DK162613B - Ventilaggregat, apparat med ventilaggregatet, og fremgangsmaade til fremstilling af ventilaggregatet. - Google Patents

Description

DK 162613 B

Opfindelsen vedrører et ventilaggregat af den i indledningen til krav l angivne art, nærmere bestemt sanitærventiler med pakninger, der kan udskiftes i marken og kan renses på stedet.

5 Det har længe været kendt at udstyre lineært be vægede ventiler med forholdsvis bløde pakninger til indgreb med et ventilsæde for tilvejebringelse af en tæt lukning. I US patentskrift nr. 107.841 beskrives f.eks. et lag af gummi eller et andet elastisk materiale, pla-1 o ceret omkring et skråt eller krumt parti af et ventilelement. I US patentskrift nr. 1.538.126 beskrives anvendelsen af et kopformet leje af kobber i forbindelse med et ventilelements skrå flade. Kobberet, som er forholdsvis blødt, er i stand til nøje at tilpasse sig ven-15 tilsædets kontur. US patentskrifterne nr. 3.326.520, 3.445.089 og 3.531.086 viser karburatornåleventiler med spidser af gummi eller lignende materiale til indgreb med og lukning af ventilsædet i svømmerkammeret i en karburator.

20 Et fælles træk ved kendte ventilpakninger er, at det er vanskeligt at udskifte pakningerne i marken. Installation af en ny gummispids eller anden elastisk spids eller belægning kræver, at denne strækkes og trækkes hen over forholdsvis store udragende dele af ventil-25 elementet. I US patentskrift nr. 3.531.086 er yderligere vist som eksempel, at et afsnit af ventilelementet kan være bertlet, så det holder gummispidsen mere eller mindre permanent på plads. I andre kendte konstruktioner er det nødvendigt at opvarme pakningen for at trække den 30 ind på ventilelementet.

Med en konstruktion som vist US patentskrift nr. 1.538.126 er det nødvendigt mekanisk at adskille ventilelementerne i enkeltdele såsom splitter, møtrikker og skruer, for at fjerne pakningen. For at installere den 35 nye pakning må operationen foretages i omvendt orden.

Disse adskillelses- og samleoperationer tager tid og er ineffektive.

DK 162613 B

2 I FR offentliggørelsesskrift 2 225 667 beskrives et ventilaggregat omfattende en ventilspindel med et ventilhoved, som har en første, mindre, rundtgående ansats og en anden, større, rundtgående ansats, som er ak-5 sialt indbyrdes adskilt fra den første ansats. Mellem ansatserne har ventilhovedet form af en keglestub og er belagt med et deformerbart materiale, som i ventilaggregatets lukkestilling ligger tætnende an mod et tilsvarende udformet ventil seede. Tætningen omfatter en krave, 10 som kommer til anlæg mod et plant parti af ventilsædet, som på sin side er udformet med en ringformet vulst for at tilvejebringe tætning. Når ventilhovedet bevæges til lukkestilling, nænner de korresponderende udformede kegleformede partier sig hinanden for at udøve en bremse-15 virkning på fluidumstrømmen før de kommer til tætnende anlæg. Tætningskraven behøver derfor blot at komme til svagt anlæg mod det plane parti af ventilsædet, og en væsentlig del af fluidumtrykket modstås af den første ansats.

20 Som resultat af vanskelighederne med udskiftning af pakningen ved kendte indretninger er det normal praksis at udskifte både ventilelementet og pakningen som en enhed. Dette er uøkonomisk, da sædvanligvis kun pakningen kræver udskiftning.

25 Et yderligere problem ved de tidligere nævnte kendte ventilelementer og pakninger er, at de ikke er egnede til anvendelser, hvor fødevarer håndteres. Sanitære installationer kræver brug af ikke-korrosive materialer såsom rustfrit stål og visse syntetiske plast-30 typer. Yderligere bør udstyret være let at gøre rent, da rengøring er uproduktiv. For at det er let at gøre rent kræves, at der benyttes komponenter med et minimum antal sprækker, i hvilke fødevarepartikler kan sætte sig fast under driften. Desuden må aggregerede partikler være 35 lette at skylle ud under rengøringen. Ideelt burde maskineri incl. ventilelementer til håndtering af fødeva- 3

DK 1626 13 B

rer kunne renses uden behov for adskillelse og samling, dvs. det skulle være muligt at rense maskineriet med alle komponenter på plads. Kendte ventilelementer har sprækker, som kan indfange partikler af levnedsmidler, 5 og sprækkerne kan ikke rengøres uden arbejdskrævende adskillelse og samling.

Der er således behov for et sanitært ventilaggregat, som omfatter en pakning til tætning mod ventilsædet, og som kan udskiftes i marken, og som hurtigt og 10 effektivt kan rengøres på stedet.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes et ventilaggregat af den indledningsvis angivne art, der er ejendommelig ved, at tætningsorganerne udgøres af en pakning udført med en cirkulær ring indrettet til at passere den 15 første ansats og ligge an mod den anden ansats for at tilvejebringe tætning, og med flere fjedrende fingre, som strækker sig fra ringen i keglestubform og i uspændt tilstand ligger an mod den første, mindre ansats med deres frie ender for at holde pakningen på plads og hindre 20 adskillelse, idet fingrene er indrettet til i udbøjet tilstand at passere over den første ansats for at lette montagen.

For at danne en tæt lukning med ventilsædet er der i forbindelse med ventilspindlen tilvejebragt en 25 pakning af et forholdsvis blødt og elastisk materiale. Pakningen er udformet som en ring med et generelt rektangulært tværsnit. Ringen passer løst på en tilsvarende udvendig flade på ventilhovedet, som danner et sæde. Pakningen er fremstillet med et konisk parti, der stræk-30 ker sig fra den ene side af ringen. Det koniske parti har en indvendig flade, der svarer til ventilhovedets keglestubflade. Det koniske parti af pakningen har en yderflade, som generelt er parallel med den indvendige koniske flade, hvorved der dannes en hul keglestub. Pak-35 ningen holdes i aksialretningen fast på ventilhovedet mellem de to afsatser.

DK 162613 B

4

Por at tillade en let samling af pakningen og ventilelementet har det hule, keglestubformede parti af pakningen flere slidser. Slidserne strækker sig fra enden af det koniske parti af ringen med det rektangulære 5 tværsnit, hvorved der skabes flere elastiske fingre. For at samle pakningen med ventilelementet skubbes pakningen ind på ventilhovedets keglestubflade. Pakningens fingre bøjer sig, idet de passerer hen over den mindste ansats ved den spidse ende af ventilhovedets keglestubflade. I 10 det punkt, hvor paknings ringen støder op til afsatsen ved basisenden af ventilhovedets keglestubflade, har fingrene passeret den mindste ansats. Fingrene smækker så tilbage i deres udeformerede stilling og holder således pakningen fast mellem de to ansatser.

15 Opfindelsen vedrører også tilpasningen af den i marken udskiftelige pakning til hygiejniske eller sanitære anvendelser. Med henblik på dette er pakningen og ventilhovedet dimensioneret således, at pakningen passer løst på ventilhovedet, og kan bevæge sig i forhold til 20 dette både i aksial- og sideretningen. Når ventilhovedet med pakning er lukket mod ventilsædet, er pakningen presset fast mod ventilhovedet, så der skabes en tæt lukning. Når imidlertid ventilaggregatet er åbent, skabes der spillerum mellem de til hinanden svarende koni-25 ske flader og ansatser af pakningen og ventilhovedet.

Dette tillader, at et skyllefluidum kan skylles gennem spillerummene i den åbne ventil for at bortskylle levnedsmiddelpartikler, som har sat sig fast i delene under normal drift.

30 For at forstærke skyllevirkningen divergerer en udvendig rundtgående flade på ventilhovedet og den korresponderende indvendige flade af pakningsringen i samme retning som ventilhovedet og pakningens koniske flader.

Dette resulterer i en forøget ledningsevne af skylle-35 fluidets strømningsbane mellem pakningen og ventilhovedet. Som følge heraf kan ventilaggregatet rengøres på 5

DK 162613 B

stedet, hvilket eliminerer uproduktiv tid for adskillelse og samling.

I det følgende vil opfindelsen blive forklaret ved hjælp af udførelseseksempler og med henvisning til 5 tegningen, på hvilken fig. 1 er et sidebillede i delvis snit af en udførelsesform af et apparat til styring af et fluidum, omfattende det sanitære ventilaggregat ifølge opfindelsen, og figuren viser ventilaggregatet i sin åbnestil-10 ling, fig. 2 et sidebillede, delvis i snit, af ventilspindlen ifølge opfindelsen, fig. 3 en sanitær pakning ifølge opfindelsen set fra enden, 15 fig. 4 et snit langs linien 4-4 i fig. 3, fig. 5 et delvis snit af ventilhovedet og pakningen ifølge opfindelsen, vist i stillingen, hvor aggregatet ligger an mod ventilsædet, fig. 6 et delsnit svarende til fig. 5, men visen-20 de aggregatet i den åbne stilling, fig. 7 et snit svarende til fig. 4, men visende en modifikation af pakningen, fig. 8 et delvis snit af en ventilspindel svarende til fig. 2, men visende en modifikation af dette, 25 fig. 9 et delvis snit af det modificerede ventil- hovede med pakning i stillingen, hvor det er lukket mod et ventilsæde, og fig. 10 et delvis snit svarende til fig. 9, men visende aggregatet i sin åbne stilling og visende en 30 yderligere modifikation af pakningen.

I fig. 1 er vist en styreventil 1 for fluider ifølge opfindelsen. Ventilen er særlig anvendelig ved håndtering af væskeformige og viskøse levnedsmiddelprodukter. Det forstås dog imidlertid, at opfindelsen ikke 35 er begrænset til sanitære anvendelser.

Styreventilen 1 omfatter drivorganer 3 monteret på et dæksel 5. Den nederste ende af dækslet 5 er ·

DK 162613 B

6 aftagelig fastgjort til en ventilkrop 7 med porte 9 og 11. En konstruktion, som giver et eksempel på samling af en styreventils drivorganer, dæksel og ventilkrop, hvilken styreventil dog ikke udgør en del af op-5 findelsen, er beskrevet i US patentskrift nr. 3.110.471.

Dækslet 5 styrer ventilspindelen 13 i ventilaggregatet 15 ifølge opfindelsen. Drivorganet 3 bevæger aggregatet lineært i ventilspindlens længdeakse 16. I fig. 1 er ventilen vist i den åbne stilling, så 10 fluidum, der løber ind gennem porten 11, kan strømme ud af porten 9 i retningen vist ved pilen 17 henholdsvis 18.

I den foretrukne udførelsesform af opfindelsen omfatter aggregatet 15 en ventilspindel 21, vist i 15 fig. 2, og en pakning 23, vist i fig. 3 og 4. Pakningen er placeret på ventilaggregatet, som vist i fig. 5 og 6.

ventilspindlen 21 omfatter et ventilskaft 13 og et ventilhoved 25, vist i fig. 2. Ventilskaftet 13 20 har en rille 27 til et konventionelt ikke-vist tætningselement. Ventilskaftets ende 29 er ikke en del af opfindelsen; den er bearbejdet, så den kan optage kendte, i fig. 1 ikke-viste midler til fastgørelse på drivorganerne 3.

25 I den viste udførelses form er ventilhovedet 25 fremstillet med en keglestubflade 31, hvis akse falder sammen med ventilskaftet 13's akse 16, som vist i fig. 2. Den koniske flade udføres fortrinsvis med en keglevinkel på 45°. Fladen 31's spidse ende afsluttes 30 med en cylindrisk flade 33. For at fastholde pakningen 23 mod bevægelse i én retning på ventilelementet, strækker en ansats 35 sig ud til siden fra den cylindriske flade 33. Ansatsen 35's flade 37 er fortrinsvis ikke vinkelret på ventilaksen; den hælder snarere 35 omkring 10° i samme generelle retning som fladen 31. Ansatsen 35 har også en udvendig rejfning 39. Kegle-

DK 162613 B

7 fladen 31's basisende afsluttes med en udvendig rundt-gående flade 41. Det er et træk ved opfindelsen, at fladen 41 ikke er cylindrisk, men at den snarere spidser til omkring 5° i fladen 31's generelle ret-5 ning. Virkningen af den skrå flade 37, rejfningen 39 og den skrå flade 41 vil blive forklaret nedenfor. For at samvirke med ansatsen 35 til fastholdelse af pakningen på ventilspindlen og for at understøtte pakningen, når den presses mod ventilsædet 19, strækker en 10 ansats 43 med en flade 44, der generelt står vinkelret på ventilaksen sig ud til siden fra den skrå flade 41.

For at tilpasse anvendelsen af opfindelsen til sanitære formål er materialevalget kritisk. Et foretruk-15 ket materiale for ventilen er rustfrit stål, såsom rustfri stål 316.

Ventilen 1 har yderligere ifølge opfindelsen en udskiftelig pakning 23, vist i fig. 3 og 4, hvilken pakning kan udskiftes i marken. Et velegnet materiale 20 til sanitære formål er TFE plast. Elastomerpakninger med større hårdhed vil også være egnede. Pakningen er konstrueret med en ring med et hovedsagelig rektangulært tværsnit. Den indvendige ringflade 46 er skrå, så den svarer til ventilhovedet 41. For at indgribe med og 25 tilvejebringe en tæt lukning med det koniske ventilsæde 19 har pakningsringen en udvendig rejfning 47.

Pakningen 23 er udformet med et hult keglestub-formet parti 49, som strækker sig fra den ene side af ringen 45. Partiet 49 begrænses af generelt paral-30 lelle ydre og indre flader 51 henholdsvis 53. Den indvendige flade 53 svarer til ventilhovedets koniske flade 31. Pakningens keglestubparti afsluttes ved den udvendige ende med en cylindrisk flade 55, der svarer til ventilhovedets flade 33.

35 For at tillade hurtig og økonomisk udskiftning i marken af pakningen 23 har keglestubpartiet 49 fle-

DK 162613 B

8 re slidser 57. Slidserne strækker sig fra fladen 55 til ringen 45 og danner således et cirkulært bånd af elastiske fingre 59. For at tilvejebringe en yderligere fastholdelse af pakningen på ventilhovedet 25 er 5 fingrene 59’s yderender fremstillet med skrå låseflader 61. Låsefladerne 61 svarer til ventilhovedets skrå flade 37.

For at samle pakningen 23 med ventilspindlen 21 indføres ventilhovedet 25 manuelt gennem paknings-10 ringen 45, indtil ventilhovedets rejfning 39 rammer fingrenes indvendige flader 53. Derefter bøjer fingrene 59 sig udad, idet de passerer over ansatsen 35 langs rejfningen 39, efterhånden som pakningen skubbes til yderligere indgreb med ventilspindlen. Når ringfla-15 den 62 ligger fuldstændig an mod ansatsens overflade 44, smækker fingrene tilbage i udeformeret stilling. Pakningen er nu permanent fastgjort mellem ansatserne 35 og 43. Finger fladerne 61 samvirker med fladen 37 på ventilhovedet for at hjælpe med til at forhindre 20 fingrene i at åbne sig.

En pakning kan således let udskiftes i marken.

Med en kniv skæres den gamle pakning fri af ventilspindlen, og en ny pakning påsættes det originale ventilhoved uden anvendelse af specialværktøj og med et minimum af 25 udgifter og ulemper.

Som vist i fig. 5 danner pakningen 23 og især dennes rejfning 47, når aggregatet er i lukket stilling, et lukke med det koniske ventilsæde 19. I denne tilstand er pakningen presset fast mod ventilhovedet 25 30 langs samvirkende par af flader 41, 46; 44, 62 og 31, 53. Som følge af dette blokeres fluidumstrømmen indikeret ved pilen 171.

Opfindelsen vedrører også rensning på stedet af aggregatet 15. Dette opnås ved at dimensionere ventil-35 hovedet 25 og pakningen 23 således, at pakningen, når ventilen er i åben stilling, passer løst på ventil-

DK 162613 B

9 hovedet. Som vist i fig. 6, er pakningen i stand til at udføre både aksial- og sidebevægelse i forhold til ventilhovedet, fordi afstanden mellem de fastholdende ansatser 35 og 43 er en smule større end pakningens 5 længde. De dannede spillerum mellem pakningen og ventilhovedet tilvejebringer for skyllefluidet, der skylles gennem den åbne styreventil 1, en bane, som indikeret med pile 63. Pilene 65 og 67 indikerer banen for skyllefluidum, som skylles gennem slidserne 57 i pak-10 ningen og mellem ringen 45 og ventilhovedet. De skrå flader 41, 46 forøger ledeevnen for vaskefluidets strømningsbane mellem ringen og ventilhovedet. Eventuelle levnedsmiddelpartikler, som er blevet haengende ved aggregatet under normal drift, vil således kunne blive 15 fjernet uden uproduktive adskillelser og samlinger af styreapparatet eller ventilaggregatet.

Pig. 7-9 illustrerer et vent il aggregat 69 omfattende en modificeret ventilspindel 71, en pakning 73 og et ventilsæde 75. Pakningen 73 er udformet 20 som en i fig. 9 vist ring 74 med et generelt rektangulært tværsnit, og den har en større udvendig diameter end den tidligere beskrevne pakning; pakningen 73 kontakter et plant horisontalt ventilsæde 75 langs en plan horisontal flade 77 og eliminerer således behovet 25 for en skrå tætnings flade på pakningen og ventilsædet.

Por at sætte ventilspindlen 71 i stand til at funktionere med samme lineære slag som ventilspindlen 21, samtidig med at der benyttes samme tykkelse af pakningsringen som ved ringen 45, er ventilsædets flade 75 30 bearbejdet, så den ligger dybere end i den forud beskrevne udførelsesform. Ansatsen 79 strækker sig ud i sideretningen fra ventilelementet 71 med en størrelse, der svarer til diameteren af paknings ringen 74.

Pig. 10 viser en yderligere modifikation af ag-35 gregatet ifølge opfindelsen. Aggregatet 81 omfatter en ventilspindel 83 med en ansats 85, der strækker sig

Claims (11)

10 PATENTKRAV;

1. Ventilaggregat omfattende en ventilspindel (21; 71; 83) med et ventilhovede (25), som har en første, mindre, rundtgående ansats (35) og en anden, større, rundtgående ansats (43; 79; 85) aksialt indbyrdes 15 adskilt fra den første ansats, og tætningsorganer mellem ansatserne, kendetegnet ved, at tætningsorganerne udgøres af en pakning (23; 73; 89) udført med en cirkulær ring (45; 74; 87) indrettet til at passere den første ansats (35) og ligge an mod den anden ansats (43; 20 79; 85) for at tilvejebringe tætning, og med flere fjedrende fingre (59), som strækker sig fra ringen (45; 74; 87. i keglestubform og i uspændt tilstand ligger an mod den første, mindre ansats (35) med deres frie ender for at holde pakningen på plads og hindre adskillelse, idet 25 fingrene (59) er indrettet til i udbøjet tilstand at passere over den første ansats (35) for at lette montagen.

2. Ventilaggregat ifølge krav i, kende tegnet ved, at ventilhovedet (25) mellem ansatser- 30 ne (35; 43) har en keglestubflade (31), og at pakningens fingre (59) stort set er parallelle med denne flade.

3. Ventilaggregat ifølge krav 2, kende tegnet ved, at den første ansats (35), der strækker sig i sideretningen, har en flade (37), som skråner 35 udad stort set i retning mod den fastholdte pakning, og at pakningens fingre (59) har dermed samvirkende skrå DK 162613 B endeflader (61), der hjælper med til at forhindre adskillelse. 4. ventilaggregat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den fastholdte pakning (23) passer 5 løst på ventilhovedet (25), såvel i aksial- som i sideretningen.

5. Ventilaggregat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at.ventilhovedets (25) keglestubflades (31) basis ender i en yderflade (41), som spidser til i 10 samme generelle retning som keglestubfladen, og at den cirkulære ring (45) har en indvendig, tilspidsende flade (46), der samvirker med den nævnte yderflade (41).

6. Apparat til styring af fluider omfattende et hus med tilgangs- og afgangsporte (9, 11) og et ventil- 15 sæde, (19; 75; 90), kendetegnet ved, at det omfatter et ventilaggragat ifølge ethvert af de foregående krav, og at ventilaggregatet er indrettet til at aktiveres af på huset monterede drivorganer (3) til lineær bevægelse af ventilspindlen (21) og pakningen (23; 20 73; 89) til tæt indgreb med og frigørelse fra ventilsæ det (19; 75; 90), så fluidumgennemstrømningen gennem ap-paratet vil være blokeret eller fri.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ventilsædet (19) er koniskt, og at pakningen 25 (23) har en skrå flade (47) til tæt indgreb med ventil sædet.

8. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ventilsædet (75) er plant, og at pakningen (23) har en plan flade (77) til tæt indgreb med ventilsædet.

9. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ventilsædet (90) er plant, og at pakningen (89) har en tætningsvulst (93) til tæt indgreb med ventilsædet.

10. Apparat ifølge krav 6-9, kendeteg- 35 net ved, at pakningen (23; 73; 89) passer løst på ventilhovedet (25) i aksialretningen og i sideretningen, DK 162613 B så der dannes spillerum mellem pakningen og ventilhovedet, når pakningen ikke er i indgreb med ventilsædet, således at gennemskylning af apparatet medfører, at skyllefluidet strømmer gennem spillerummene mellem pak-5 ningen og ventilhovedet, så disse renses på stedet.

11. Fremgangsmåde til fremstilling af et ventilaggregat omfattende en pakning og en ventilspindel med et ventilhovede (25), som har en første og en anden rundtgående ansats til mellem sig at holde pakningen, 10 hvilke ansatser aksialt er indbyrdes adskilte, kendetegnet ved, at pakningen (23; 73; 89), som har en cirkulær ring (45; 74; 87), som kan passere den første ansats (35) og ligge an mod den anden ansats (43; 79; 85) for at tilvejebringe tætning, og som også har 15 flere fjedrende fingre (59), som strækker sig fra ringen i keglestubform og er indrettet til at bøjes ud fra en uspændt tilstand, hvor de ligger an mod den første ansats (35) med deres frie ender, til en udbøjet tilstand hvor de føres over den første ansats, skydes ind på ven-20 tilhovedet (25) ved, at ringen føres over den første ansats (35) mod den anden ansats (43; 79; 85) indtil fingrene (59), efter at have været bøjet ud af den første ansats og have passeret denne, går tilbage til uspændt tilstand og kommer i indgreb med den første ansats.