CS225216B1

CS225216B1 - Super high pressure valve

Info

Publication number: CS225216B1
Application number: CS532981A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Csc Havlin; Vladimir Ing Masak
Original assignee: Havlin Vladimir; Masak Vladimir
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález se týká ventilu pro velmi vysoké tlaky používané zvláště při plnění chromátografických dělicích kolon v laboratorní technice.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a valve for very high pressures used especially in the filling of chromatographic separation columns in laboratory technology.

V laboratorní technice zvláště při kapalinové chromatografii je používáno dělicích chromátografických kolon, které jsou plněny vysokým tlakem, při čemž je výhodné, aby plnicí tlaky byly co možná nejvyšší, nejméně 2 až jjkrát i vícekrát vyšší než tlak, za kterého je kolona používána. Protože provozní tlak je 15 až 20 MPa i více, pohybuje se tlak při plnění mezi 5.0 až 100 MPa i více. Uzavírat tyto vysoké tlaky je velmi obtížné, zařízení jsou pracná a drahá, při jejich výrobě je nutno dodržovat velmi úzké tolerance a dokonalost hladkosti povrchu, velmi záleží na výběru materiálů při volbě vzájemné tvrdosti sedla a kuželky ventilu, opracování a velikosti těsnicích ploch a přestavovací síly jsou vysoké.In the laboratory technique, particularly in liquid chromatography, separating chromatographic columns are used which are packed with high pressure, it being preferred that the filling pressures are as high as possible, at least 2 to 6 times or more than the pressure at which the column is used. Since the operating pressure is 15 to 20 MPa or more, the filling pressure is between 5.0 and 100 MPa or more. It is very difficult to close these high pressures, the equipment is laborious and expensive, it is necessary to maintain very close tolerances and perfection of the surface smoothness, it depends on the choice of materials when choosing mutual hardness of valve seat and plug, machining and size of sealing surfaces and adjusting force they are high.

Uvedené nedostatky řeší zařízení dle vynálezu, jehož podstatou. je, že pohyblivá těsnicí plocha je vytvořena jako čelní plocha válcového dříku, jehož průměr je malý, a to maximálně trojnásobně větší než průměr průchozího otvoru, který je pohyblivou těsnicí plochou uzavírán. Válcový dřík prochází průchozím těsněním, které má kuželovitý tvar, při čemž zapadá do kuželovitého vybrání tělesa ventilu, při čemž vrcholový úhel průchozího těsnění je stejný nebo menší než vrcholový úhel kuželovitého vybrání, do něhož zapadá. Pevná těsnicí plocha je součástí válcového těsnění, ve kterém je vrtán uzavíraný průchod a které zapadá do dvou vybrání, a to v tělese ventilu a ve spodní části ventilu, při čemž se tyto obě části stýkají v dělicí rovině, která je rovnoběžná s pevnou i pohyblivou těsnicí plochou. Průchozí těsnění je při tom stlačeno šroubem, který je zajištěn přítužnou maticí. V tomto šroubu je zároveň vytvořena drážka, do které za225 216 padá ozub vytvořený ná válcovém dříku. Na tomže šroubu je rovněž vytvořen závit, na němž je našroubována matice, která je uzpůsobena tak, že při zatáčení či roztáčení této matice je pohybováno válcovým dříkem v osovém směru.The above-mentioned drawbacks are solved by the device according to the invention whose essence. is that the movable sealing surface is formed as a face of a cylindrical shaft whose diameter is small, at most three times greater than the diameter of the through hole that is closed by the movable sealing surface. The cylindrical shaft passes through a through-seal having a conical shape, fitting into a conical recess of the valve body, wherein the apex angle of the through-seal is equal to or less than the apex angle of the conical recess into which it fits. The rigid sealing surface is part of a cylindrical gasket in which a closed passage is drilled and which fits into two recesses, in the valve body and in the lower part of the valve, where the two parts meet in a separation plane parallel to the fixed and movable sealing surface. In this case, the through seal is compressed by a screw which is secured by a stiffening nut. At the same time, a groove is formed in the screw into which the tooth formed on the cylindrical shaft falls into position. A thread is also provided on the same screw on which a nut is screwed, which is adapted to move the cylindrical shaft in the axial direction when the nut is turned.

Zařízení podle vynálezu svého účinku dosahuje při jednoduchých a snadno vyrobitelných tvarech, jejichž přesnost nemusí být příliš veliká. Pohyblivá těsnicí plocha je proti dosud používaným uzavíracím elementům velmi malá, tudíž je válcový dřík, na němž je vytvořena zatěžován od vysokého tlaku jen poměrně malou silou a tedy přestavovací síly jsou rovněž malé. Naopak při zavření je možno vytvořit vysoký přítlak mezi pohyblivou a pevnou těsnicí plochou. Tím, že se průměr válcového dříku nemění až po průchod průchozím těsněním způsobuje, že se rovněž nemění namáhání a tím i přestavovací síly v průběhu otevírání.The device according to the invention achieves its effect in simple and easy-to-manufacture shapes, the accuracy of which may not be too great. The movable sealing surface is very small compared to the closing elements used hitherto, so that the cylindrical shaft on which it is formed is subjected to only a relatively small force due to the high pressure and thus the adjusting forces are also small. Conversely, when closed, it is possible to create a high pressure between the movable and the fixed sealing surface. The fact that the diameter of the cylindrical shaft does not change until it passes through the through seal causes that the stresses and thus the adjusting forces during opening are also not changed.

Z téhož důvodu průchozí těsnění spolehlivě utěsní vysoký tlak a třecí sily jsou malé.For the same reason, the through seal reliably seals the high pressure and the frictional forces are small.

Jednoduchostí tvaru přestavovacího elementu válcového dříku a jednoduchostí těsnění jak průchozího, tak válcového je dosaženo toho, že přes to, že uzavíraný průchod je velmi malý, jsou tlakové ztráty pro krátkost a přímost cest uvnitř ventilu malé. Z téhož důvodu jsou malé i vnitřní prostory ventilu např. při zavřené poloze dané jen provozní vůlí mezi válcovým dříkem a tělesem ventilu a vzdáleností mezi nepohyblivou těsnicí plochou a začátkem průchozího těsnění. Ventil může být zapojen obousměrně.The simplicity of the shape of the cylindrical stem adjusting element and the simplicity of both the through and the cylindrical seals make it possible that, despite the fact that the closed passage is very small, the pressure losses for shortness and straightness of the paths inside the valve are small. For the same reason, the small and internal spaces of the valve, for example in the closed position, are only due to the operating clearance between the cylindrical shaft and the valve body and the distance between the stationary sealing surface and the beginning of the through-seal. The valve can be connected in both directions.

Přes to, že ventil je určen na velmi vysoké tlaky je jednoduchý a malý. Při opotřebení těsnění je jejich výměna snadná, kterou může provést uživatel bez odborného servisu. Volbou velikosti stoupání mezi závitem matice, která posouvá válcový dřík a šroubem, v němž se válcový dřík posouvá, je možno v dosti širokých mezích měnit rychlost zavírání a otevírání ventilu. Při velkém stoupání tohoto závitu se práce ventilu blíží práci kohoutu. Ventil je snadno rozebíratelný a tedy i čistitelný.Despite the fact that the valve is designed for very high pressures, it is simple and small. If the seals are worn out, they can be replaced easily by the user without specialist service. By selecting the amount of pitch between the thread of the nut that moves the cylindrical stem and the screw in which the cylindrical stem moves, the closing and opening speeds of the valve can be varied within wide limits. With a large pitch of this thread, the valve operation is close to that of the tap. The valve is easy to remove and therefore cleanable.

Příklad provedení ventilu je uveden na připojeném obrázku, který znázorňuje celý ventil v osovém řezu v zavřeném stavu.An exemplary embodiment of the valve is shown in the attached figure, which shows the entire valve in axial section in the closed state.

Na tomto obrázku j£ spodní částArentilu, která se stýká s tělesem^ventilu v dělicí rovině 7. Ve spodní části ventilu je vytvořen vstup či výstup 12· ^Ve spodní častilven3 £ 225 218 tilu a tělese ventilu jsou vytvořena vybrání, v kterých je sevřeno válcové těsnění 25. které obsahuje uzavíraný průchod 20. Spodní část ventilu 1 a těleso ventilu 2 jsou staženy několika šrouby 16. Horní strana válcového těsnění 25 tvoří pevnou těsnicí plochu 6, na níž dosedá pohyblivá těsnicí plocha vytvořená na válcovém dříku Uzavíraný průchod 20. a válcový dřík 2 mají společnou osu 8, která je i osou celého ventilu. Těsně nad pevnou těsnicí plochou 6 je vytvořen vrtáním tělesa^ventilu vstup či výstup 18. Válcový dřík prochází kuželovým těsněním 11, které je stlačováno šroubem 4 zajištěným přítužnou maticí '£· Kuželové těsnění 11 zapadá do kuželovitého vybrání 15. Šroub má v sobě drážku 13. do níž zasahuje ozub 12 vytvořený na válcovém dříku Tento ozub 12 a drážka 12 zajišťuje pouze posuvný pohyb válcového dříku při otáčení matice 10 se závitemIn this figure, j £ částArentilu bottom which contacts with the body-valve in the dividing plane 7. In the lower part of the valve is formed entry or exit 12 of ^the bottom častilven3 · £ 225,218 TIL and the valve body are formed recesses in which the cylinder is clamped The lower part of the valve 1 and the valve body 2 are tightened by a plurality of bolts 16. The upper side of the cylindrical seal 25 forms a fixed sealing surface 6 on which the movable sealing surface formed on the cylindrical shaft abuts. The stem 2 has a common axis 8, which is also the axis of the entire valve. Just above the fixed sealing surface 6, an inlet or outlet 18 is formed by drilling the valve body 18. The cylindrical shaft passes through a conical seal 11 which is compressed by a bolt 4 secured by a stiffening nut. The tooth 12 and the groove 12 only provide a sliding movement of the cylindrical shaft when the threaded nut 10 is rotated.

12. t.j. otvírání a zavírání ventilu. Válcový dřík je svým rozšířeným koncem otočně uložen v matici 10.12. i.e., opening and closing the valve. The cylindrical shaft is rotatably supported in its nut 10 by its widened end.

Vyšroubováním matice 19 se pohyblivá těsnicí plocha oddálí od pevné těsnicí plochy 6, čímž se otevře uzavíraný průchod 20 a tím celý ventil. Opačným pohybem se ventil zavírá· Iři netěsnosti průchozího těsnění 11 je možno dotažením šroubu 4 zvýšit předpětí těsnění 11 a tím netěsnost odstranit.Unscrewing the nut 19 moves the movable sealing surface away from the fixed sealing surface 6, thereby opening the closed passage 20 and thus the entire valve. The valve closes by reverse movement. Even if the leak seal 11 is leaking, it is possible to tighten the screw 4 to increase the preload of the seal 11 and thereby eliminate the leak.

Ventil podle vynálezu lze využít všude tam, kde je nutno připojovat či odpojovat velmi vysoké tlaky zvláště při plnění dělicích chromátografických kolon pro kapalinovou chromatografii a všude tam, kde může dojít ke kontaminaci jedovatými či radioaktivními látkami.The valve according to the invention can be used wherever very high pressures need to be connected or disconnected, especially when filling liquid chromatographic separation columns and where contamination with toxic or radioactive substances may occur.

Claims

1 »A valve for very high pressures comprising a valve body and its lower part, an axially movable shaft passing through the seal and abutting the seal, characterized in that the movable sealing surface (5) is formed by a flat circular shape having a diameter less than three times the closed passage (20) and is equal to the diameter of the cylindrical shaft (4) at the point of its passage through the through-seal (11), the sealing surface (5) being cut as a plane perpendicular to the axis (8) of the cylindrical shaft (5).

Valve according to claim 1, characterized in that the through seal (11) is of conical shape and fits into the conical recess (15) of the body of the valve, wherein the apex angle (14) of the through seal (11) is less than or equal to the apex angle of the conical recess (15). ) ·

Valve according to claim 1, characterized in that the fixed sealing surface (6) is part of a cylindrical seal (25) comprising a closed passage (20) and located in cylindrical recesses formed both in the valve body and in the lower part of the valve. these parts, the valve body and the lower part of the valve meet together in a separating plane (7) which is parallel to the sealing surfaces (5 and 6);

Valve according to Claims 1, 2 and 4, characterized in that the through seal (11) is pressed by a screw (4) which is secured against rotation by a stiffening nut (9), the screw (4) comprising a groove (15), the tooth (12) formed on the cylindrical shaft (5) engages.

Valve according to Claims 1 to 4, characterized in that the cylindrical shaft (3) is rotatably mounted in a nut (10) which contacts the screw (4) in the thread (19) formed on the screw (4).