FI65648C - Ventil saerskilt foer foerbraenningsmotorer av tallrikstyp ochkyld av ett tvaongcirkulerat kylmedium - Google Patents

Description

2 65648 lautasen sisässä. Tämän venttiilin haittana on, että riittävän jäykkyyden ja tiiviyden aikaansaamiseksi on yhdistettävien osien yhteistoimivat pinnat työstettävä huolellisesti ja hitsaus tai juottaminen on tehtävä sangen tarkasti. Tällaisen venttiilin valmistus on täten vaikeaa ja näin ollen kallista.

Eräässä toisessa tunnetussa venttiilissä varsi ja lautanen valmistetaan yhtenä kappaleena tekemällä lautasen laakapinnan keskustaan ympyrämäinen syvennys. Tämän rakenteen ansiosta voidaan kanavat tehdä syvennyksen paljaisiin pintoihin avoimina urina. Tämän jälkeen syvennykseen sovitetaan sopivanmuotoinen kappale, joka kiinnitetään syvennykseen hitsaamalla tai juottamalla. Tällä suoritusmuodolla on edellä selitetyt haitat, ja lisäksi saadaan suuren syvennyksen takia rakenne, jonka lämpölaajenemista ei voida hallita.

Lautasen keskustassa olevan suuren syvennyksen välttämiseksi on myös ennestään tunnettua valmistaa venttiili yhtenä kappaleena ja työstää lautasen laakapinnasta alkaen syviä uria, jotka muodostavat halutut sisäkanavat sen jälkeen, kun nämä urat on laakatason korkeudella suljettu hitsillä. Koska tämä hitsi kuitenkin on pitkä ja sijaitsee lautasen laakapinnan tasolla, on tässäkin venttiilillä hitsi tehtävä huolellisesti ja hitsiä on säädettävä tarkasti ilman, että silti saadaan ratkaistuksi lämpölaajenemisen aiheuttama ongelma syystä, että syvät urat itsessään muodostavat suhteellisen suuren syvennyksen.

Keksinnön tarkoituksena on esittää uusi venttiili, jolla ei ole edellä mainittuja, ennestään tunnetuille venttiileille ominaisia haittoja.

Näiden haittojen välttämiseksi saadaan keksinnön mukaan venttiili, joka on alussa esitettyä tyyppiä, ja joka tunnetaan siitä, että venttiili on yhtenä kappaleena tehty osa, kehällä oleva kanava on monikulmion muotoinen ja on muodostettu sinänsä tunnetulla tavalla suorista kanavanosista, jotka ulottuvat lautasen kehältä alkaen ja avautuvat ulospäin, säteittäiskanavat ulottuvat venttiilin lautasen vyöhykkeen ulkopinnasta alkaen, jolla on venttiilin akselin suunnassa kaareva profiili ja joka yhdistää ventiilin lieriömäisen osan 3 65648 venttiilin varteen ja leikkaa pituussuuntaisen kanavan ja sitten avautuu monikulmiomaiseen kanavaan, ja että säteittäiskanavien lukumäärä edullisesti on sama kuin monikulmiomaisen kanavan muodostavien osien lukumäärä, jolloin suorat kanavat on työstetty poraamalla alkaen venttiilin ulkopinnasta ja kanavien kaikki aukot on suljettu.

Venttiilinlautasessa olevat suoraviivaiset kanavat on keksinnön mukaan työstetty poraamalla venttiilin lautasen ulkopinnasta.

Sen ansiosta, että lautasessa sijaitsevat kanavat on muodostettu suorista kanavanosista, jotka keksinnön erään tärkeän tunnusmerkin mukaan avautuvat ulospäin, voidaan venttiili valmistaa yhtenä ainoana kappaleena.

Keksinnön muut tavoitteet, tunnusmerkit, yksityiskohdat ja edut selitetään seuraavassa lähemmin oheisten kaaviollisten piirustusten perusteella, jotka esimerkkeinä kuvaavat keksinnön useita suoritusmuotoja.

Kuvio 1 esittää päältä päin kuvion 2 nuolen F1 suunnassa katsottuna keksinnön mukaisen venttiilin edullista suoritusmuotoa.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 viivan II-II kohdalta tehtyä pituusleikkausta.

Kuvio 3 esittää päältä päin kuvion 4 nuolen F3 suunnassa katsottuna keksinnön mukaisen venttiilin erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 viivan IV-IV kohdalta tehtyä pituusleikkausta.

Kuvio 5 esittää päältä päin kuvion 6 nuolen F5 suunnassa katsottuna keksinnön erästä kolmatta suoritusmuotoa.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 viivan VI-VI kohdalta tehtyä pituusleikkausta .

Kuvio 7 esittää päältä päin kuvion 8 nuolen F7 suunnassa katsottuna keksinnön mukaisen venttiilin neljättä suoritusmuotoa.

4 65648

Kuvio 8 esittää kuvion 7 viivan VIII-VIII kohdalta tehtyä pituus-leikkausta .

Keksinnön mukaisen pakkokierrätetyn jäähdytysväliaineen jäähdyttämän lautastyyppisen venttiilin eri suoritusmuodoilla on yhteisenä tunnusmerkkinä, että venttiili koostuu venttiilin varresta 1, ja venttiilin-lautasesta 2. Tässä venttiilinlautasessa on likimain lieriömäinen osa 3 ja osa 4, joka ulottuu kohti vartta ja kaventuu pitkin kaarevaa ääriviivaa venttiilin akselin suunnassa. Koska keksintö koskee venttiilin lautasen 2 rakennetta, on varsi jätetty pois kuvioista.

Näistä kuvioista nähdään kuitenkin, että varressa 1 on kaksi pituus-suuntaista kanavaa kiertävää jäähdytysväliainetta, nimittäin kanava 5 tulevaa väliainetta varten ja kanava 6 lähtevää väliainetta varten. Kaikissa suoritusmuodoissa on venttiilin lautasen 2 kehällä kanava 7, joka ulottuu tasossa, joka on likimain yhdensuuntainen venttiilin-lautasen alapuolisen tason 8 kanssa. Pituussuuntainen kanava 5 tulevaa jäähdytysväliainetta varten on yhdistetty kanavaan 7 vähintään yhdellä säteittäisellä väliaineen tulokanavalla 9, ja väliaineen pituussuuntainen paluukanava 6 on yhdistetty tähän kanavaan 7 vähintään yhdellä säteittäisellä paluukanavalla 10.

Kuvioista nähdään selvästi, että keksinnön kaikissa suoritusmuodoissa on kehällä sijaitseva kanava 7 muodostettu peräkkäisistä kanavan-osista, jotka kukin kuuluvat suoraviivaiseen kanavaan 11, joka ulottuu lautasen lieriömäisestä kehäpinnasta 3 alkaen ainakin viereiseen kanavaan 11 seuraamalla jänteen suuntaa lautasen ympyrätasossa.

Jokainen kanava 11 avautuu toisella päällään ulospäin ja toisella päällään viereiseen kanavaan 11. Kehällä oleva kanava on täten muodoltaan monikulmiomainen.

Kumpikin säteittäiskanava 9, 10 on muodostettu suoraviivaisesta kanavanosasta, joka ulottuu lautasen uiko- eli kehäpinnasta alkaen ja avautuu ulospäin ja yhdistää pituussuuntaisen kanavan 5 tai 6 kanavaan 7 .

Kaikki suoraviivaiset kanavat 9, 10, 11 on niiden ulospäin olevien aukkojen alueella suljettu jollain sopivalla tiiviillä tavalla, käyttämällä esim. tulppia 12, jotka on kierretty tai kutistettu kanavan 65648 5 viereisten päiden luona lautasen ulkopinnalla ja kiinnitetty hitsaamalla, juottamalla, liimaamalla jne.

Suoraviivaiset kanavat 9, 10, 11 voidaan tehdä lautaseen millä tahansa sopivalla tavalla. Niinpä ne voidaan porata lautasen ulkopinnasta alkaen.

Edellisestä selviää, että keksinnön mukainen venttiili voidaan lautasessa olevien kanavien erikoisen suoritusmuodon ansiosta valmistaa yhtenä kappaleena, mutta keksintö ei kuitenkaan ehdottomasti edellytä venttiilin valmistamista yhtenä kappaleena.

Edellä on selitetty keksinnön perustunnusmerkit, jotka ovat yhteiset kaikille suoritusmuodoille. Seuraavassa selitetään jokaisen suoritusmuodon erikoiset ominaisuudet. Näiden suoritusmuotojen väliset erot perustuvat pääasiallisesti säteittäisten kanavien 9 ja 10 määrään ja sovitukseen ja monikulmiomaisen kanavan 7 muodostavien suoraviivaisten osien 11 määrään.

Kuviot 1 ja 2 esittävät erikoisen edullista suoritusmuotoa. Kanava 7 koostuu kahdeksasta suoraviivaisesta kanavanosasta 11. Kumpikin pituussuuntainen kanava 5, 6 on yhteydessä kanavaan 7 yhden ainoan likimain säteittäisen kanavan 9, 10 kautta. Kuten selvästi on esitetty kuviossa 2, avautuu kumpikin säteittäinen kanava 9, 10 ulospäin alueella 13, joka sijaitsee lautasen siinä osassa, jonka ääriviiva kaareutuu venttiilin 4 akselin suunnassa. Täten säteittäinen väliaineen tulokanava 9 alkaa lautasen ulkopinnan tältä alueelta 13 ja läpäisee väliaineen pituussuuntaisen tulokanavan 5 ja avautuu lopuksi kanavan 7 osaan 11, joka sijaitsee likimain diametraalisesti vastapäätä aluetta 13, jossa kanava avautuu ulospäin. Kuviosta 2 nähdään, että säteittäiskanavat 9, 10 ovat kaltevat kanavan 7 tasoon nähden, ja että kanavat 9, 10 ovat keskenään yhdensuuntaiset.

Tämä suoritusmuoto on edullinen, koska sillä saadaan kanavien symmetrinen sovitus lautaseen,minkä ansiosta lämmön aiheuttamia muodonmuutoksia voidaan helposti hallita.

Kuvioiden 3 ja 4 näyttämässä suoritusmuodossa käytetään kahta säteittäiskanavaa 9, 10 väliaineen johtamiseksi lautaseen ja sen palauttamiseksi. Nämä molemmat kanavat sijaitsevat kanavan 7 6 65648 tasossa. Kumpikin säteittäiskanava 9, 10 avautuu ulospäin alueella 14, joka sijaitsee lautasen lieriömäisessä kehäpinnassa. Kumpikin säteittäiskanava 9, 10 ulottuu lautasen kehältä alkaen siihen liittyvään pituussuuntaiseen kanavaan ja läpäisee likimain kohtisuorasti kanavan 7 suoraviivaisen osan 11. Molemmat säteittäiskanavat 9, 10 on suunnattu niiden pituussuuntaisista kanavista 5, 6 alkaen vastakkaisiin säteittäissuuntiin. Näiden molempien säteittäiskanavien akselit ovat keskenään yhdensuuntaiset.

Kuviot 5 ja 6 esittävät keksinnön erästä kolmatta suoritusmuotoa, joka soveltuu suuren halkaisijan omaaviin venttiileihin ja moottoreihin, joiden lämpökuormitus on suuri. Tässä suoritusmuodossa on kaksi säteittäiskanavaa 9 sovitettu yhdistämään väliaineen pituussuuntainen tulokanava 5 kanavaan 7, ja kaksi säteittäistä paluukanavaa 10 on sovitettu muodostamaan kanavan 7 ja pituussuuntaisen paluukanavan 6 välisen yhteyden. On edullista, mutta ei välttämätöntä, että molemmat säteittäiskanavat 9 tai 10 sijaitsevat samassa pystytasossa niiden vastaavan pituussuuntaisen kanavan 5 tai 6 molemmin puolin, jolloin pystytasoon myös sisältyy vastaavan pituussuuntaisen kanavan akseli. Mainitut molemmat tasot leikkaavat toisensa sopivasti likimain suorassa kulmassa, kuten kuviossa 5 on näytetty.

Koska kaikki säteittäiskanavat avautuvat ulospäin alueilla 14, jotka sijaitsevat lautasen lieriömäisellä ulkopinnalla 3, kuten kuviot 5 ja 6 näyttävät, edellyttää tämä säteittäiskanavien molempien parien risteilevä sovitus, että ainakin toisella kanavaparilla on suurempi kaltevuus kanavan 7 tasoon nähden kuin toisella parilla. Kuvioissa enemmän kaltevat säteittäiskanavat ovat paluukanavat 10. Väliaineen säteittäi-set tulokanavat 9 ovat myös kaltevat kanavan 7 tasoon nähden, mutta ne voitaisiin myös sijoittaa tähän tasoon.

Kuviot 7 ja 8 esittävät erästä neljättä suoritusmuotoa, jossa kumpikin pituussuuntainen kanava 5, 6 on varustettu kolmella likimain säteittäi-sellä kanavalla 9, 10, jotka on jaettu pituussuuntaisen kanavan ympärille siten, että ne parittaan muodostavat likimain yhtä suuret kulmat. Kaikki nämä säteittäiskanavat avautuvat lautasen ulkopuolisen kehä-pinnan 3 alueella 14. Kuvion 7 mukaan on kanava 7 muodostettu kuudesta suoraviivaisesta osasta 11, ja jokainen säteittäiskanava 9, 10 läpäisee kanavan 7 alueella, jossa kaksi suoraviivaista kanavanosaa kohtaavat 65648 7 toisensa, siis monikulmion kulman alueella.

Kuviosta 8 nähdään, että kolmen kanavan kahden ryhmän aukot vastaavan pituussuuntaisen kanavan luona on porrastettu venttiilin pituusakselin suunnassa ja että toisen kanavaryhmän säteittäiskanavien kaltevuus kanavan 7 tasoon nähden on toinen kuin toisen kanavaryhmän säteittäiskanavien kaltevuus. Kuvioiden mukaan enemmän kaltevat kanavat ovat väliaineen säteittäiset paluukanavat 10. Säteittäiset tulokanavat 9 ovat myös kaltevat rengasmaisen kanavan tasoon nähden, mutta nämä kanavat voitaisiin myös sijoittaa tähän samaan tasoon.

Keksinnön kaikissa suoritusmuodoissa jäähdytyksen tehokkuutta parannetaan valitsemalla kanavien poikkileikkaukset sopivasti.

Tätä varten pituussuuntaisten kanavien, säteittäisten kanavien ja monikulmiomaisen kehäkanavan vapaa tilavuus on kokonaan pakkokierräte-tyn jäähdytysväliaineen täyttämä. Jokaisen pituussuuntaisen, säteittäi-sen tai kehällä sijaitsevan kanavan poikkileikkaus on sovitettu tämän kanavan läpi virtaavaan väliainemäärään. Jäähdytysväliaineen virtausnopeus on kaikissa kanavajärjestelmissä sama. Tämän edullisen tilanteen saavuttamiseksi on erikoisesti kanavien poikittaisleikkaukset valittava siten, että kanavajärjestelmän joka kohdassa on koko läpivirtauspinta samansuuruinen.

Niinpä kuvioiden 5 ja 6 näyttämässä suoritusmuodossa, jossa käytetään kahta väliaineen säteittäistä tulokanavaa ja kahta säteittäistä paluukanavaa, voidaan tämä tasaisen virtauksen ehto täyttää seuraavasti: Olettaen, että kaikkien kanavien poikittaisleikkaukset ovat ympyrämäiset, ja että pituussuuntaisten kanavien halkaisija on D, on jokaisen säteittäiskanavan läpi virrattava puolet yhden pituussuuntaisen kanavan virtausmäärästä. Jokaisen säteittäiskanavan halkaisijan on näin ollen oltava D/ V“7 . Säteittäiskanavan läpi virtaava väliaine jakautuu kehällä olevan kanavan tulokohdassa kahdeksi yhtä suureksi osavirraksi, jotka on suunnattu päinvastaisiin suuntiin, joten monikulmiomaisen kanavan suoraviivaisten osien halkaisijan on oltava = D/2.

Edellä selitetyt suoritusmuodot on esitetty pelkkinä esimerkkeinä, joten niitä voidaan muuntaa monella tavoin. Niinpä monikulmiomaisen kanavan muodostavien kanavien määrä ja säteittäiskanavien määrä voisi olla toisenlainen. Edelleen voisi esim. väliaineen säteittäisten β 65648 tulo- ja/tai paluukanavien kaltevuus rengasmaisen kanavan tasoon nähden olla erilainen eikä samanlainen. On myös mahdollista tehdä väliaineen säteittäiset tulokanavat kaltevammiksi kuin säteittäiset paluukanavat.

Keksintö ei näin ollen rajoitu edellä selitettyihin ja kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan keksinnön piiriin kuuluvat erikoisesti selitettyjen välineiden tekniset vastaavaisuudet ja niiden yhdistelmät, mikäli ne on toteutettu seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

1. Venttiili, varsinkin polttomoottoreita varten, joka venttiili on lautastyyppiä ja on pakkokier rätetyn jäähdytysväl iaineen jäähdyt-tämä, jolloin venttiilin varressa on vähintään kaksi pituussuuntaista yhdensuuntaista jäähdytyskanavaa (5, 6), jotka sijaitsevat vierekkäin, ja venttiilin lautasessa on likimain kehällä sijaitseva jäähdytyskanava (7), joka ulottuu tasossa, joka on likimain yhdensuuntainen lautasen sisäpuolisen laakapinnan (8) kanssa, ja vähintään kaksi likimain säteittäistä suoraa kanavaa (9, 10), jotka yhdistävät mainitut pituussuuntaiset kanavat (5, 6) ja mainitun kehällä olevan kanavan (7), ja näillä säteittäiskanavilla (9, 10) on eri kaltevuudet pituussuuntaisiin kanaviin (5, 6) nähden, tunnet-t u siitä, että venttiili on yhtenä kappaleena tehty osa, kehällä oleva kanava (7) on monikulmion muotoinen ja on muodostettu sinänsä tunnetulla tavalla suorista kanavanosista (11), jotka ulottuvat lautasen (2) kehältä alkaen ja avautuvat ulospäin, säteittäiskanavat (9, 10) ulottuvat venttiilin lautasen vyöhykkeen (4) ulkopinnasta alkaen, jolla on venttiilin akselin suunnassa kaareva profiili ja joka yhdistää ventiilin lieriömäisen osan (3) venttiilin varteen (1) ja leikkaa pituussuuntaisen kanavan (5, 6) ja sitten avautuu moni-kulmiomaiseen kanavaan (7), ja että säteittäiskanavien (9, 10) lukumäärä edullisesti on sama kuin monikulmiomaisen kanavan (7) muodostavien osien lukumäärä, jolloin suorat kanavat (9, 10, 11) on työstetty poraamalla alkaen venttiilin ulkopinnasta ja kanavien kaikki aukot on suljettu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että mainittu monikulmiomainen kanava (7) on muodoltaan kuusikulmio ja jokainen mainittu säteittäiskanava (9, 10) avautuu tähän monikulmiomaiseen kanavaan (7) mainitun kuusikulmion nurkassa.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että ventti ilinlautasessa (2) sijaitsevat suoraviivaiset kanavat (9, 10, 11) on työstetty poraamalla venttiilin ulkopinnasta alkaen. 10 65648

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että pituussuuntaisten kanavien (5, 6) säteittäiskanavien (9, 10) ja monikulmiomaisen kehällä olevan kanavan (7) vapaa tilavuus on kokonaan pakkokierrätetyn jäähdytys-väliaineen täyttämä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kummankin pituussuuntaisen kanavan (5, 6) säteittäis-kanavan (9, 10) tai kehällä olevan kanavan (7) poikittaisleikkaus on sovitettu tämän kanavan läpi virtaavaan väliainemäärään siten, että jäähdytysväliaineen virtausnopeus on tasainen tulokohdasta alkaen lähtökohtaan asti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että pituussuuntaiseen kanavaan (5, 6) liittyvien säteittäiskanavien (9, 10) poikittaisleikkausten vapaat alat ovat yhtä suuret kuin pituussuuntaisen kanavan poikittaisleikkauksen vapaa ala, ja on yhtä suuri kuin monikulmiomaisen kanavan (7) poikittaisleikkausten kokonaisala, jonka läpi jäähdytysväliaine virtaa väliaineen tulosuunnassa tai väliaineen paluusuunnassa.