpet 108 og utløpet 110.

[0018]I dette eksempelet har ventiltrimmontasjen 102 en ventilplugg 112, et hus 114, en ventilstamme 116 og en forseglingsmontasje 118 som er koblet til ventilpluggen 112. Som vist har ventilpluggen 112 kanaler eller ledere 120 for å balansere trykket som virker over ventilpluggen 112. Således utlignes substansielt kreftene som virker over ventilpluggen 112 av trykket på prosessfluidene som flyter gjennom ventilen 100. For eksempel utøver trykket på fluidet i et hulrom 122 en kraft på en første side eller overflate 124 på ventilpluggen 112 som er omtrent likt med en motsatt kraft som virker på en andre side eller overflate 126 på ventilpluggen 112. Som et resultat kan mindre aktuatorkrefter tilføres for å flytte ventilpluggen 112 mellom åpen og lukket posisjon.

[0019]Ventilpluggen 112 er glidemontert inni huset 114 og flytter mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon for å regulere fluidstrømningshastigheten gjennom ventilen 100. Ventilstammen 116 kobler ventilpluggen 112 til en aktuator (ikke vist), som flytter ventilpluggen 112 mot og vekk fra et ventilsete 128. Et deksel 130 kobles til ventilkroppen 104 (f.eks. via festeanordninger) som i sin tur kobler ventilkroppen 104 til aktuatoren.

[0020]Forseglingsmontasjen 118 sammenkobles med en innvendig overflate eller boring 132 i huset 114 for å hindre fluidlekkasje mellom ventilpluggen 112 og huset 114 når ventilen 100 er i lukket posisjon (dvs. når ventilpluggen 112 kobles forseglende til ventilsetet 128 som vist i fig. 1). Som mest tydelig vist i fig. 1B har forseglingsmontasjen en holder 134 koblet til ventilpluggen 112 via en festeanordning (ikke vist). Holderen 134 har en pakkboks eller et ringformet spor 136 til å ta imot en stempelring 138 som reduserer lekkasjen mellom huset 114 og ventilpluggen 112 mens ventilpluggen 112 sender fluidstrøm gjennom ventilen 100 (dvs. flytter mellom åpen og lukket posisjon). Holderen 134 fanger også en forsegling 140 (f.eks. en C-forsegling) mellom holderen 134 og ventilpluggen 112. Forseglingen 140 sammenkobles med leppedelen 135 til huset 114 når ventilpluggen 112 er i lukket posisjon. Forseglingen 140 kommer ikke i kontakt med den innvendige overflaten 132 på huset 114 når ventilpluggen 112 presser fluidstrøm gjennom ventilen 100. Ventilpluggen 112, holdesammenstillingen 118, huset 114 og/eller setet 128 produseres med presis (f.eks. tett) toleranse slik at forseglingen 140 kobles forseglende til leppedelen 135 og en ende 137 på ventilpluggen 112 kobles forseglende til ventilsetet 128 når ventilen 100 er i lukket posisjon.

[0021] I drift flytter aktuatoren ventilpluggen 112 vekk fra ventilsetet 128 for å tillate fluid å flyte gjennom ventilen 100 (f.eks. i åpen posisjon) og mot ventilsetet 128 for å begrense fluidstrømmen gjennom ventilen 100. Ventilpluggen 112 kobles forseglende til ventilsetet 128 for å hindre fluidstrøm gjennom ventilen 100 (f.eks. i lukket posisjon). I lukket posisjon blokkerer ventilpluggen 112 prosessfluidene fra å passere gjennom passasjen 106 til ventilen 100. Som et resultat kan prosessfluidet ved innløpet 108 ha et trykk som presser mot ventilpluggen 112. Ved lukket posisjon kobles forseglingen 140 til seteoverflaten 135 på huset 114 for å hindre lekkasje mellom ventilpluggen 112 og huset 114 på grunn av fluidtrykk mot ventilpluggen 112. En utilstrekkelig forsegling mellom ventilpluggen 112 og huset 114 medfører at fluid ved innløpet 108 lekker mellom ventilpluggen 112 og huset 114, og til utløpet 110, noe som vesentlig påvirker avstengningsklassifiseringen av ventilen 100.

[0022]Ettersom ventilpluggen 112 flytter seg mellom åpen posisjon og lukket posisjon kommer forseglingen 140 ikke i kontakt med huset 114. Stempelringen 138 flytter seg langs den innvendige overflaten 132 til huset 114 for å hindre fluidlekkasje mellom huset 114 og ventilpluggen 112, foreksempel for å gi stabilitet til ventilpluggen 112. Den innvendige overflaten 132 til huset 114 haren overflatefinish for å gi en skikkelig forseglingsoverflate når stempelringen 138 kommer i kontakt med den innvendige overflaten 132 ettersom ventilpluggen 112 flytter seg mellom åpen og lukket posisjon. I tillegg eller alternativt har den innvendige overflaten 132 på huset 114 typisk en hardpolert overflatefinish for å redusere slitasje. Slike overflatefinisher øker imidlertid produksjonskostnadene.

[0023]I høytemperatursutstyr (f.eks. høyere enn 316 °C) kan forseglinger eller stempelringer laget av elastomere materialer typisk ikke brukes på grunn av mangel på motstandsdyktighet mot høye temperaturer. En økning i drifts-temperaturen kan derfor føre til permanent deformering eller skade på en elastomerisk forsegling (f.eks. en forsegling 140) eller stempelring og medføre uønsket lekkasje mellom huset 114 og ventilpluggen 112. I slikt høytemperaturs-utstyr brukes typisk stempelringer. Mer bestemt kan en karbongrafitt stempelring på grunn av sin motstandsdyktighet mot høye temperaturer, brukes i noe høytemperatursutstyr til å gi en forsegling mellom huset 114 og ventilpluggen 112. På grunn av de porøse egenskapene og mangelen på elastisitet kan imidlertid en karbongrafitt stempelring ikke installeres intakt og må brytes ned i stykker før montering i pakkboksen 136 på holderen 134, noe som kan medføre uønsket lekkasje mellom ventilpluggen 112 og huset 114.

[0024]Trykkforskjellen på fluidet mellom innløpet 108 og utløpet 110 på ventilen 100 brukes til å påføre trykk eller belastning på forseglingen 140 mot en forseglende overflate 142 (dvs. mot veggene på ventilpluggen 112, holderen 134 og/eller huset 114) for å danne en forsegling mellom huset 114 og ventilpluggen 112. Fluidtrykket kan imidlertid være utilstrekkelig til å gi skikkelig kontroll med forseglingstrykket (dvs. kompresjonen av forseglingen) mot forseglingsoverflaten 142, slik som f.eks. seteoverflaten til huset 114 når forseglingen 140 kobles forseglende til seteoverflaten 135 og dermed forårsake uønsket lekkasje gjennom ventilen 100. Nøyaktig regulering av kompresjonen av forseglingen 140 mellom veggen på ventilpluggen 112 og seteoverflaten 135 på huset 114 sikrer adekvate forseglingskrefter ved alle trykkforskjellsforhold. Utilstrekkelig eller feilaktig kontroll med forseglingskompresjonen når forseglingen 140 kobles forseglende til seteoverflaten 135, kan medføre uønsket lekkasje.

[0025]Fig. 2A illustrerer en tverrsnittvisning av en ventil 200 utført med en eksemplarisk ventiltrimmontasje 202 beskrevet i dette dokumentet. Fig. 2B er en forstørret del av eksempelet på ventiltrimmontasjen 202 i fig. 2A. Fig. 2C er en forstørret del av en eksemplarisk lukkingsdel 216 vist i fig. 2A og 2B.

[0026]Ventilen 200 illustrert i fig. 2 har en ventilkropp 204 som definerer en fluidstrømningspassasje 206 mellom en første port eller et innløp 208 og en andre port eller utløp 210. Ventiltrimmontasjen 202 stikker inn i fluidstrømningsbanen 206 for å regulere fluidstrømningen mellom innløpet 208 og utløpet 210. I dette eksempelet har ventiltrimmontasjen 202 en ventilstamme 212, et bur 214, lukkingsdelen 216 (f.eks. en ventilplugg), et ventilsete 218 (f.eks. en setering) og en forseglingsmontasje 220. Et deksel 222 kobles til ventilkroppen 204 via en festeanordning 224 og dekselet 222 kobler ventilkroppen 204 til en aktuator (ikke vist). Dekselet 222 huser også, selv om det ikke er vist, et pakningssystem (f.eks. en fjæringspakning) som hindrer uønsket lekkasje til omgivelsene via ventilstammen 212 når ventilstammen 212 flytter seg eller glir inni ventilen 200 langs en akse 226. En pakning (ikke vist) kan plasseres mellom huset 214 og/eller ventilkroppen 204 og dekselet 222 for å forhindre uønsket fluidlekkasje gjennom ventilkroppen 204. I dette eksempelet er dekselet 222 festet til ventilkroppen 204 for å holde tilbake (f.eks. via en interferens- og/eller trykktilpasning) huset 214 og ventilsetet 218 inne i ventilkroppen 204. I andre eksempler er ventilsetet 218 koblet til huset 214 og/eller ventilkroppen 204,f.eks. med festeanordninger, osv.

[0027]Ventilstammen 212 driftskobles til lukkingsdelen 216 ved en første ende 228 og strekker seg gjennom dekselet 222 for å koble lukkingsdelen 216 til en aktuatorstamme (ikke vist) ved en andre ende 230. Aktuatorstammen kobler lukkingsdelen 216 til aktuatoren.

[0028]Huset 214 er plassert mellom innløpet 208 og utløpet 210 for å oppnå visse strømningskarakteristika (dvs. karakterisere fluidstrømningen) gjennom ventilkroppen 204 (f.eks. redusere støy og/eller avleiringer generert av fluidstrømningen gjennom ventilen 200). Huset 214 har minst én åpning 232 som fluid kan strømme gjennom når ventilen 200 er i en åpen posisjon (dvs. når lukkingsdelen 216 er separert fra ventilsetet 218).

[0029]Huset 214 kan konfigureres på forskjellige måter for å gi bestemte fluidstrømningskarakteristika (karakterisere fluidstrømningen) for å passe behovene til et bestemt reguleringsutstyr. For eksempel kan åpningen 232 utformes eller konfigureres for å gi bestemte, ønskede strømningskarakteristika på fluidet, slik som f.eks. å redusere støy og/eller kavitasjoner for å forsterke trykkreduksjonene på prosessfluidet, osv. De ønskede fluidstrømnings-karakteristika oppnås ved å variere geometrien i åpning 232. I noen eksempler kan huset 214 ha flere åpninger med forskjellige former, størrelser og/eller mellomrom for å regulere strømningen, redusere avleiringer og/eller redusere støy gjennom ventilen 200.

[0030]Huset 214 styrer lukkingsdelen 216 og gir lateral stabilitet når lukkingsdelen 216 flytter seg mellom åpen posisjon og lukket posisjon og reduserer slik vibrasjoner og annet mekanisk stress. Huset 214 kan også lette vedlikehold, fjerning og/eller utskifting av andre komponenter i ventiltrimmontasjen 202. I det illustrerte eksempelet er huset 214 en todelt struktur som har en øvre husdel 234 (f.eks. en holder for huset) som løsbart kobler til en nedre del 236 (f.eks. en strømningsreguleringsdel). I dette eksempelet har den øvre husdelen 234 en boring 238 som er dimensjonert større (dvs. har en større diameter) enn en boring 240 i den nedre husdelen 236.

[0031]Den øvre husdelen 234 kan være laget av et første materiale (f.eks. en stållegering) og den nedre husdelen 236 kan være laget av et andre materiale (f.eks. rustfritt stål) forskjellig fra det første materialet. Dette kan være særlig fordelaktig i serviceutstyr for vanskelige operasjoner (f.eks. høytemperaturutstyr, korroderende utstyr), som kan kreve dyrere, mer slitesterke materialer (f.eks. korrosjonsresistente, osv.) og dermed redusere produksjonskostnadene ved å gjøre det mulig å fremstille den øvre husdelen 234 av et billigere materiale. I andre eksempler, f.eks. i høytemperaturutstyr, kan den øvre husdelen 234 lages av samme materiale som materialet i ventilkroppen 204 for å redusere eller betydelig redusere lineær termisk ekspansjon (f.eks. lineær oppstabling) av huset 214 relativ til ventilkroppen 204. I enda andre eksempler kan den øvre husdelen 234 og den nedre husdelen 236 være laget av samme materiale.

[0032] I tillegg eller alternativt, fordi forseglingsmontasjen 220 er fast (dvs. festet til huset 214), er ikke overflatefinishen på den innvendige overflaten i boringen 238 kritisk og krever eller behøver ikke en jevn overflate (f.eks. en hardpolert overflate) fordi lukkingsdelen 216 ikke kommer i kontakt med eller forsegles mot den innvendige overflaten i boret 238 (dvs. ulik stempelringen 138 og/eller forseglingen 140 festet til lukkingsdelen 112 på ventilen 100 i fig. 1A og 1B). I noen eksempler kan den innvendige overflaten i boringen 238 imidlertid ha en overflatefinish (f.eks. hardpolert). I tillegg eller alternativt kan den innvendige overflaten i boringen 238 være formet i overensstemmelse med redusert toleranse og dermed ikke kreve den samme graden av dimensjonskontroll påkrevd i mange kjente ventiler, noe som fører til betydelig reduksjon i kompleksitet og produksjonskostnader for huset 214. Det eksemplariske huset 214 og forseglingsmontasjen 220 reduserer produksjonskostnader. I tillegg eller alternativt kan den øvre husdelen 234 være en massiv, ikke-gjennomtrengelig sylinder eller struktur og den nedre husdelen 236 kan være en gjennomtrengelig sylinder eller struktur med minst én åpning (f.eks. åpningen 232).

[0033]Den øvre husdelen 234 har en første ende 242 som kobler sammen dekselet 222 og en andre ende 244 som kobler til den nedre husdelen 236. Den første enden 242 i den øvre husdelen 234 kan ha en tilbaketrukket kant 246 for riktig å jamføre huset 214 med ventilkroppen 204. Den nedre husdelen 236 har en første ende 248 som kobler til den øvre husdelen 234 og en andre ende 250 som kobler til ventilsetet 218. I dette eksempelet fanges (f.eks. via trykktilpasning eller interferenstilpasning) huset 214 og ventilsetet 218 mellom dekselet 222 og ventilkroppen 204.

[0034]Med henvisning også til fig. 2B har den øvre husdelen 234 i det illustrerte eksempelet en første trinndelt vegg 252 som matende kobles til en

trinndelt vegg 254 i den nedre husdelen 236 for å danne skuldrene 256. Skuldrene 256 i de trinndelte veggene 252 og 254 kobles sammen for å lette jamføringen og koblingen av de øvre og nedre husdelene 234 og 236. I andre eksempler kan den andre enden 244 av den øvre husdelen 234 og/eller den første enden 248 i den

nedre husdelen 236 ha én eller flere skuldre 256 til å lette den presise jamføringen av den øvre og nedre husdelen 234 og 236 og/eller dimensjoneres eller ha former eller geometrier som gir interferenstilpasning eller trykktilpasning mellom skuldrene 256. I enda andre eksempler kan en pakning eller en forseglingsdel plasseres mellom den øvre og nedre husdelen, hhv. 234 og 236, for å gi en forsegling mellom den øvre og nedre husdelen, hhv. 234 og 236.

[0035] I tillegg har den andre enden 244 i den øvre husdelen 234 en pakkboks eller et ringformet spor 258 (f.eks. en fast pakkboks) og den første enden 248 på den nedre husdelen 236 har en pakkboks eller et ringformet spor 260 (f.eks. en fast pakkboks). Når koblet sammen, danner pakkboksene 258 og 260 en forseglende overflate 262 på huset 214 for å motta forseglingsmontasjen 220, som gir en forsegling mellom huset 214 og lukkingsdelen 216.

[0036]I det illustrerte eksempelet har forseglingsmontasjen 220 en forseglingsring 264 en holder 266 og en forsegling (f.eks. en C-forsegling). Forseglingsringen 264 er plassert innenfor pakkboksen 260 på den nedre husdelen 236, og forseglingen 268 og holderen 266 er plassert inni pakkboksen 258 i den øvre husdelen 234. Holderen 266 holder forseglingsringen 264 og/eller forseglingen 268 i posisjon når lukkingsdelen 216 flytter seg mellom lukket posisjon og åpen posisjon. Holderen 266 er trykktilpasset eller interferenstilpasset med huset 214 og krever slik ikke gjenger eller andre festeanordninger for å kobles til huset 214. Forseglingsringen 264 minimerer lekkasje mellom huset 214 og lukkingsdelen 216 når lukkingsdelen 216 er i akselerasjonsstrømning gjennom ventilen 200. Fordi huset 214 er en todelt struktur, kan forseglingsringen 264 være en karbon-grafitt-ring som kan monteres intakt (dvs. uten at den må brekkes i stykker). I noen eksemplariske utførelser kan forseglingen 268 være en elastomerisk forsegling eller ring eller enhver annen forsegling laget av andre egnede materialer for å gi en forsegling mellom huset 214 og lukkingsdelen 216. Forseglingen 268 er en C-forsegling eller -ring. En åpen del av C-forseglingen vender mot en tilstrammende fluid som strømmer gjennom ventilen 200 og kan slik trykkhjelpes til å forsegle mot forseglingsoverflaten 262 ved trykket av fluidet i ventilen 200.

[0037]Med henvisning også til fig. 2C er lukkingsdelen 216 i det illustrerte eksemplet beskrevet med en ventilplugg (f.eks. en balansert ventilplugg, en ubalansert ventilplugg, osv.) med en sylindrisk kropp 270 som har en første seteoverflate 272 (fig. 2A) og en andre seteoverflate 274 separert fra den første seteoverflaten 272. Kroppen 270 har en lavere kroppsdel eller en første utvendig overflate 276 dimensjonert for å passe tett inni den nedre husdelen 236 slik at den nedre kroppsdelen 276 av lukkingsdelen 216 kan gli inni boringen 240 på den nedre husdelen 236. Den nedre kroppsdelen 276 på lukkingsdelen 216 kan gli inni den nedre husdelen 236 mellom lukket posisjon, hvor lukkingsdelen 216 blokkerer åpningene 232 i huset 214 og åpen posisjon hvor lukkingsdelen 216 er klar av (dvs. ikke blokkerer) i det minste en del av åpningene 232.

[0038]I tillegg har lukkingsdelen 216 i dette eksempelet en andre kroppsdel eller andre utvendig overflate 278 med en diameter som er større enn en diameter på den nedre kroppsdelen 276 for å danne den andre seteoverflaten 274. Den andre kroppsdelen 278 er dimensjonert for å passe tett inni boringen 238 på den øvre husdelen 234 slik at den andre seteoverflaten 274 på lukkingsdelen 216 kan gli inni den øvre husdelen 234. I tillegg kan enhver del av den andre kroppsdelen 278 i en slik konfigurasjon koble til forseglingen 268 når ventilen 100 er i lukket posisjon. Lukkingsdelen 216 (dvs. den første seteoverflaten 272 relativ til den andre kroppsdelen 274) kan formes i overensstemmelse med økt toleranse og krever ikke en høy grad av dimensjonskontroll, noe som fører til betydelig reduksjon i kompleksiteten og kostnadene for lukkingsdelen 216, den øvre husdelen 234, den nedre husdelen 236 og/eller holderen 266. I dette eksempelet inkluderer lukkingsdelen 216 kileformede eller vinklede overflater 280 og 282 for å lette eller tillate relativ gradvis sammenkobling av forseglingsmontasjen 220 med lukkingsdelen 216.

[0039]I drift mottar aktuatorstammen (f.eks. en lufttrykkaktuator) en reguleringsfluid (f.eks. luft) for å drive ventilstammen 212 og dermed lukkingsdelen 216 mellom den lukkede posisjonen hvor den første seteoverflaten 272 i lukkingsdelen 216 er i forseglingskontakt med ventilsetet 218 (f.eks. en setering) for å begrense eller hindre fluidstrømning gjennom passasjen 206 på ventilen 200 og helt åpen eller maksimal strømningshastighetsposisjon hvor den første seteoverflaten 272 på lukkingsdelen 216 er separert fra ventilsetet 218 for og tillatte fluidstrømning gjennom ventilen 200.

[0040]I åpen posisjon strømmer fluid mellom innløpet 208, gjennom åpningen 232 på huset 214, en åpning 284 i ventilsetet 218 og gjennom utløpet 210. Ettersom lukkingsdelen 216 flytter seg fremover inni huset 214, reduserer forseglingsringen 264 lekkasje mellom lukkingsdelen 216 og huset 214. Den kileformede overflaten 280 kobler også til forseglingen 268 for å lette eller gi en relativ, gradvis sammenkobling av forseglingen 268 når ventilen flytter seg mot ventilsetet 218 (f.eks. i retning nedover i retningen i fig. 2A). Lukkingsdelen 216 kan ha en kileformet overflate 282 for å tillate gradvis sammenkobling av pluggen med C-forseglingen 268 under installasjon eller montasje av ventiltrimapparatet 202 med ventilkroppen 204.

[0041] I lukket posisjon dekker eller blokkerer ventilsetet 218 åpningen 232 på huset 214 og forseglingskobles sammen med ventilsetet 218 mot den første seteoverflaten 272 for å hindre fluidstrømning mellom innløpet 208 og utløpet 210. I lukket posisjon kobles den andre seteoverflaten 274 på lukkingsdelen 216 også forseglende sammen med forseglingen 268 for å gi en tett forsegling mellom huset 214 og lukkingsdelen 216. Selv om lukkingsdelen 216 passer tett inni boringen 240 på den nedre husdelen 236, kan fluid lekke gjennom en sprekk som dannes mellom lukkingsdelen 216 og huset 214. Foreksempel når ventilen 200 er i lukket posisjon, kan fluid fra innløpet 208 ha et trykk som presser mot kroppsdelen 270 på lukkingsdelen 216 og kan strømme (f.eks. via sprekken) mellom lukkingsdelen 216 og huset 214 til utløpet 210 på ventilen 200. Slik uønsket lekkasje kan påvirke avstengningsklassifikasjonen til ventilen 200. For eksempel har det nasjonale amerikanske standardinstituttet (ANSI) etablert forskjellige lekkasjeklassifikasjoner (f.eks. klasse I, II, III, osv.) forbundet med mengden fluid som tillates å passere gjennom ventilen når ventilen er i lukket posisjon. Forseglingsmontasjen 220 er plassert mellom huset 214 og lukkingsdelen 216 for å hindre lekkasje mellom innløpet 208 og utløpet 210 på ventilen 200 når lukkingsdelen 216 er i lukket posisjon. Forseglingsmontasjen 220 kan oppnå en pålitelig, tett avstengning ved prosessfluidtemperaturer høyere enn 316 °C og derved forbedre avstengningsklassifikasjonen av ventilen 200. F.eks. kan den eksemplariske ventiltrimmontasjen 202 gi en klasse V avstengningsstandard i henhold til det nasjonale amerikanske standardinstituttets (ANSI) klassifiseringsstandarder.

[0042]Andre forseglingsmontasjer kan brukes til å gi en forsegling mellom lukkingsdelen 216 og huset 214. F.eks. kan den eksemplariske forseglingsmontasjen 220 ha andre typer forseglingsmontasjer med forskjellige forseglinger og/eller former. Likeledes kan huset 214 (f.eks. den andre enden 244 av den øvre husdelen 234 og den første enden 248 på den nedre husdelen 236) konfigureres for å inneholde andre typer forseglingsmontasjer.

[0043]Fig. 3 illustrerer et annet eksemplarisk hus 300 og en forseglingsmontasje 302 som kan brukes til å implementere den eksemplariske ventilen 200 i fig. 2A, 2B og 2C. I likhet med forseglingsmontasjen 220, har forseglingsmontasjen 302 en forseglingsring 304, en holder 306 og en forsegling (en C-forsegling). Huset 300 har en øvre husdel 310 og en nedre husdel 312. Den nedre husdelen 312 hartrinndelte overflater 314a og 314b som kan matingkobles med de trinndelte overflatene 316a og 316b i den øvre husdelen 310 for å lette jamføring av de øvre og nedre husdelene 310 og 312 når de øvre og nedre husdelene 310 og 312 kobles sammen. I tillegg har den øvre husdelen 310 trinndelte overflater 318a og 318b og den nedre husdelen 312 har trinndelte overflater 320a og 320b som danner flere pakkbokser som tar imot forseglingen 308, holderen 306 og forseglingsringen 304 når den øvre og nedre husdelen 310 og 312 kobles sammen. I dette eksempelet er forseglingsringen 304 en lang del som er større eller lengre enn f.eks. forseglingsring 264 i fig. 2A, 2B og 2C. Holder 306 har en L-formet tverrsnittform.

[0044]Forseglingsringen 304 kobler den trinndelte overflaten 320a på den nedre husdelen 312 og holderen 306 til den trinndelte overflaten 320b på den nedre husdelen 312 og en del av den trinndelte overflaten 318b i den øvre husdelen 310. Forseglingen 308 er plassert mellom pakkboksen dannet av den trinndelte overflaten 318a i den øvre husdelen 310 og holderen 306. I dette eksempelet er således forseglingsringen 304 plassert mellom holderen 306 og den trinndelte overflaten 320a og forseglingen 308 er plassert mellom holderen 306 og den trinndelte overflaten 318a.

[0045] I drift kobler forseglingsringen 304 seg til lukkingsdelen 216 (f.eks. den nedre kroppsdelen 276) for å bidra til å forhindre lekkasje mellom huset 300 og lukkingsdelen 216. Forseglingsringen 304 bevarer lukkedel/huslekkasjeytelse når lukkingsdelen 216 er separert fra ventilsetet 218 når lukkingsdelen 216 akselererer fluid gjennom ventilen 200. I lukket posisjon kobler den andre kroppsdelen 278 på lukkingsdelen 216 til forseglingen 308 for å hindre fluidlekkasje mellom huset 300 og lukkingsdelen 216. Enhver del av den andre kroppsdelen 278 på lukkingsdelen 216 kan koble seg til forseglingen 308 når lukkingsdelen 216 er i lukket posisjon. Lukkingsdelen 216 (dvs. den første seteoverflaten 272 relativ til den andre kroppsdelen 274) kan formes i overensstemmelse med økt toleranse og krever ikke en høy grad av dimensjonskontroll, noe som fører til betydelig reduksjon i kompleksiteten og kostnadene for lukkingsdelen 216, den øvre husdelen 310, den nedre husdelen 312 og/eller holderen 306. I dette eksempelet har lukkingsdelen 216 kileformede eller vinklede overflater 280 og 282 for å lette eller tillate relativ gradvis sammenkobling av forseglingsmontasjen 220 med lukkingsdelen 216.

[0046] I dette eksempelet er retningen på forseglingen 308 motsatt eller reversert i forhold til retning på forseglingen 268 i fig. 2A, 2B og 2C for å forsegle mot fluidstrømning i en motsatt eller reversert retning fra fluidstrømretningen i fig. 2A, 2B og 2C.

[0047]Fig. 4 illustrerer en forstørret del av eksempelventilen 400 utstyrt med et annet eksemplarisk ventiltrimapparat 402 som beskrives i dette dokumentet, og som ikke utgjør en del av foreliggende oppfinnelse. Den eksemplariske ventiltrimmontasjen 402 i fig. 4 har et hus 404, et første eller andre primært ventilsete 406, et andre eller sekundært ventilsete 408, en lukkingsdel eller ventilplugg 410 og en ventilstamme 412. Huset 404 har en første del eller øvre husdel 414 og en andre del eller nedre husdel 416. Huset 404 styrer ventilpluggen 410 og gir lateral stabilitet når ventilpluggen 410 flytter seg mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon, og slik reduserer vibrasjoner og andre mekaniske belastninger. I dette eksempelet har den øvre husdelen 414 en boring 418 som er dimensjonert større (dvs. har en større diameter) enn en boring 420 i den nedre husdelen 416.

[0048]Det sekundære ventilsetet 408 fanges eller plasseres mellom øvre og nedre husdeler 414 og 416. Det sekundære ventilsetet 408 har en forseglingsoverflate 422 for sammenkobling med ventilpluggen 410 for å hindre uønsket lekkasje mellom huset 404 og ventilpluggen 410 når ventilpluggen 410 er i lukket posisjon (dvs. når ventilpluggen 410 kobler til det primære ventilsetet 406). I det illustrerte eksempelet harforseglingsoverflaten 422 en kileformet, kurve-formet eller fuget kant eller overflate 424. I dette eksempelet er det andre ventilsetet 408 laget av et første materiale som er forskjellig fra det andre materialet i den øvre husdelen 414 og/eller nedre husdelen 416. F.eks. det sekundære ventilsetet 408 kan være laget av et fluorpolymermateriale (f.eks. Teflon®) og den nedre husdelen 416 kan f.eks. være laget av et rustfritt stålmateriale. Det andre ventilsetet 408 kan være koblet til den nedre husdelen 416 f.eks. via sveisesøm, festeanordninger (f.eks. kjemiske fester) eller enhver annen egnet fremstillings-prosess. I andre eksempler kan det andre ventilsetet 408 f.eks. være maskin-formet. F.eks. kan et blokkmateriale kobles til den nedre husdelen 416 og blokkmaterialet kan maskineres for å danne det andre ventilsetet 408. I enda andre eksempler kan det andre ventilsetet 408 f.eks. lages av et elastomerisk materiale som fanges eller plasseres mellom den øvre husdelen 414 og den nedre husdelen 416. I enda andre eksempler kan det sekundære ventilsetet 408 lages av samme materiale som den øvre husdelen 414 og/eller den nedre husdelen 416.

[0049]I dette eksempelet har ventilpluggen 410 (f.eks. en balansert ventilplugg, en ubalansert ventilplugg, osv.) en sylindrisk kropp 426 og en hodedel 428. Hodedelen 428 har en diameter som er større enn diameteren til kroppen 426. Kroppen 426 er dimensjonert for å passe tett inni boringen 420 på den nedre hus delen 416 og hodedelen 428 er dimensjonert for å passe nøye inni boringen 418 i den øvre husdelen 414. Hodedelen 428 danner en skulder eller seteoverflate 430 (f.eks. en forstørret forseglingsoverflate) som skal kobles til forseglingsoverflaten 422 på det andre ventilsetet 408 når ventilpluggen 410 er i lukket posisjon. Som vist har ventilpluggen 410 et ringformet spor 432 for å ta imot en forseglings-pakning 434 for å gi stabilitet og redusere vibrasjoner fra ventilpluggen 410 under drift. Ventilstammen 412 kobler ventilpluggen 410 til en aktuator (ikke vist).

[0050]I drift driver aktuatoren (f.eks. en trykkluftsaktuator) ventilstammen 412 og dermed ventilpluggen 410 mellom lukket posisjon hvor ventilpluggen 410 er forseglingskoblet til det primære ventilsetet 406 (f.eks. en setering) for å begrense eller hindre fluidgjennomstrømning gjennom en åpning 436 i ventilen 400 og helt åpen eller maksimal flythastighetsposisjon hvor ventilpluggen 410 er separert fra det primære ventilsetet 406 for å tillate fluidstrømning gjennom ventilen 400. I åpen posisjon strømmer fluid gjennom et innløp 438, gjennom en åpning 440 på huset 404 til et utløp 442. I lukket posisjon dekker ventilpluggen 410 til åpningen 440 på huset 404 og forseglingskobles til det primære ventilsetet 406 for å hindre fluidstrømning mellom innløpet 438 og utløpet 442.

[0051]I lukket posisjon kobler også seteoverflaten 430 (f.eks. den forstørrede forseglingsoverflaten) på ventilpluggen 410 seg til forseglingsoverflaten 422 på det sekundære ventilsetet 408 for å hindre fluidlekkasje mellom ventilpluggen 410 og huset 404 når ventilen 400 er i lukket posisjon (dvs. når ventilpluggen 410 forseglingskobles til det primære ventilsetet 406). Det sekundære ventilsetet 408 hindrer lekkasje mellom innløpet 438 og utløpet 442 på ventilen 400 når ventilpluggen 410 er i lukket posisjon, slik at avstengningsklassifikasjonen for ventilen 400 forbedres. F.eks. kan ventiltrimmontasjen 402 gi klasse V avstengningsklassifikasjon i henhold til det nasjonale amerikanske standardinstituttets (ANSI) klassifikasjonssystem. I denne eksempel-konfigurasjonen har ventiltrimmontasjen 402 ikke en forsegling (f.eks. en C-forsegling) som er avhengig av en trykkforskjell i prosessfluidet for å bidra med trykk på forseglingen mot en forseglingsoverflate. I stedet har ventiltrimmontasjen 402 et sekundært ventilsete 408 for å gi en tett forsegling mellom huset 404 og ventilpluggen 410 når ventilen 400 er i lukket posisjon.

[0052]Selv om den ikke er vist, kan den eksemplariske ventiltrimmontasjen 402 ha en forseglingsring (f.eks. forseglingsring 264 i fig. 2B, forseglingsring 304, i fig. 3) og/eller en holder (f.eks. holderen 266 i fig. 2A-2C, holderen 306 i fig. 3) plassert tilstøtende det sekundære ventilsetet langs eller koblet til den øvre husdelen 414 og/eller nedre husdel 416.

[0053]Selv om enkelte apparater og produksjonsgjenstander har blitt beskrevet i dette dokumentet, er ikke rekkevidden eller dekning av dette patentet begrenset dertil. Tvert imot dekker dette patentet alle apparater som faller innenfor rekkevidden av de vedlagte kravene.

Claims (7)

1. Ventiltrimapparat (202) for bruk med ventiler (200) som omfatter: et hus (214, 300) med en øvre del (234, 310) løsbart koblet til en nedre del (236, 312), en lukkingsdel (216) plassert inni huset (214), der lukkingsdelen (216) har en første seteoverflate (274) og en andre seteoverflate (272), og en forseglingsmontasje festet mellom den øvre (234) og nedre delen (236) av huset (214, 300), der den første seteoverflaten (274) av lukkingsdelen (216) skal kobles forseglende til forseglingsmontasjen (220, 302) når lukkingsdelen (216) er i en lukket posisjon for å hindre lekkasje mellom lukkingsdelen (216) og huset (214, 300); og et ventilsete (218) plassert inni en åpning (206) på ventilen (200), der den andre seteoverflaten (272) på lukkingsdelen (216) skal kobles til ventilsetet (218) for å hindre fluidstrømning mellom et innløp (208) og et utløp (210) på ventilen (200) når ventilen (200) er i lukket posisjon, hvori lukkingsdelen (216) omfatteren kroppsdel (276) dimensjonert for å passe tett inni en første boring (240) på den nedre delen (236, 312) av huset (214, 300) og en hodedel (278) dimensjonert for å passe tett inni en andre boring (238) i den øvre delen (234, 310) av huset (214, 300),karakterisert vedat hodedelen (278) av lukkingsdelen (216) danner den første seteoverflaten (274), hodedelen (278) av lukkingsdelen (216) haren diameter som er større enn en diameter på kroppsdelen (276) av lukkingsdelen (216), og forseglingsmontasjen (220, 302) omfatteren forsegling (268, 308), en holder (266, 306) og en forseglingsring (264, 304), der holderen (266, 306) skal holde på plass forseglingsringen (264, 304) og forseglingen (268, 308) når lukkingsdelen (216) flytter seg mellom en åpen posisjon og den lukkede posisjonen, og der forseglingen (268, 308) omfatter en C-formet forsegling.

2. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 1, der hodedelen (278) og kroppsdelen (276) på lukkingsdelen (216) danner den første seteoverflaten (274).

3. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 2, der hodedelen (278) er dimensjonert slik at enhver del av den første seteoverflaten (274) kobles forseglende til forseglingsmontasjen (220,302) når lukkingsdelen (216) er i den lukkede posisjonen.

4. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 1, der den andre boringen (238) i den øvre delen (234, 310) av huset (214, 300) har en diameter som er større enn en diameter på den første boringen (240) i den nedre delen (236, 312) av huset (214, 300).

5. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 1, der den øvre delen (234, 310) av huset (214, 300) lages av et første materiale og den nedre delen (236, 312) av huset (214, 300) lages av et andre materiale.

6. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 5, der det første materialet er forskjellig fra det andre materialet.

7. Ventiltrimapparat (202) som definert i krav 1, der forseglingsmontasjen (220, 302) er plassert inni pakkbokser (258, 260) dannet av den øvre delen (234, 310) av huset (214, 300) og den nedre delen (236, 312) av huset (214, 300).