FI70461C - Spjaellventil - Google Patents

Description

Läjitti r„, KUULUTUSJULKAISU _ _ . - .

B 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT /04 61 C (45) Patentti sySr.r.ctty ψζ^Ι Patent na 10 Z0 IdZo V y ^ (51) Kv.lk.*/lnt.CI." F 16 K 1/226, 1/3^ (21) Patenttihakemus — Patentansökning 793305 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 24 .10.79 (Fl) (23) Alkupäivä — Giltighetidag 24.10.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 18.05.80

Patentti' ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad 27.03.86 (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1 7.1 1 .78

Ruotsi-Sverige(SE) 7811865-0 Toteennäytetty-Styrkt (71) Aktiebolaget Somas Ventiler, Box 107, 661 00 Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Folke Hubert Hubertson, Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Berggren Oy Ab (54) Kuris tusven11iίIi - Spjäilventil Tämän keksinnön kohteena on kuristusventtiili, jossa on venttiili-istukkaan sovitettu istukkarengas, jolla on tasaiset, yhdensuuntaiset sivupinnat ja istukkapinta pyöristetyn sisäisen reunan muodossa, joka istukkarengas on jäykkää ainetta, edullisesti metallia ja jonka ulottuvuus säteen suunnassa on ainakin kaksi kertaa suurempi kuin akselin suunnassa, ja on sovitettu siten, että se voi muuttaa asentoaan tasossaan, koska se on siirettävissä mainitussa tasossa venttiili-istukassa olevassa urassa, minkä lisäksi joustavat tiivistyselimet ovat sovitetut istukkarenkaan sivujen ja venttiili-istukan siihen rajoittuvien osien välille.

Nykyään kiertoläppäventtiileissä käytettävät venttiili-istukat perustuvat tavallisesti siihen, että käytetään pehmeitä tiivisteitä. Esim. ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 199 078 kuvataan hyvin tavallista venttiilityyppiä. Tässä venttiilityypis-sä on koko venttiilirunko vuorattu pehmeällä aineella, esim. kumilla tai muulla polymeerillä. Tavallisesti myös pelkästään itse venttiili-istukka tehdään pehmeästä aineesta. Lisäksi on olemassa tapauksia, joissa pehmeä tiivistyselementti sen sijaan sijoitetaan läpän tiivistyspintaan. Tämän periaatteen esimerkkejä esitetään ruotsalaisessa patenttijulkaisussa 195 072 ja 2 70461 saksalaisissa patenttijulkaisuissa 1 011 683 ja 1 232 422. Venttiilien pehmeiden tiivistyselementtien haittana on, että niiden vastustuskyky suuria lämpötiloja omaavia aineita vastaan on huono. Tosin synteettikumin ja tiettyjen muiden polymeerien vastustuskykyä lämpötilaa vastaan on myöhemmin parannettu, mutta edelleenkään näiden aineiden lämpötilan kestokyky ei vastaa teräksen ja muiden metallien sekä metalliseosten kestokykyä. Sama pätee myös niiden kestoon tiettyjä kemiallisesti voimakkaita aineita vastaan. Näissäkin tapauksissa on ruostumattomalla teräksellä ja tietyillä seoksilla useimmissa tapauksissa täysin ylivoimaiset ominaisuudet verrattuna kumi-tyyppisiin pehmeisiin aineisiin. Nämä seikat ovat tietysti tunnettuja, ja useita yrityksiä on tehty pehmeiden tiivistys-elementtien korvaamiseksi kokonaan metallielementeillä. Esimerkki tällaisesta venttiilityypistä esitetään USA-patentti-julkaisussa 4 058 290. Tämän venttiilin haittana on kuitenkin kuluminen, jota esiintyy läpän ja istukan välillä, joka koostuu joustavasta renkaasta, ja myös liikkuvan istukan ja vent-tiilirungon välillä aina, kun venttiili avataan tai suljetaan.

Keksinnön ensimmäisenä tarkoituksena on saada aikaan venttiili-istukka, jolla on hyvä tiivistyskyky, joka ei vaadi pehmeitä tiivistyselementtejä, jotka ovat kumia, muovia tms. Tarkemmin sanottuna tarkoituksena on valmistaa hyvän tiivistyskyvyn omaava venttiili-istukka, joka voidaan valmistaa kokonaan metalli-ta. Keksinnön eräänä tarkoituksena on kuitenkin, etteivät keksinnön periaatteet sulje pois sellaisten pehmeiden aineiden kuin esim. PTFE:n ja nailonin käyttöä. Pikemminkin on tarkoituksena, että tällaisiakin aineita voidaan käyttää venttiili-istukan valmistukseen, jos ne jostakin syystä ovat sopivampia tai muuten toivotumpia kuin metalliaineet. Keksinnön eräänä tarkoituksena on toisin sanoen, että eri aineita voidaan valinnaisesti käyttää ottaen huomioon aineen sopivuus siihen väliaineeseen, jonka kanssa venttiili on tarkoitettu toimimaan. Lisäksi on tärkeänä tarkoituksena tarjota venttiili-istukka, jota voidaan käyttää muodoltaan erilaisiin venttiililäppiin tai vastaaviin sulkuelimiin, tarkemmin sanottuna läppiin tai vastaaviin, joissa on soikea, lieriömäinen, pallomainen tai kartio-mainen tiivistyspinta tai kahden tai useampien muotojen yhdistelmä. Keksinnön tarkoituksena on myös tarjota venttiili-istukka, il 3 - 70461 joka on tukeva ja käyttövarma ja jolla on pitkä kestoikä. Nämä ja muut tarkoitukset saavutetaan siten, että joustavat tiivis-tyselimet ovat rengasjousia, jotka käsittävät istukkarenkaan kummallakin puolella rengasjousen, jota ulkopuolelta painetaan vasten istukkarenkaan sivun etuosaa, ja että rengasjouset tältä etumaiselta kosketusalueelta ulottuvat ulospäin säteen suuntaisesti istukkarenkaan takareunan ohi siten, että näiden välille muodostuu ura, jossa istukkarengas voi liikkua.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti mainittuina välineinä on kaksi jousilaattaa, jotka puristetaan kummaltakin puolelta istukkarenkaan mainittuja sivupintoja vasten. Jousilaatat voivat tällöin määrätä sen uran muodon, johon istukkarengas on liikkuvasti laakeroitu. Suoritusmuodon mukaisesti istukkarengas on lisäksi melko litteä, mikä merkitsee sitä, että sen ulottuvuus sä-teittäisessä suunnassa on ainakin kaksi kertaa suurempi kuin aksiaalisessa suunnassa. Normaalisti istukkarengas on terästä, edullisesti ruostumatonta tai haponkestävää terästä, tai muuta metallia tai metalliseosta. Keksintö ei kuitenkaan sulje pois sitä mahdollisuutta, että istukkarengas on kokonaan tai osaksi jäykkää muovia silloin, kun tällaisia aineita voidaan käyttää ottaen huomioon väliaine, jonka kanssa venttiili toimii.

Keksinnön muut tarkoitukset ja edut käyvät ilmi seuraavasta edullisen suoritusmuodon selityksestä.

Seuraavassa edullisen suoritusmuodon selityksessä viitataan piirustuskuvioihin.

Kuvio 1 esittää leikkausta venttiilirungon läpi, joka on varustettu keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisella venttiili-istukalla. Kuvio esittää myös läppää, joka rajoittuu tiivistävästä venttiili-istukkaan.

Kuvio 2 esittää venttiili-istukkaa yksityiskohtaisemmin sekä tapaa, jolla tämä toimii yhdessä kuviossa 1 esitetyn läpän kanssa.

Kuviossa 1 on kiertoläppää merkitty yleisesti numerolla 1.

Läppää 1 voidaan kiertää myötäpäivään kuvion 1 mukaisesta tiivistävästä asennosta avattuun asentoon ja päinvastoin läpän laakeriin 3 kiinnitetyn karan 2 avulla.

4 70461 Läpän tiivistyspintaa merkitään numerolla 4. Tiivistyspinta on rengasmainen, ja sen keskiviiva 5 on soikion muotoinen, jonka suurakseli osuu yhteen kuvion 1 pystytason kanssa. Vaihtoehtoisesti keskiviiva 5 voi olla muodoltaan pyöreä.

Läppä 1 on laakeroitu epäkeskisesti venttiilirunkoon 6, toisin sanoen karan 2 keskiakseli ei leikkaa symmetria-akselia venttiiliaukon läpi venttiilirungossa 6.

Venttiilirunko 6 koostuu pääosasta 7 ja peitelaatasta 8, joka on kierretty kiinni pääosaan 7 esittämättä jätetyillä pulteilla. Peitelaattaa 8 päin käännetyllä venttiilirungon pääosan 7 sivulla on rengasmainen syvennys 9. Syvennykseen 9 on sovitettu kaksi jousilaattaa 10 ja 11, jotka toimivat istukkarenkaan 12 muodostaman venttiili-istukan pitiminä ja laakereina. Kahta tiivistettä merkitään numeroilla 13 ja 14.

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin venttiili-istukkarenkaan 12 sekä tämän pitimen ja laakerin 10 ja 11 muotoilua. Kuten mainittiin, viimeksimainittuina on kaksi jousilaattaa, jotka tavallisesti on tehty ruostumattomasta teräksestä. Molemmat laatat 10 ja 11 on tehty toistensa peilikuviksi. Säteittäisenä leikkauksena niissä on uuma 15a ja vastaavasti 15b sekä haara 16a ja 17a ja vastaavasti 16b ja 17b ao. uuman ulommassa ja vastaavasti sisemmässä päässä. Kummankin laatan haarat sijaitsevat suorakulmaisesti ao. uumaa vastaan ja ovat käännetyt samaan suuntaan. Lisäksi sisemmät haarat 17a ja 17b ovat lyhyemmät kuin ulommat haarat 16a ja 16b. Laattojen 10 ja 11 välistä rengasmaista uraa on merkitty numerolla 18.

Venttiili-istukka, toisin sanoen rengas 12, on suhteellisen litteä ja siinä on kaksi yhdensuuntaista, tasaista sivupintaa 19 ja 20, jotka samalla toimivat renkaan molempina sivupintoina, sekä pyöristetty istukkapinta 21. Suoritusmuodon mukaisesti istukkarengas 12 on terästä. Sen ulottuvuus säteittäisessä suunnassa on noin neljä kertaa suurempi kuin sen paksuus.

Jousilaatat 10 ja 11 on lisäksi tehty sellaisiksi, että ne ovat kuormittamattomassa tilassa loivasti kartiomaiset. Tarkemmin sanottuna kartiomaisuus merkitsee sitä, että haarat 17a ja 17b 70461 pyrkivät lähestymään toisiaan. Asennettaessa istukkarengas 12 sovitetaan haarojen 17a ja 17b väliin, minkä jälkeen jousi-laatoista 10 ja 11 sekä välissä olevasta istukkarenkaasta 12 koostuva yksikkö viedään yhteen tiivistyslaatan 8 avulla.

Tällöin haarat 17a ja 17b puristuvat ulos sellaisen matkan verran, jonka määrää toisaalta rako 22 venttilirungon pääosan ja jousilaatan 10 välillä ja toisaalta rako 23 peitelaatan 8 ja toisen jousilaatan 11 välillä. Jousilaattojen 10, 11 tällöin kohdistamat voimat on mitoitettu siten, että ne eivät ole suurempia kuin että istukkarengas 12 voi liikkua tasossaan urassa 18 läpän 1 vaikutuksesta tämän siirtyessä sulkuasentoon haarojen 17a ja 17b tasaisten, tiivistävien, yhdensuuntaisten pääty-pintojen 24a ja 24b rajoittuessa istukkarenkaan sivupintoihin 19 ja 20. Samalla laattojen 10, 11 jousivoimat on kuitenkin mitoitettu siten, että ne ovat riittävän suuret, jotta istukka-rengas 12 voi pysyä mahdollisessa uudessa asennossaan ja säilyttää mahdollisesti muuttuneen muotonsa kuormituksen lakatessa. Laattojen 10 ja 11 jousivaikutuksen ansiosta saadaan siis tiivis liitos lukitsematta istukkarengasta 12 lujemmin kiinni kuin että se voi sopeutua läpän muotoon ja asentoon ja sen jälkeen säilyttää muotonsa ja asentonsa kuormituksen lakattua. Kun läppä seu-raavan kerran suljetaan, ei siis istukkarenkaan asento tai muoto normaalisti muutu. Tästä on se etu, ettei istukkarengas voi normaalisti liikkua sulku- ja avausvaiheiden aikana, mikä estää kulumisen.

Lähtöasennossa istukkarenkaalla 12 on täysin pyöreä muoto, jota on esitetty katkoviivalla kuviossa 2, joka esittää tapausta, jossa läpän keskiviivalla 5 on soikea muoto. Kun venttiili suljetaan, istukkarenkaan 12 läpän 1 tiivistyspinta 4 pakotetaan kuitenkin muodoltaan entistä soikeammaksi, mutta silti sen ympärys pysyy muuttumattomana, niin että se läpän ollessa kokonaan suljettuna lopulta liittyy kokonaan keskiviivan 5 soikeaan muotoon. Kun istukkarengas 12 näin muuttaa muotoaan, se siis liikkuu urassa 18, niin että istukkarenkaan 12 sekä jousilaattojen 17a ja 17b tasaisten päätepintojen 24a ja vastaavasti 24b välinen tiivistystoiminta säilyy. Kun läppään 1 kohdistuva kuormitus lakkaa, säilyy siis istukkarenkaan muoto, joka suoritusmuodon mukaisesti on soikea, koska jousilaatat 10, 11 painuvat renkaan

Claims (6)

6 70461 12 sivupintoja 19, 20 vasten voimilla, jotka estävät rengasta 12 palautumasta lähtöasentoonsa. Jos keskiviiva 5 sen sijaan on pyöreä, istukkarenkaan 12 muoto ei muutu läpän 1 alkusulkeu-tumisen aikana, mutta sen sijaan sen asentoa urassa 18 voidaan säätää, mikä asento sen jälkeen normaalisti säilyy jousilaatto-jen 10, 11 avulla, kun läppä uudelleen avataan.

1. Kuristusventtiili, jossa on venttiili-istukkaan sovitettu istukkarengas (12), jolla on tasaiset, yhdensuuntaiset sivupinnat (19, 20) ja istukkapinta (21) pyöristetyn sisäisen reunan muodossa, joka istukkarengas (12) on jäykkää ainetta, edullisesti metallia ja jonka ulottuvuus säteen suunnassa on ainakin kaksi kertaa suurempi kuin akselin suunnassa, ja on sovitettu siten, että se voi muuttaa asentoaan tasossaan, koska se on siirrettävissä mainitussa tasossa venttiili-istukassa olevassa urassa (18), minkä lisäksi joustavat tiivistyselimet (10, 11) ovat sovitetut istukkarenkaan (12) sivujen ja venttiili-istukan siihen rajoittuvien osien välille, tunnettu siitä, että joustavat tiivistyselimet ovat rengasjousia (10, 11), jotka käsittävät istukkarenkaan (12) kummallakin puolella rengasjousen, jota ulkopuolelta painetaan (8) vasten istukkarenkaan (12) sivun etuosaa, ja että rengasjouset tältä etumaiselta kosketusalueelta (17a, 17b) ulottuvat ulospäin säteen suuntaisesti istukkarenkaan (12) takareunan ohi siten, että näiden välille muodostuu ura (18), jossa istukkarengas (12) voi liikkua.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että rengasjouset ulommilla osillaan (16a, 16b) ovat yhdistetyt toisiinsa istukkarenkaan (12) takareunan ulkopuolella sijaitsevalla alueella venttiilirungon (6) pääosan (7) ja tätä vasten tiivistävästi puristetun peitelaatan (8) välillä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kumpikin rengasjousi muodostuu sisäosasta (17a, 17b), joka on kosketuksessa istukkarenkaaseen (12), ulommasta osasta (16a), joka on yhdistetty toisen rengasjousen vastaavaan ulompaan osaan (16b) istukkarenkaan takareunan ulkopuolella, ja 7 70461 näiden välisestä uumasta (15a, 15b), joka ei ole kosketuksessa istukkarenkaaseen (12) eikä venttiilirunkoon (6).

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että mainitut jousilaatat (10, 11) on sovitettu siten, että istukkarengas (12) puristaa ne ulos sitä asennettaessa, ja että jousilaattojen sisäosa (17a, 17b) on sovitettu puristumaan joustavasti istukkarenkaan (12) yhdensuuntaisia sivupintoja vasten.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että istukkarengas (12) on terästä tai muuta metallia tai metalliseosta.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että istukkarengas (12) on kokonaan tai osaksi jäykkää muovia.