DK166971B1 - Differenstryk-styreventil - Google Patents

Description

i DK 166971 B1

Opfindelsen angår en differenstryk-styreventil til at muliggøre styringen af et fluidkredsløb således, at der holdes en på forhånd fastlagt trykdifferens mellem det indgående fluids tryk og det afgående fluids tryk, med et 5 således forbundet lavtrykskammer, at det optager det afgående fluid, et således forbundet højtrykskammer, at det optager det indgående fluid, og en styreventil til temporært at forbinde højtrykskamret og lavtrykskamret for at indstille trykdifferensen.

10

Anvendelsen af en sådan differenstryk-styreventil er beskrevet i EP-B1 0 075 288. I dette system er der tre forskellige ventiler for at holde et differenstryk til regulering af trykkets størrelse og om nødvendigt at slippe 15 fluidet ud af en manifold. Hed dette differenstryk-styre-system har der imidlertid vist sig at være problemer, idet brugeren er i stand til at regulere trykdifferensen og derved hindre, at det, der tilsigtes med systemet, kommer til udførelse. Dette kendte system virker desuden 20 ikke driftsikkert, når der opstår en fejlfunktion, som bevirker, at trykket i manifolden og dermed i diffe-renstryk-styreventilens nedre trykafsnit øges.

Det er formålet med opfindelsen at forbedre ovennævnte 25 kendte differenstryk-styreventil således, at ventilen er i stand til at fastholde den forudbestemte trykdifferens og tillade lavtrykssiden at blive forbundet med atmosfæren til at begynde med.

30 Det nye og ejendommelige, hvorved dette opnås består ifølge opfindelsen ved, at et stempelarrangement i lavtryks- og højtrykskammeret bærer en membran, som adskiller de to kamre, at stempelarrangementet har en større flade på lavtrykssiden end på højtrykssiden, og at et 35 trykforsinkelsesorgan er anbragt mellem en tilgangsfluidkanal og styreventilen.

DK 166971 B1 2

Differenstryk-styrevervtilen ifølge opfindelsen har et automatisk virkende system til at tilvejebringe et på forhånd fastlagt tryk i ventilens lavtrykskammer med en tidsforsinkelse, der tillader, at andre funktioner kan 5 finde sted i dette tidsrum.

Differenstryk-styreventilen ifølge opfindelsen omfatter desuden organer til at afbryde forbindelsen til ventilens udblæsningsdel, når de tilsigtede driftsbetingelser er 10 opnået og til atter at oprette denne forbindelse, hvis svigt i arbejdsprocessen andet steds i anlægget bevirker, at trykket stiger i lavtrykskammeret, således at trykforøgelsen kan blive afblæst til atmosfæren.

15 Opfindelsen forklares nedenfor, idet der beskrives en fo-retrukken eksempelvis udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser skematisk et anlæg ifølge opfindelsen til 20 vulkanisering af dæk, fig. 2 et tværsnit langs linien 2-2 i fig. 1 af et i det i fig. 1 viste anlæg monteret dækarrangement, 25 fig. 3 et brudstykke, der viser det i fig. 2 indcirklede område af dækarrangementet, hvor man ser, hvorledes et hylster indgriber med en rille i dækket under påvirkning af trykforskellen, som styres af differenstryk-styreventilen, og 30 fig. 4 et tværsnit gennem en foretrukken udførelsesform for en differenstryk-styreventil ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser et dækvulkaniseringsanlæg, som omfatter en 35 autoklave eller trykbeholder, der i sin helhed er angivet med henvisningstallet 10, og som er indrettet til gennem en afskærmning 12 at kunne optage et antal dækarrangemen- DK 166971 B1 3 ter 14 til vulkanisering- Det indre af denne beholder kan via en hovedtrykledning 18 sættes under tryk af en fluid-trykkilde 16 med luft, vand, damp eller en blanding af damp og luft. Trykmediet bliver opvarmet enten før eller 5 efter, det bliver indført i beholderen, ved hjælp af et opvarmningsorgan 19, som er placeret i beholderen 10. Trykket i hovedtryksledningen 18 kan f. eks. være 8,1 bar. Ledningen 18 er forbundet med en reguleringsventil 20, der lader trykket stige til 10,5 bar, hvorefter den 10 lukker. En ledning 21 fører fluidet fra ventilen 20 til en dækoppumpningsmanifold 23. Fra denne manifold 23 strømmer fluidet videre gennem en dækoppumpningsledning 25, hvorved vulkaniseringsslangen 26 i dækket bliver pumpet op til et tryk, der er fastlagt til 8,1 bar. En tryk-15 beholderfødeledning 27 er forbundet med ledningen 21 mel lem ventilen 20 og manifolden 23. Denne ledning 27 er forbundet med en differenstryk-reguleringsventil 31, som åbner, når trykket i ledningen 27 er 2,1 bar højere end trykket i strømretningen efter ventilen 31. En ledning 32 20 forbinder ventilen 31 med en trykreguleringsventil 34, som lukker, når trykket i ledningen 32 når 6,0 bar. En ledning 35 forbinder ventilen 34 med trykbeholderen 10.

Hvert dækarrangement 14 omfatter, som det bedst ses i 25 fig. 3, en karkasse 40, en forvulkaniseret slidbane 42 og et lag gummibaseret bindemiddel 44 - undertiden omtalt som støddæmningsgummi - mellem slidbanens 42's overside og karkassen 40. Et fleksibelt fluidtæt organ 46 - undertiden omtalt som et hylster - og som f. eks. er fremstil-30 let af gummi, er trykket hen over den forvulkaniserede slidbane 42. Ved den i fig. 2 viste udførelsesform ses, * hvorledes dette organ 46 er holdt i tætnende anlæg mod karkassen 40's sidevægge ved områderne 47, og hvorledes karkassen bliver pumpet op, som det f. eks. er beskrevet 35 i patent skriftet EP-B1 0 075 188. En karkasse 40 er monteret på en fælg 49 med hjulflanger 51 anbragt på fælgen. Hylsterorganet 46 er anbragt mellem disse flanger DK 166971 B1 4 og karkassen 40. Trykket i vulkaniseringsslangen 26 tvinger hylsteret 46 ind i tætnende berøring med karkassen 40 i områderne 47. Det fleksible hylsterorgan 46 er forsynet med et armatur 54, som forbinder rummet 56 mellem hylste-5 ret 46 og slidbanen 42 med en ledning 58. Denne ledning 58 er, som vist i fig. 1, ført ud gennem trykbeholderen 10 og forbundet med en hylstermanifold 60. Et sted langs ledningen 58 er denne forsynet med en ventil 62. Denne ventil har tre positioner. Den kan være lukket, den kan 10 være åben ind mod hylstermanifolden, eller den kan være åben ud mod atmosfæren.

Det viste anlægs hovedfunktion er naturligvis at presse slidbanen 42 ind mod karkassen 40 ved hjælp af fluidet i 15 beholderen 10 og samtidigt at opvarme klæbematerialet eller støddæmpningsgummiet 44 til en temperatur, hvor det bliver vulkaniseret og herved fastgør slidbanen til karkassen. En ledning 64 forbinder trykbeholderen med en differenstryk-styreventil 100. Den samlede funktion af 20 denne ventil forklares nærmere nedenfor. Højtrykket, som er tilsluttet differenstryk-styreventilen 100 via trykledningen 64, overføres gennem ventilen 100 til en trykledning 71, som er forbundet med hylstermanifolden 60. Trykket i denne hylstermanifold 60 overføres gennem ven-25 tilen 62 via ledningen 58 til hylsteret 46-

Formålet med styreventilen 100 er at påføre rummet 56 mellem hylsteret 46 og den forvulkaniserede slidbane 42 et tryk under vulkaniseringsprocessen. Differenstryk-sty-30 reventilen 100 omfatter to hovedkomponenter. Disse er topdækslet 102 og bunddækslet 104 (fig. 4). Disse to dele ^ er fastgjort til hinanden på kendt måde ved hjælp af dækselskruer, som ikke er vist i figuren. Et stempelarrangement 106 er placeret mellem topdækslet 102 og bunddækslet 35 104. Dette stempelarrangement har en stempelplade 108 og en stempeldel 110, som er forbundet med hinanden med forbindelsesskruer 111. En membran 112 er anbragt mellem DK 166971 B1 5 stempelpladen og stempeldelen. Membranen strækker sig udefter og er anbragt som pakning mellem topdækslet 102 og bunddækslet 104.

5 Topdækslet 102 har et styrekammer 114, der forløber gennem dækslets midterdel. En tilgangsmøtrik 116, som forneden er forsynet med et tilgangssæde 117, er skruet ind i styrekammeret 114's øverste ende. Tilgangsmøtrikken er forbundet med trykledningen 64 og modtager trykket fra 10 denne ledning. En tilgangskanal 118 forløber fra tilgangsmøtrikken 116 til bunden af topdækslet 102 og udmunder i et højtrykskammer 120. Styrekammeret 114 har ved sin nederste ende et styresæde 122. Et kugle-fjederarrangement er anbragt mellem tilgangssædet 117 og styresædet 15 122. Dette kugle-fjederarrangement omfatter et trykfje derorgan 123, en tilgangskugle 124 og en styrekugle 125. Fjederen 123 presser tilgangskuglen 124 ind i tæt berøring med tilgangssædet 117, og styrekuglen 125 ind i tæt . berøring med styresædet 122.

20

Stempelarrangementet har en åbning 127, som optager en kugleaktiveringstap 129, som er ført gennem åbningen 127 op i bunden af styrekammeret 114. Denne kugleaktiverings-tap 129 har langs en del af sin omkreds en affasning, så-25 ledes at der dannes en gennemløbskanal 131, der forbinder styrekammeret 114 med et nedre trykkammer 133, som udgør en del af topdækslet 102. Det nedre trykkammer 133 er forbundet med en udgangskanal 135, som forløber fra topdækslet 102 gennem bunddækslet 104 til et bunddækselkam-30 mer 137.

I bunddækslet 104's bunddækselkammer er der indskruet en bundprop 138, som danner et første sæde 139 for en hyl- sterkugle 140. Bunddækselkammeret 137 er forbundet med en 35 udblæsningskammer 142 og en hylsterafgangsåbning 144. Ud blæsningskammeret 142 har foroven en åbning til optagelse af stempelarrangementet 106's stempeldel 110. Denne stem- DK 166971 B1 6 peldel 110 er forsynet med en pakningsring 145, der tjener som tætning mellem højtrykskammeret 120 og udblæs-ningskammerete 142. Fra udblæsningskammeret er der ført udblæsningskanaler 146 ud til den atmosfæriske luft uden 5 for differenstryk-styreventilen. Hylsterafgangsåbningen 144 er forbundet med trykledningen 71, som igen er forbundet med hylstermanifolden 60. I den øverste ende af bunddækselkammeret er der i udblæsningskammeret 142 indrettet et udblæsningssæde 147.

10 Når trykbeholderen 10 er i funktion for at vulkanisere dæk, er det hensigtsmæssigt, at der i beholderen findes et tryk, som presser på dækarrangementet 14's hylsterorgan 46. Dette medvirker til at drive uønsket luft mellem 15 den forvulkaniserede slidbane 42 og dækkarkassen 40 ud.

Når trykket i beholderen 10 ved operationens begyndelse har haft tilstrækkelig tid til at påvirke hylsteret 46 og drive resterende luft ud, er anlægget klar til at modtage tryk i rummet 56. Dette sker ved hjælp af fjederarrange-20 mentet og hylsterkuglen 140, således som det nærmere vil blive forklaret nedenfor.

Når trykket i beholderen 10 begynder at bygge op, vil det blive overført via ledningen 64 til tilgangsmøtrikken 25 116. Dette tryk vil blive ført videre til højtrykskamme ret 120 via tilgangskanalen 118. Da trykket til at begynde med påvirker undersiden af stempelpladen 108, vil stempélarrangementet 106 blive ført op til en øvre stilling. Kugleaktiveringstappen 129 vil da berøre styrekug-30 len 125. Så snart, der er tilstrækkelig tryk i højtrykskammeret 120 til at overvinde fjederen 123's fjederkraft, vil styrekuglen 125 blive løftet fra styresædet 122. På dette tidspunkt er tilgangskuglen 124 i tætnende berøring med tilgangssædet 117. Når trykket, der via tilgangsmø-35 trikken 116 virker på tilgangskuglen 124, når ca. 0,7 -0,8 bar, vil tilgangskuglen 124 blive løftet fra tilgangssædet 117, således at luft kan passere ind i styre- DK 166971 B1 7 kammeret 114 og forbi styrekuglen 125 ned i lavtrykskammeret 133 via gennemløbskanalen 131. Dette tryk vil påvirke oversiden af stempelpladen 108. Stempelpladens nedre og øvre overfladearealer kan være tildannet i forskel-5 lige forhold med henblik på at forudbestemme trykforskellen mellem differenstryk-styreventilen 100's til- og afgangstryk. For at differenstryk-styreventilen 100 skal være i balance, kræves der et differenstryk, som er 10,5 - 11,9 bar større på stempelpladen 108’s højtrykskammer-10 siden end på stempelpladen 108's lavtrykskammerside. Når trykket når lavtrykskammeret 133, vil det blive ført gennem udgangskanalen 135 og forbi hylsterkuglen 140, som er i sin første stilling, der er vist med stiplet streg. I denne første stilling er hylsterkuglen 140 i berøring med 15 det første sæde 139. Mellem udgangskanalen 135 og hylsterkuglen 140 er der et mellemrum som tillader at luft kan passere forbi kuglen ind i udblæsningskammeret 142 og ud gennem udblæsningskanalerne 146 til den atmosfæriske, luft. Luft, som presses ud af dækarrangementet 14, passe-20 rer gennem ledningen 71 til hylsterafgangsåbningen 144 og herfra videre til udblæsningskammeret 142 og ud gennem udblæsningskanalerne 146. Dette fortsætter indtil trykket i udgangskanalen 135 når ca. 1,8 - 2,1 bar. Hastigheden af den luft, som strømmer hen over hylsterkuglen 140, be-25 virker, at denne kugle bliver ført op til dens øvre position og til anlæg i tætnende berøring med udblæsningssædet 147, således at udblæsningskammeret 142 og udblæsningskanalerne 146 lukkes helt af for tryk. Trykket fra udgangskanalen 135 vil da blive ført gennem bunddæksel-30 kammeret 137 og videre gennem hylsterafgangsåbningen 144 til hylstermanifolden.

Når trykket i trykbeholderen 104er kommet op på 6,0 bar, vil trykreguleringsventilen 34 lukke, og trykket i tryk-35 beholderen holde sig på 6,0 bar. På dette tidspunkt er trykket i højtrykskammeret 120 6,0 bar, og når trykket i lavtrykskammeret når op på 4,9 bar, vil stempelarrange- 8 DK 166971 B1 mentet 106 være i balance. Samtidig vil fjederen 123 presse styrekuglen 125 ind i tætnende berørring med styresædet 122, således at der ikke kan overføres yderligere tryk gennem ledningen 64 til lavtrykskammeret. Trykket i 5 dette lavtrykskammer 133 vil blive overført gennem udgangskanalen 135 til bunddækselkammeret 137 og holde hylsterkuglen 140 i en tætnende position mod udblæsningssædet 147, og anlægget er nu bragt i en stabil tilstand.

10 Skulle der af én eller anden grund opstå en mindre lækage i hylstret 46, vil det herved opståede trykoverskud blive ført tilbage til hylstermanifolden 60 og videre gennem ledningen 71 til hylsterafgangsåbningen 144 og øge trykket i bunddækselkammeret 137, således at trykket i ud-15 gangskanalen 135 og lavtrykskammeret 133 stiger. Stempel-arrangementet 106 vil da blive ført nedefter p.g.a. den manglende balance mellem trykkene i højtrykskammeret 120 og lavtrykskammeret 133. Herved kommer en kugleaktivator 148 i berøring med hylsterkuglen 140, som den flytter fra 20 udblæsningssædet 147, således at trykoverskuddet kan afblæses gennem udblæsningskammeret 142 og udblæsningskanalerne 146, indtil det på forhånd fastlagte differenstryk er genetableret.

25 Sålænge lækagerne er små, kan de opståede trykforøgelser automatisk afblæses ved hjælp af dette arrangement. Er lækagerne store kan operatøren høre en fløjtende lyd fra luftudstrømningen gennem udblæsningskanalerne 146. Operatøren kan ved at kontrollere hver enkelt af ventilerne 62 30 finde ud af, hvilket af dækarrangementerne 14, der er årsag til problemet. Når det pågældende dækarrangement 1.4 er fundet, kan ventilen 62 åbnes ud til den atmosfæri.. ce luft, således at de andre dækarrangementer ikke udsættes for at blive ødelagt.

Der er ovenfor beskrevet og på tegningen vist en fore-trukken udførelsesform for en differenstryk-styreventil 35 5 DK 166971 B1 9 ifølge opfindelsen. Det er imidlertid for en fagmand klart, at der kan tænkes mange andre udførelsesformer for denne ventil ifølge opfindelsen.

10 15 20 25 30 35

Claims (6)

1. Differenstryk-styreventil (100) til at muliggøre sty-5 ringen af et fluidkredsløb således, at der holdes en på forhånd fastlagt trykdifferens mellem det indgående fluids tryk og det afgående fluids tryk, med et således forbundet lavtrykskammer (133), at det optager det afgående fluid, et således forbundet højtrykskammer (120), 10 at det optager det indgående fluid, og en styreventil (122, 125) til temporært at forbinde højtrykskamret (120) og lavtrykskamret (133) for at indstille trykdifferensen, kendetegnet ved, at et stempelarrangement (106) i lavtryks- og højtrykskammeret (133, 120) bæ-15 rer en membran (112), som adskiller de to kamre (120, 133), at stempelarrangementet (106) har en større flade på lavtrykssiden end på højtrykssiden, og at et trykforsinkelsesorgan (117, 123, 124) er anbragt mellem en tilgangsfluidkanal og styreventilen (122, 125). 20

2. Differenstryk-styreventil (100) ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trykforsinkelsesorganet er anbragt i et styrekammer (114) og omfatter en tilgangskugle (124) foran et tilgangssæde (117) og en trykfjeder (123), 25 som virker på indgangskuglen (124) og tvinger den ind mod dens sæde (117).

3. Differenstryk-styreventil (100) ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den omfatter en styrekugle (125) 30 og et styresæde (122), at stempelarrangementet (106) har en kugleaktiveringstap (129) til at virke således på styrekuglen (125), at denne løftes fra styresædet (122), når lavtrykskamret (133) har et tryk, som er mindre end den forudbestemte trykdifferens, at styreventilen (122, 125) 35 er anbragt i styrekamret (114), og at trykfjederen (123) også virker på styrekuglen (125). DK 166971 B1 11

4. Differenstryk-styreventil (100) ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at membranen (112) langs sit ydre randområde befinder sig i tætnende berøring med et topdasksel (102), som indeholder overtrykskamret (133), 5 og et bunddasksel (104), som indeholder højtrykskamret, og at membranen (112) ved sit midterområde ér fast forbundet med stempelarrangementet (106).

5. Differenstryk-styreventil (100) ifølge et eller flere 10 af kravene 1-4, kendetegnet ved, at lavtrykskamret (133) er forbundet med et bunddækselkammer (137) med en afgangsåbning (144) til nyttiggørelse af lavtrykket, et udblæsningssæde (147), som adskiller kamret (137) i bunddækslet fra et udblæsningskammer (142) med udblæs- 15 ningskanaler (146), der forbinder kamret (142) med atmosfæren, og en hylsterventilkugle (140), som i en første stilling hviler mod et første sæde (139), og som befinder sig i tætnende berøring med udblæsningssædet (147), når stempelarrangementet (106) er i balance. 20

6. Differenstryk-styreventil (100) ifølge krav 5, kendetegnet ved, at stempelarrangementet (106) har et kugleaktiveringsorgan (148), som tjener til at påvirke hylsterventilkuglen (140) og løfte den fra udblæsnings- 25 sædet (147), når lavtrykskamret (133) har et tryk, som er større end den forudbestemte trykdifferens. 30 35