FI88641B - Regleringsventil - Google Patents

Description

1 38641 Säätöventt i i1i Tämä keksintö koskee säätöventtii1iä, jonka muodostaa läpivirtauskanavilla varustettu pesä ja pesän sisälle virtauskanavan laajennukseen kierrettävästi sovitettu 5 sulkuelin, jonka kääntöakseli on epäkeskinen sulkuelimen ja pesän tiivisteen tiivistävien pintojen suhteen, jolloin venttiilin avatussa asennossa sulkuelimen ympärille, pesän seinämän ja sulkuelimen väliin muodostuu rengasmainen virtaus, jonka päävirtaustie sijaitsee 10 venttiilin pesän sisäpinnan ja sulkuelimen ylävirran puolella olevan reunan välisessä kanavassa. Nykyisissä kiertoistukkaventtiileissä on säädettävyyden kannalta huono ominaiskäyrä (= väliaineen virtausmäärä avauskul-man suhteen), koska päävirtaustien tehollisen virtaus-15 poikkipinta-alan kasvuun avautuman funktiona ei vaikute ta. Lisäksi markkinoilla olevissa kiertoistukkaventtiileissä on huonot kavitaatio-ominaisuudet.

Venttiilin läpi kulkevan väliainevirtauksen kuristamiseksi ja melun ja kavitaation vähentämiseksi on tun-20 nettua käyttää erilaisia sulkuelimeen kiinnitettyjä, revitettyjä vaimennus levyjä. Tällaista rakennetta mm. pallokalotin muotoisessa sulkuelimessä on kuvattu esim. FI-patenttijulkaisussa 70744.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa venttiilin 25 virtausominaisuuksia aikaisempaa yksinkertaisemmalla ja tehokkaammalla tavalla. Keksinnön mukaiselle venttiilille on tunnusomaista se, että sulkuelimen avatussa asennossa ylävirran puolella olevassa reunassa on jatke tai uloke, joka venttiilin avauksen alkuvaiheessa pienentää : 30 sulkuelimen päävirtaustien poikkipinta-alaa. Venttiilin sulkuelin voi olla kiertoistukka, epäkeskinen palloseg-mentti tai segmentin leike tai epäkeskinen lieriö- tai kartiomainen tulppasegmentti tai segmentin leike.

Pesän sisäpinta muotoillaan siten, että pesän sisä-35 puolen ja sulkuelimen välinen virtauspoikkipinta muuttuu avautuman funktiona halutulla tavalla.

·;· Sulkuelimen reunassa oleva jatke voi olla hammastet- 2 88641 tu, jolloin suihku jaetaan useaksi pienemmäksi suihkuksi, jolloin suihkujen intensiteetti pienenee. Tämä vähentää melua ja kavitaatiota.

Päävirtaustien muotoilu suoritetaan edullisimmin 5 siten, että koko virtauspoikkipinta-ala noudattaa seu- raavaa yhtälöä: 10 Vir \l Hj2 · μ2 · [ 1 ♦ h 3 · (DPf- 1)) 1 I h2 * Cvf2 · DPf Ap2 missä Nj 3 laatumuunnoskerroin ^ μ = korjauskerroin, joka ottaa huomioon virtauk sen kurouman virtausaukossa h = venttiilin suhteellinen avautuma Cvf = täysin auki olevan venttiilin kapasiteetti-kerroin 20

Ap * tulopuolen virtauspoikkipinta-ala DPf * prosessiputkiston karakteristinen kerroin ΔΡ* * - paine-ero, täysin auki Δ po paine-ero, täysin kiinni

Kun virtauspoikkipinnan muutos suhteellisen avautuman suhteen noudattaa tätä kaavaa, venttiilin säädettä-vyys koko avautuman alueella paranee, ts. koko avautuma 30 käytetään säätöön. Yhtälön avulla löydetään, miten virtauspoikkipinta-alan pitää muuttua avautuman funktiona, jotta asennetun venttiilin vahvistus olisi vakio. Tällöin putkistoon asennetun venttiilin läpi menevän tilavuusvirran ja avautuman välillä on lineaarinen 35 yhteys, kun otetaan huomioon putkistossa tapahtuva pa inehäviö.

Keksinnön mukaisen venttiilin sulkuelimen ja pesän 3 88641 erikoinen muotoilu ei aiheuta lisäkustannuksia, koska se voidaan toteuttaa valamalla.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista venttiiliä, leikattuna kääntöakselia vastaan kohtisuorassa tasossa, kuvio 2 esittää leikkausta A-A kuviosta 1, kuvio 3 esittää venttiilin sulkuelintä yksin, sulkupinnan puolelta katsottuna ja 10 kuvio 4 esittää sulkuelintä kääntöakselin suunnassa katsottuna.

Venttiilissä on pesä l, jossa on ensimmäinen läpi-virtauskanava 2 ja toinen läpivirtauskanava 3. Virtaus-suuntaa on merkitty nuolella B. Pesän laajennukseen 4 15 sovitettuna sulkuelimenä on piirustusten esittämässä sovellutuksessa pallosegmentti tai -kalotti 5, johon on yhdistetty pesän läpi ulkoneva kääntöakseli 6. Pesän ja sulkuelimen välillä on sulkutiiviste 7. Virtaus tulee normaalisti tiivisteen 7 puolelta ja kohtaa rengasmaisen 20 kuristuskohdan, jota säädetään muuttamalla sulkuelimen 5 avautumiskulmaa.

Kääntöakseli 6 on sijoitettu epäkeskisesti läpivir-tauskanavien 2 ja 3 keskilinjaan 8 nähden siten, että kääntöakselin etäisyys keskilinjan 8 kautta kulkevan ja . '25 kääntöakselin 6 suuntaisen tason toisella puolella olevasta pesän puoliskosta 9 on suurempi kuin tiivisteen 7 tiivistävästä pinnasta 10. Suljetussa asennossa sul-kuelin 5 asettuu tiivisteen 7 tiivistävää pintaa 10 vasten, kun taas avatussa asennossa sulkuelimen sulkuko pinta 11 jää välin päähän pesän edellä mainitusta puo liskosta 9. Näin muodostuu avatussa asennossa sulkuelimen ympärille rengasmainen virtaustie sulkuelimen sulku-pinnan 11 puolelle ja kääntöakselin 6 puolelle.

Sulkuelimen 5 siinä reunassa 16, joka venttiiliä 35 avattaessa kulkee jäljempänä eli avatussa asennossa jää ylävirran puolelle, on jatke tai uloke 17. Ulokkeen reunassa on kampamaisia lovia 18. Kampamaisen jatkeen 4 88641 tarkoituksena on avauksen alkuvaiheessa pienentää kään-töakselin puoleisen virtaustien poikkipinta-alaa. Ulokkeessa 17 on uria 14 ja näiden välissä harjanteita 15. Urien 14 suunta on sellainen, että avatussa asennossa ne 5 ovat virtaussuuntaan nähden poikittaisia muodostaen pesän puoliskon 9 puoleiseen virtaustiehen perättäisiä laajennus- ja kuristuskohtia. Sulkuelimen 5 sulkupinnas-sa 11 on samanlaisia uria 14' kuin ulokkeen urat 14.

Venttiilin ollessa avattuna virtausväliaineen paine 10 saa aikaan sulkuelimeen vaikuttavan dynaamisen momentin.

Tämän momentin suuruuteen on keksinnön mukaisessa venttiilissä mahdollisuus vaikuttaa sulkuelimen jatkeen 17 ulkopinnan muotoilulla. Muuttamalla sulkuelimen jatkeen 17 ulkopinnan suuntaa C kääntöakselia 6 vastaan koh- 15 tisuorassa tasossa, muuttuu momentin aikaansaavan voiman

Fmom varren suunta ja siten myös momentin suuruus (kuvio 4). Näin voidaan venttiiliä valmistettaessa valita sopiva jatkeen ulkopinnan suunta ja siten vaikuttaa momenttiin.

20 Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyyn sovellu tukseen, vaan se voi vaihdella eri tavoin patenttivaatimusten puitteissa. Sulkuelin voi olla paitsi pallon segmentti tai segmentin leike, myös lieriö- tai kar-tiosegmentti tai segmentin leike.

25 Virtaustie sulkuelimen sulkupinnan puolella saadaan syntymään paitsi edellä kuvatulla epäkeskisesti sijaitsevalla kääntöakselilla, myös pesän sopivalla sisäpinnan laajennuksen 4 muotoilulla.

Sulkuelimen urat 14' voidaan jättää poiskin. Jatkeen 30 17 urat 14 voidaan jättää pois. Jatkeen lovi tai lovet 18 voidaan myös korvata rei'ityksellä tai jättää pois. Urien ja harjanteiden asemesta voidaan laajennus- ja kuristuskohtien muodostumiseen käyttää myös muunlaisia syvennyksiä ja kohoumia.

Claims (7)

1. 5 38641
2. 1. Säätöventtiili, jonka muodostaa läpivirtaus-kanavilla (2, 3) varustettu pesä (1) ja pesän sisälle virtauskanavan laajennukseen (4) kierrettävästi sovitet- 5 tu sulkuelin (5), jonka kääntöakseli on epäkeskinen sulkuelimen ja pesän tiivisteen tiivistävien pintojen suhteen, jolloin venttiilin avatussa asennossa sulkuelimen ympärille, pesän seinämän ja sulkuelimen (5) väliin muodostuu rengasmainen virtaus, jonka päävirtaustie 10 sijaitsee venttiilin pesän sisäpinnan ja sulkuelimen ylävirran puolella olevan reunan (16) välisessä kanavassa, tunnettu siitä, että sulkuelimen (5) avatussa asennossa ylävirran puolella olevassa reunassa (16) on jatke tai uloke (17), joka venttiilin avauksen alkuvai-15 heessa pienentää päävirtaustien poikkipinta-alaa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätöventtiili, tunnettu siitä, että avauksen alkuvaiheessa virtaus-tielle ulottuvan jatkeen (17) ulkoreunaan on tehty lovi tai lovia (18).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätövent tiili, tunnettu siitä, että sulkuelimen jatkeen (17) ulkopinnassa on yksi tai seampi ura (14) ja harjanne (15), jotka avatussa asennossa muodostavat virtaustiehen perättäisiä laajennuksia ja kuristuskohtia. - 25 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen säätö- venttiili, tunnettu siitä, että jatkeen (17) virtausta vasten olevan pinnan muotoilulla tai suunnalla (C) pienennetään sulkuelimen (5) pinnalle muodostuvan paine-jakauman Fmom aiheuttamaa dynaamista momenttia. - 30 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen säätö- venttiili, tunnettu siitä, että sulkuelimen (5) ulkopintaan on muodostettu perättäisiä laajennus- tai kuristuskohtia yhden tai useamman syvennyksen ja kohouman, esimerkiksi uran (14·) ja harjanteen (15·) avulla. ; 35 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen säätöventtiili, tunnettu siitä, että sulkuelimen (5) urat (14·) ja harjanteet (15·) sijaitsevat sulkuelimen suljetussa i 6 f? δ 6 41 asennossa virtausta vasten olevassa ulkopinnassa (11) alueella, joka sulkuasennossa jää sulkuelimen ja pesän välille muodostuvan tiivistävän piirin (10) sisäpuolel- j le, ja avatussa asennossa muodostavat virtaustiehen j 5 perättäisiä laajennuksia ja kuristuskohtia, ja että sulkuelimen harjanteen (15·) korkeus ei ylitä vastaavan sileäpintaisen sulkuelimen ulkopinnan korkeutta.
5. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen säätö-venttiili, tunnettu siitä, että virtauspoikkipinta-ala j 10 muuttuu avautuman funktiona seuraavan kaavan mukaan -1 pr r ; ViT 1 / N)2 · U2 * ί 1 ♦ h 2 * <DPf- DJ 1 15 y 2 2 + Γ r h* · Cvf2 · DPf Ap3 missä Hj * laatumuunnoskerroin y = korjauskerroin, joka ottaa huomioon virtauk-2o sen kurouman virtausaukossa h s venttiilin suhteellinen avautuma Cvf = täysin auki olevan venttiilin kapasiteetti-kerroin Ap « tulopuolen virtauspoikkipinta-ala 25 DPf » prosessiputkiston karakteristinen kerroin ηβ Δ Pf oe 9 - paine-ero, täysin auki t A 9 I-------- ti po paine-ero, täysin kiinni \ 7 38641