FI100125B - Läppäventtiili - Google Patents

Description

100125 Läppäventtiili Tämä keksintö koskee läppäventtiiliä (ns. perhosventtiiii), joka käsittää läpime-noaukolla varustetun pesän; läpimenoaukkoon asennetun kuiistusläpän, joka läpi— menoaukko on avattavissa tai suljettavissa kuristusläppää kääntämällä pesään yhdistetyn ja kuristusläppään nähden epäkeskisesti sijoitetun akselin ympäri siten, että kuristusläpän ulkokehän kosketuspinnan ja pesän läpimenoaukkoon asennetun is-tukkarenkaan tiivistyspinnan välinen kosketus johtaa läpimenoaukon sulkemiseen.

Kuvissa 13 ja 14 on esitetty läppäventtiilin rakenne, jolloin kuva 13 on etukuvanto ja kuva 14 on leikkauskuvanto X-X kuvasta 13, ts. kuvan 13 vaakasuunnassa.

Yleisesti ottaen, kuvassa 13 ja 14 esitetyn kaltainen läppäventtiili avaa tai sulkee esim. putkeen asennetun rengasmaisen pesän 1 läpi menevän aukon 4. Sen vuoksi pesään 1 on asennettu kohtisuorassa putken akseliin 10 nähden rakenteeltaan kak-soisepäkeskinen akseli 2, johon on kiinnitetty kuristusläppä 3, jolloin kuristusläpälle voidaan akselia 2 kiertämällä aikaansaada kääntyvä tai kiertyvä kuristusliike.

Läpi menevän aukon 4 kehälle on sijoitettu istukkarengas 5, joka on kiinnitetty paikalleen pesään muodostetulla sovitusuralla 6 ja istukan kiinnitysrenkaalla 7, kuten kuvasta 14 nähdään. Istukkarenkaan S sisäkehän ja kuristusläpäm 3 ulkokehän väliin muodostuu kontaktilinja tai kontaktipinta 8, ja kuristusläpän 3 ulkokehä on muotoiltu . poikkileikkaukseltaan ympyräkaareksi, jolla on pieni kartiokkuus, kuten kuvassa IS

on esitetty, joka muodostaa geometrisen ympyräuran 9, jonka säde on Rl, ja joka ulottuu keskipisteenä olevan pisteen O ympärillä, jolloin ympyräkaaren ympyräura 9 leikkaa putken akselin tai kuristusläpän 3 keskiviivan 10.

Kuristusläpän 3 kontaktipinnan 8 muoto ei ole rajoitettu kuvassa 15 esitettyyn esimerkkiin. Se voi olla muodoltaan myös täydellinen ympyräkartio, jolla on suora kontaktipinta 8, kuten kuvassa 16 on esitetty, tai kartiomainen elementti, jonka poikkileikkauksen ympyräkaaren säde R2 on pieni 2 100125 siten, että näin muodostuva ympyräura 9 ei leikkaa keskiviivaa 10, kuten kuvassa 17 on esitetty.

Vaikka seuraavassa varsinaisesti kuvataan kuvan 15 esimerkkiä, kuvausta voidaan vastaavalla tavalla soveltaa myös kuvien 16 ja 17 mukaisiin esimerkkeihin.

Akselin 2 nk. kaksoisepäkeskinen rakenne määritellään rakenteeksi, jossa akselilla 2 on ensimmäinen epäkeskisyys epäkeskisyysviivan 11a mukaisesti, joka ulottuu yhdensuuntaisesti kuristusläpän 3 keskikontaktipinnan 11 kanssa ja välin dl päässä siitä (primaarinen epäkeskisyys), ja toinen epäkeskisyys epäkeskisyysakselin 10a mukaisesti, joka ulottuu yhdensuuntaisesti putken akselin tai keskiviivan 10, joka kulkee pisteen 0 kautta, kanssa ja välin d2 päässä siitä (sekundaarinen epäkeskisyys). Kuten kuvassa 14 on esitetty, keskiviiva 10 ja epäkeskisyysviiva 11a leikkaavat toisensa pisteessä 0, kun taas epäkeskisyysakseli 10a ja kontaktipinta 11 leikkaavat toisensa kohdissa C tai vastaavasti D.

Vaikka seuraavassa kuvataankin tapausta, jossa akselin 2 keskipisteellä on kaksoisepäkeskinen rakenne, kuvausta voidaan soveltaa myös nk. yksinkertaiseen epäkeskiseen rakenteeseen, jolla on vain yksi epäkeskisyys etäisyyden dl ‘ mukaisesti (primaarinen epäkeskisyys), jolloin sekundaari nen epäkeskisyys on jätetty pois käyttämällä erikoistapausta, jossa d2 = 0.

Kun akseli 2, jolla on edellä mainittu kaksoisepäkeskisyys, kiertyy tai kääntyy, kuristusläpän 3 kontaktipisteet A ja B liikkuvat ja kiertyvät pitkin geometrisia uria (al-A-a2) ja (bl-B-b2), kuten ympyräurasta 9 eroavalla, kuvassa 14 esitetyllä jatkuvalla viivalla on esitetty. Toisin sanoen, kun suljettua kuristusläppää 3 avataan, kontaktipiste A liikkuu ja kiertyy samalla hieman siirtyen pisteen A paikasta pisteeseen a2, ja kontaktipiste B liikkuu ja kiertyy li 3 100125 samalla hieman siirtyen pisteen B paikasta ympyräuran 9 sisäpuolella olevaan kohtaan b2. Tämän vuoksi kuristusläpän 3 kontaktipisteet A ja B eivät aiheuta minkäänlaista tarpeetonta liukumista istukkarenkaalla 5, koska ne ovat istukkarenkaasta diagonaalisesti erillään eivätkä liu'u sillä.

Kun avattua kuristusläppää 3 suljetaan, kontaktipisteet A ja B tulevat leikkauskohtiin A ja B ympyräuran 9 kanssa ennenkuin kuristusläppä 3 siirtyy sisäpuolen kontaktipisteistä a2 ja b2 kohti ulkopuolisia kontaktipisteitä ai ja bl ja aikaansaa kosketuksen näissä pisteissä A ja B, joissa ympyräura 9 sekä vastaavasti viivat al-a2 ja bl-b2 leikkaa-vat toisensa. Tällöin kuristusläpän 3 puristuspaine kasvaa ja (ilma-)tiiviys paranee. Jos kiertoliike jostain syystä kuitenkin on liian voimakas kosketuksen kontaktipisteissä A ja B jälkeen, vääntö tulee liian suureksi ja istukkaren-gas 5 vaurioituu. Sen vuoksi kierto- tai kääntöliikkeen kontrolloimiseen on tavallisesti käytettävä pysäytintä.

Läppäventtiili, jolla on edellä mainittu kaksoisepäkeskinen rakenne, voidaan sulkea tai avata pehmeästi, jolloin (ilma )tiiviys paranee. Sillä on kuitenkin seuraavat haitat. Nimittäin kun kuristusläppää 3 avataan tai suljetaan, kaksoisepäkeskisellä rakenteella on huomattava vaikutus, kuten voidaan nähdä vastaavasti kuvien 13 ja 14 kuvannoissa kontaktipisteiden A ja B ympärillä.

Koska kuristusläppä 3 istukkarengasta 5 koskettaessaan kiertyy kuristusläpän 3 ylä- ja alakontaktipisteiden C ja D ympäri, aiheutuu se epäkohta, että kuristusläpän ylä- ja alakontaktikohdille C ja D syntyy epänormaalia naarmuuntumista, joka on kaaviomaisesti esitetty varjostetulla alueella 12 kuvissa 13 ja 14, ja istukkarengas hankaantuu paikallisesti, mikä pienentää sen tiivistystehoa.

US-patentissa 3 957 073 on käsitelty tällaista läppävent- 4

inni?R

tiiliä, ja siinä osoitetaan että kehäosat siiven kummallakin puolella on ohennettu akselikohtien lähellä siiven paksuuden huomioonottamiseksi, kun se liikkuu kohti sulkuasemaansa. Kuvauksessa vaietaan kuitenkin täydellisesti siitä, kuinka läpän leikattu osa tulee kosketukseen istukkarenkaan kanssa, joten jäljelle jää kysymys, kuinka tällä tavalla yleensäkään voidaan saavuttaa pitkäaikainen tiivistysvaikutus.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada läppäventtiili, jolla voidaan saada stabiili ja pitkäkestoinen tiivistysteho ja samalla välttää tai ainakin minimoida kuristusläpän naarmuuntuminen ja istukkarenkaan kuluminen.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella läppäventtiilillä, joka tunnetaan siitä, että ainakin akselin lähellä oleva kuristusläpän tiivistysalue on muodostettu pienemmäksi kuin kuristusläpän ulkokehän kosketuspinnan muut alueet.

Keksinnön mukaisessa läppäventtiilissä, jossa kuristusläppä avataan ja suljetaan kiertämällä sitä akselin avulla, joka on kiinnitetty kuristusläppään, ja saattamalla kuristusläpän ulkokehän kontaktipinta kosketukseen tai pois kosketuksesta istukkarenkaan kanssa, joka on sijoitettu pesän läpi menevään aukkoon, ainakin akselin läheisyydessä olevat tiivistysalueet on muodostettu pienemmiksi kuin mitkään muut tiivistysalueet kuristusläpän ulkokehän kontaktiosalla tai -pinnalla.

Tästä johtuen, kun läppäventtiili suljetaan kuristusläpällä, kuristusläpän akselin vieressä oleva osuus, joka ensin tulee kosketukseen istukkarenkaan kanssa, aloittaa lähes samanaikaisen kosketuksen istukkarenkaan kanssa koko kehän alueelta, koska tämän osuuden alue on tehty pienemmäksi kuin mitkään muut tiivistysalueet. Näin vältytään käytännöllisesti katsoen kokonaan akselialueen naarmuuntumiselta ja istukkarenkaan hankaantumiselta, ja haluttu tiivistysteho voidaan säilyttää pitkään.

n 5 100125

Keksintöä kuvataan seuraavaksi yksityiskohtaisesti samalla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista käy ilmi keksinnön muita ominaispiirteitä ja etuja, ja joissa:

Kuva 1 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin ensimmäisestä suoritusmuodosta;

Kuva 2 on etukuvanto kuvan 1 läppäventtiilistä;

Kuva 3 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin toisesta suoritusmuodosta;

Kuva 4 on etukuvanto kuvan 3 mukaisesta läppäventtiilistä;

Kuva 5 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin kolmannesta suoritusmuodosta;

Kuva 6 on etukuvanto kuvan 5 mukaisesta läppäventtiilistä

Kuva 7 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin neljännestä suoritusmuodosta;

Kuva 8 on etukuvanto kuvan 7 mukaisesta läppäventtiilistä;

Kuva 9 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin viidennestä suoritusmuodosta;

Kuva 10 on etukuvanto kuvan 9 mukaisesta läppäventtiilistä;

Kuva 11 on päällyskuvanto keksinnön mukaisen läppäventtiilin kuudennesta suoritusmuodosta;

Kuva 12 on etukuvanto kuvan 11 mukaisesta läppäventtiilistä ;

Kuva 13 on etukuvanto läppäventtiilin yleisestä rakentees- 6 100125 ta;

Kuva 14 on leikkauskuvanto X-X kuvan 13 läppäventtiilistä imaginaarisessa vaakatasossa; ja

Kuvat 15, 16 ja 17 ovat havainnollistavia kuvantoja esimerkeistä, joissa on erityyppisiä kuristusläppiä.

Tämän jälkeen kuvataan keksinnön erilaisia suoritusmuotoja samalla viittaamalla kuviin 1 - 12, joissa on käytetty samoille tai vastaaville osille samoja viitenumerolta kuin edellä.

Ensiksi kuvataan kuvaan 14 liittyen toimintamekanismia, kun kuristusläpän 3 ulkokehän kontaktipinta 8 tulee kosketukseen tai pois kosketuksesta istukkarenkaan 5 kanssa kuris-tusläppää 3 avattaessa tai suljettaessa.

Tässä tapauksessa oletetaan, että akseli 2 on varustettu kaksoisepäkeskisellä rakenteella, kuten kuvassa 14 on esitetty, ja seuraavassa selitetään sitä vastaavia eri vaiheita: (1) Vaiheessa 3a, jota on kuvattu kokoviivalla, kun kuris-tusläppä 3 on täysin auki ja ulottuu kohtisuorassa kuvassa 13 esitettyn läpireiän 4 poikkileikkaukseen nähden, istuk-karengas 5 ei lainkaan kosketa kuristusläppää.

(2) Sitten vaiheessa 3b, jota on kuvattu katkoviivalla, kun kuristusläppää on kierretty noin 30-50°, kuristusläpän 3 yläkontaktipiste C ja alakontaktipiste D alkavat koskettaa istukkarengasta 5.

(3) Edelleen vaiheissa 3b-3c, jotka on kuvattu katkoviivoilla, kun kuristusläppä on kierretty kulmalla noin 30-75°, kontaktipinnan 8 se alue, joka tällöin aikaansaa kosketuksen kuristuslaipan 3 ja istukkarenkaan 5 välille, tl 7 100125 liikkuu hitaasti ulottumaan yläkontaktipisteestä C ja alakontaktipisteestä D sivukontaktipisteisiin A ja B.

(4) Lopuksi vaiheessa 3d, joka on kuvattu kokoviivalla, kun kuristusläppää 3 on kierretty 90°, venttiili on kokonaan suljettu.

Edellä kuvatusta tilanteesta käy selväksi, että on suositeltavaa, että vaakaosia lukuunottamatta kuristusläpän 3 muut osat eivät kosketa istukkarengasta ennen kuin kuristusläpän 3 ulkokehän kontaktipinnan vaakaosat alkavat koskettaa istukkarengasta 5. Tällöin näillä "vaakaosilla" tarkoitetaan sivukontaktipisteiden A ja B alueella olevia osia imaginaarisessa vaakatasossa kuvien 13 ja 14 esittämässä tilanteessa, jolloin yläkontaktipiste C ja alakontak-tipiste D ovat vastaavasti imaginaarisen vaakatason yläpuolella ja alapuolella, kuten kuvassa 13 on esitetty.

Sen vuoksi on kuristusläpän 3 ulkokehän tiivistysalueelle keksinnön mukaisesti muodostettu syvennyksiä tai uurroksia 13 ja 14 kuristusläpän 3 kontaktipinnan 8 ulkokehän ylä- ja alaosaan, kuten kuvissa 1 ja 2 on varjostetuilla alueilla esitetty. Kuvien 1 ja 2 mukaiset uurrokset 13 ja 14 on muodostettu poikkileikkaukseltaan suunnilleen ympyräkaaren muotoisiksi siten, että tiivistysalue tulee pienemmäksi akselin 2 alueen ympärillä. Tämä tarkoittaa sitä, että vain kuristusläpän 3 kontaktipinnan 8 ulkokehän korkeimpaan osuuteen, joka kulkee sekundaarisen epäkeskisyysakselin 10a kautta, kohdistuu minkäänlaista hankausta.

On tärkeää huomata, ettei uurrosten muoto rajoitu kuvissa 1 ja 2 esitettyyn. Uurrokset voidaan myös muodostaa siten kuin kuvissa 3-12 on yksityiskohtaisesti esitetty. Seu-raavassa kuvataan näitä suoritusmuotoja.

Kuvissa 3 ja 4 on esitetty suoritusmuoto, jossa uurrosten 13 ja 14 lisäksi ja niiden kanssa jatkuvina niiden toiselle 8 100125 puolelle on sijoitettu lisäuurrokset 13a ja 14a, jolloin ne on muodostettu kaksoisuurtamalla pinta- Koska kuristusläppä 3 kiertyy tai kääntyy vain noin 90° tai vähemmän, nämä lisäuurrokset 13a ja 14a on tarpeen muodostaa vain yhdelle puolelle, ts. kuvatussa suoritusmuodossa oikealle puolelle.

Kuvat 5 ja 6 esittävät keksinnön suoritusmuotoa, jossa uurteita 13 ja 14 on jatkettu pituussuunnassa toisesta päästään, ts. kuvatussa suoritusmuodossa oikealta puolelta, jolloin tämä muoto aikaansaadaan yksinkertaisella pintauur-roksella.

Kuvissa 7 ja 8 on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa uurteita 13 ja 14 on jatkettu suhteellisen pitkälle keskiviivasta 10, ts. kohtaan, joka vastaa sivukontaktipistettä A kuvatun suoritusmuodon oikean puolen toisessa päässä, siten että ne kapenevat asteettain kuten kuvassa 7 on esitetty.

Kuvissa 9 ja 10 on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa uurteita 13 ja 14 on myös jatkettu suhteellisen pitkälle keskiviivasta 10, ts. kohtiin, jotka vastaavat kontaktipisteitä A ja B molemmissa päissä, siten että ne kapenevat asteettain kuten kuvassa 9 on esitetty.

Kuvissa 11 ja 12 on esitetty keksinnön suoritusmuoto, jossa uurteet 13 ja 14 on sijoitettu toiseen päähän, ja ne ulottuvat noin puolen kehän pituudella kuvassa 12 esitetyssä suoritusmuodossa, ja ne on muodostettu suunnilleen tasa-syvyisiksi, kuten kuvasta 11 nähdään.

Kuvien 1-12 mukaisissa suoritusmuodoissa uurteet 13, 13a, 14 ja 14a on muodostettu kehän korkeaan osuuteen kuristus-läpän 3 akselin 2 puolelle. Kuitenkin myös kuristusläpän 3 kehän vastakkaiselle puolelle sen alempaan osuuteen on mahdollista sijoittaa ja muodostaa urteet. Toisin sanoen

II

9 100125 kuvien 1-12 mukaisissa suoritusmuodoissa voidaan muodostaa vastaavin pistekatkoviivoin esitetyt uurteet 15, 15a, 16 ja 16a kuristusläpän 3 kehän vastakkaiselle puolelle, ts. kuristusläpän 3 akseliin 2 nähden vastakkaiselle puolelle.

Claims (2)

100125

1. Läppäventtiili, joka käsittää läpimenoaukolla (4) varustetun pesän (1); läpimenoaukkoon (4) asennetun kuristuslä-pän (3), joka läpimenoaukko (4) on avattavissa tai suljettavissa kuristusläppää (3) kääntämällä pesään (1) yhdistetyn ja kuristusläppään (3) nähden epäkeskisesti sijoitetun akselin (2) ympäri siten, että kuristusläpän (3) ulkokehän kosketuspinnan (8) ja pesän (1) läpimenoaukkoon (4) asennetun istukkarenkaan (5) tiivistyspinnan välinen kosketus johtaa läpimenoaukon (4) sulkemiseen, tunnettu siitä, että ainakin akselin (2) lähellä oleva kuristusläpän (3) tiivistysalue on muodostettu pienemmäksi (13, 13a; 14, 14a; 15, 15a; 16, 16a) kuin kuristusläpän (3) ulkokehän kosketuspinnan (8) muut alueet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen läppäventtiili, tunnettu siitä, että kuristusläpän (3) pienemmät tiivistysalueet ovat muodostetut uurteiden (13, 13a, 14, 14a, 15, 15a 16, 16a) avulla, jotka uurteet on muodostettu kuristusläpän (3) ulkokehän kosketuspinnan (8) osalle siten, että akselin (2) lähellä oleva tiivistysalue tulee mahdollisimman pieneksi. tl 100125