FI76874C - Fodrad konstruktion. - Google Patents

Description

, 76874

Vuorattu rakenne

Jaettu hakemuksesta 811095

Esillä olevan keksinnön kohteena on vuorattu rakenne, joka käsittää rungon, jossa on useita ristikkäisiä ontelolta, jotka on varustettu vuorauksella.

Esiintyy tarvetta suurilujuuksisiin rakenteisiin, joissa on korroosionkestävät metalliset sisäpinnat, kuten esimerkiksi liustiventtiili, joka on asennettu korkeapaineisia, syövyttäviä nesteitä sisältävään linjaan. Tällainen venttiili voitaisiin valmistaa AISI 4130 -teräksestä ja vuorata (venttiilin pesä ja käytävät) 300-sarjan ruostumattomalla teräksellä.

On tehty useita yrityksiä tällaisten rakenteiden aikaansaamiseksi. US-patentit 3 349 789 ja 2 497 780 kuvaavat kumpikin virtauskäytävien varmistamista ja suojaamista vuorauksella, mutta venttiilin pesien vuorattua rakennetta ei mitenkään esitetä .

Ennestään tunnetuissa rakenteissa on tila, joka täytetään metalli jauheella ja ympyröidään taipuisalla aineella, joka pystyy ylläpitämään tiiviyttä muodonmuutoslämpötilassa ja -paineessa. Metallijauheen joutuessa kuumuuden ja paineen alaiseksi tiivistyy se haluttuun muotoon.

Keksinnön tarkoituksena on tarjota vuorattu rakenne, jolla ei ole tunnettujen ratkaisujen haittoja. Tämän saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle rakenteelle tunnusomaista se, että vuoraus muodostuu metallijauheesta, joka on muotoiltu sisäpuolisen muotin avulla sekä saatettu kuumennuksen ja paineen avulla yhdistymään sekä kiinnittymään myös rungon materiaaliin.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan runko on teräksisen venttiilin runko ja ontelot ovat venttiilin virtauskanavat.

76874 2

Keksinnön edellä mainitut ynnä muut tarkoitukset ja edut näkyvät ja selitetään piirustusten avulla, missä:

Kuvio 1 on poikkileikkaus venttiilin rungosta ja kuvaa rakennetta, jota on käytetty välitilan saamiseksi rakenteen onteloihin , kuvio 2 on osaleikkaus kuviosta 1 leikkausviivan 2-2 mukaisesti, kuvio 3 on poikkileikkaus valmiista rakenteesta ja kuvaa viimeisteltyä rakennetta metallivuorauksella työstön jälkeen.

Venttiilin runko 10, kuviossa 1, on seosterästä ja siinä on ontelolta, jotka sisältävät virtauskäytävät 12 ja venttiilin pesän 14, jotka tulee päällystää korroosionkestävällä vuorauksella.

Metallijauheen lisäämisen valmistelemiseksi asetetaan venttiilin pesään 14 metallirasia 16, jossa on ohut putki 18, tasainen pohja 20 ja ohut holkki 22, joka ulottuu putken 18 keskiosan läpi. Pohja 20 on liitetty putken 18 päähän hitsaamalla ja holkki 22 on myös liitetty putkeen 18 hitsaamalla. Ohut putki 24 on asetettu aukon 12 ja hoikin 22 lävitse. Rengas 26 on hitsattu kiinni rakenteen 16 ulkopintaan ja rungon 10 pintaan, ja renkaat 28 ja 30 on vastaavasti hitsattu putken 24 ympärille ja rungon 10 pintaan. Täyttöputki 32 ulottuu renkaan 26 lävitse ja täyttöputki 34 renkaan 30 lävitse. Rasia 16, putki 24 ja niiden tiivistysrenkaat 26, 28 ja 30 rajaavat tilan 36 käytävä-seinämien 12 ja pesän 14 kanssa. Tämä rakenne toimii painetta välittävänä joustavana muottina tai ohuena metallitiivistera-kenteena kuten jäljempänä selitetään. On tärkeätä, että kaikki rakenteen 16, hoikin 22 ja putken 24 hitsisaumat ovat ilmatiiviitä ja pysyvät sellaisina yhdistymisvaiheen aikana, jottei ilma pääse vaikuttamaan kuumennettuun metallijauheeseen.

Tila 36 rungon onteloissa 12 ja 14 täytetään sen jälkeen täyttö-putkien 32 ja 34 kautta sopivalla metallijauheella, kuten ruostumattomalla teräksellä 316. On suositeltavaa, että runkoa 10 3 76874 tilan 36 täytön ajan täristetään, jotta se kokonaan täyttyy metallijauheella ennen kuin edetään seuraavaan vaiheeseen.

On edullista, että rasian 16, putken 24 ja renkaiden 26, 28 ja 30 materiaali on sama kuin vuoraukseen käytetty. Edelleen on tilan oltava riittävän suuri antamaan riittävän paksu yhdistynyt metallivuoraus, jotta työstö lopulliseen muotoon on mahdollista ilman että loppuvuoraus siitä kärsii. Kun rasiaan 16 ja putkeen 24 käytetään samaa materiaalia, voi osa loppu-vuorauksesta koostua rasian 16 ja putken 24 materiaalista.

Kun tila 36 on kokonaan täytetty, imetään siihen tyhjö kytkemällä se sopivalla tavalla esim. tyhjöpumppuun (ei kuvassa), joko toiseen tai kumpaankin putkeen 32 ja 34. Riittävä tyhjö tulisi imeä, jotta läsnäoleva kaasumäärä tilassa 36 ei sekoittuisi syntyvään metallivuoraukseen. Kun toivottu tyhjö on saavutettu, suljetaan ja tiivistetään täyttöputket 32 ja 34. Haluttaessa voidaan sopivia venttiilejä (ei kuvassa) käyttää sulkemisen varmistamiseen kun tyhjönimemisvaihe on lopetettu. Tällaisten venttiilien tulisi olla vuotovarmoja kun ne asetetaan muodostumisolosuhteiden alaisiksi.

Sen jälkeen runko 10 asetetaan autoklaaviin (ei kuvassa) tai saatetaan muin sopivin keinoin muodostumislämpötilaan (noin 1149°C) ja -paineeseen (n. 100 MPa). Runko 10 pidetään tällaisissa olosuhteissa useita tunteja ja annetaan tämän jälkeen jäähtyä.

Muodostumisolosuhteiden alaisina autoklaavissa laajenevat rasia 16 ja putki 24, tullen joustaviksi, ja puristavat metallijauheen käytävän 12 ja pesän 14 seinämiä vasten. Kuumuus ja paine aiheuttavat metallin yhdistymisen kiinteäksi vuoraukseksi rungon sisään, ja se on täydellisesti kiinnittynyt käytävän 12 ja pesän 14 seinämiin. Rasian 16 ja putken 24 ollessa samaa materiaalia vuorauksen kanssa, ne yhdistyvät vuoraukseen ja voivat muodostaa osan lopullisesta tuotteesta.

4 76874 Jäähdytetty runko 10 lämpökäsitellään vaatimusten mukaan, jotta toivotut mekaaniset ominaisuudet saavutettaisiin, ja työstetään sen jälkeen kuviossa 3 esitettyyn muotoon. Sillä on tämän jälkeen yhtenäinen tasainen korroosionkestävä vuoraus 40, käytävien 12 ja pesän 14 seinämillä. Jos rasia 16 ja putki 24 on tehty eri materiaalista kuin vuoraus, tulee ne mieluummin poistaa työstövaiheessa kokonaan.

Vuorattavat seinämät voidaan silata esim. nikkelillä, koska on luultavaa, että nikkelisilaus estää hapettumista, auttaa kiinnittymisen yhtäjaksoisuutta ja estää metallijauheessa olevan kromin siirtymistä seokseen ja muodostamasta martensiittista rakennetta.

On tutkittu, että vuoraukseen voidaan käyttää nikkeliä, nikkeli-seoksia, tantaalia, Hastelloy-seoksia, kuparia, kupariseoksia, kobolttipohjaisia seoksia, ruostumattomia teräksiä ja titaani-seoksia sekä eri terässeoksia, hiiliteräksiä ja ruostumattomiin teräksiin sitoutuneita karbideja.

Keksinnön mukainen vuorattu rakenne tekee mahdolliseksi paksu-seinämäisten paineastioiden ristikkäisten reikien tai onteloi-den seinämien vuorauksen käyttämällä paineastiaa kuumaiisostaattisen puristusmetallijauheen perusmetallina.

Kuvattu ja selostettu rakenne on seosteteräksestä valmistettu venttiilin pesä, joka on vuorattu ruostumattomalla teräksellä.

Muodostumisolosuhteet (lämpötila, paine, aika ja tyhjön aste) ovat tarkasti tiedossa ja ne tulee säätää käytettävää nimenomaista ainetta varten.

Claims (2)

5 76874

1. Fodrad konstruktion, omfattande en stomme (10), vilken uppvisar ett flertal varandra korsande ihäligheter <12, 14) som är försedda med fodring (40), kännetecknad av att fod-ringen (40) bestär av metallpulver som är format medelst en invändig form samt medelst upphettning och tryck bringats att konsolideras samt fästa även i etominen s (10) material.

1. Vuorattu rakenne, joka käsittää rungon (10), jossa on useita ristikkäisiä ontelolta <12, 14), jotka on varustettu vuorauksella (40), tunnettu siitä, että vuoraus <40> muodostuu meta11ijauheesta, joka on muotoiltu sisäpuolisen muotin avulla sekä saatettu kuumennuksen ja paineen avulla yhdistymään sekä kiinnittymään myös rungon <10> materiaaliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vuorattu rakenne, tunnettu siitä, että muotti (16, 18, 20, 22, 24) on olennaisesti samaa ainetta kuin metallijauhe ja ainakin osa muotista muodostaa työstämisen jälkeen yhdessä siihen kiinnittyneen metallijauheen kanssa vuorauksen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vuorattu rakenne, tunnettu siitä, että muotti on kokonaan poistettu työstämällä.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen vuorattu rakenne,tunnettu siitä, että runko (10) on venttiilin runko ja ontelot <12, 14) ovat venttiilin virtauskanavat.

2. Fodrad konstruktion enligt patentkravet 1, kännetecknad av att formen (16, 18, 20, 22, 24) bestär av väsentligen samma material som metallpulvret och ätminstone en del av formen efter bearbetning bildar fodringen tillsammans med metallpulvret .