FI89301C

FI89301C - Ventilanordning

Info

Publication number: FI89301C
Application number: FI881750A
Authority: FI
Inventors: Karl-Magnus Engelbertsson
Original assignee: Hedbaeck Ab Tore J
Priority date: 1987-02-05
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1993-09-10
Also published as: EP0313552A1; FI89301B; US4889163A; FI881750L; ATE75014T1; DK167629B1; DK248588D0; DE3778368D1; DK248588A; EP0313552B1; FI881750A0

Description

89301

Venttiililaite

Ventilanordning 5 Tämän keksinnön kohteena on venttiililaite, joka käsittää venttiili -pesän, joka on varustettu väliaineen tuloaukolla ja poistoaukolla sekä 10 venttiilipesään tulo- ja poistoaukon väliin kierrettävästi sovitetun ja venttiilipesää vasten tiivistävästi asennetun pallomaisen vent-tiilikappaleen, joka on varustettu väliaineen virtauskanavilla, joiden mikä tahansa poikkipinta on pieni suhteessa tuloaukon/poistoaukon mihin tahansa poikkipintaan ja muotoiltu aikaansaamaan olennainen 15 virtausvastus ja paineenalennus, jotka virtauskanavat on järjestetty siten, että kaikki virtauskanavat ovat auki tuloaukkoon samoin kuin poistoaukkoon, kun venttiili on täysin auki.

Väliainevirtauksen säätämiseksi tavalliset palloventtiilit, jotka 20 käsittävät kaksi kuristuskohtaa sarjassa niiden väliin suljetun kiinteän tilavuuden kanssa, ovat osoittautuneet sopiviksi. Kuitenkin korkeissa paineolosuhteissa kehittyy suuria virtausnopeuksia näissä ku-ristuskohdissa johtuen pienistä poikkileikkauksista, joilla on vähäinen ulottuvuus virtaussuunnassa, mikä voi aiheuttaa kavitaatiota ja 25 korkean äänitason. Kriittisin hetki säädettäessä on silloin, kun en-: simmäinen vapaa poikkileikkauspinta, erityisesti poistopuolta kohti, avautuu. Tässä asennossa avautuneen virtaustien täytyy antaa suuri '· virtausvastus myöskin pienillä virtausmäärillä.

30 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada väliainevirtauksen säätämiseksi . - samalla yksinkertainen ja tehokas laite, jossa vältetään kavitaation ja korkean äänitason epäkohdat.

Tässä tarkoituksessa keksinnön mukaan ehdotetaan laitetta, jolla on 35 patenttivaatimuksissa esitetyt tunnusmerkit.

-Keksintöä kuvataan lähemmin ei rajoittavina esimerkkeinä, viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 2 89301 kuvio 1 esittää pituusleikkausta keksinnön ensimmäisen sovellutusmuo-don mukaisesta venttiilistä, kuvio 2 esittää venttiilikappaletta leikkauksena II-II kuviosta 1, 5 kuvio 3 esittää pituusleikkausta venttiilikappaleesta avauskulmalla a - 25°, kuvio 4 esittää kuviota 3 vastaavaa leikkausta, mutta avauskulman ollessa a - 45°, 10 kuvio 5 esittää samoin kuviota 3 vastaavaa leikkausta avauskulmalla a - 56°, kuvio 6 esittää leikkausta VI-VI kuviosta 7 venttiilin toisesta sovel-15 lutusmuodosta ja kuvio 7 esittää venttiiliä leikkauksena VII-VII kuviosta 6.

Viitaten kuvioon 1 palloventtiili käsittää venttiilipesän 1, jossa on 20 tuloaukko 2 ja poistoaukko 3 sekä venttiilipesään 1 kiertyvästi sovitettu venttiilikappale 4. Venttiilikappale 4 on laakeroitu tiivistä-västi venttiilipesään 1 muodostettua rengasmaista tilaa 5 vasten kahden venttiilin istukkarenkaan 6 välityksellä. Venttiilin istukkaren-kaat 6 on yhdistetty ulkokehillään kiinteästi venttiilipesään 1 ja 25 niiden sisäkehillä on välys venttiilipesään 1 nähden, venttiilikap-paleen 4 joustavan liikkeen sallimiseksi.

Venttiilikappale 4 (kuviot 1,2) on kierrettävissä siihen kiinteästi yhdistetyn venttiilikaran 7 välityksellä ja siinä on kaksi ryhmää 30 läpikulkevia virtauskanavia 8,9. Poikkileikkaukseltaan pyöreät vir-tauskanavat 8,9 on sopivimmin rihlattu poikkisuunnassa esimerkiksi kierteillä. Kanavien 8,9 ryhmät on sovitettu diametraalitason molemmille puolille, jolloin kanavilla 8 on pienempi läpimitta kuin kanavilla 9. Venttiilikappale 4 käsittää lisäksi kaksi sileää, läpimital-35 taan suurempaa, mainittuun tasoon tehtyä virtauskanavaa 10. Kun venttiili on suljettu, kaikki kanavat päätyvät tilaan 5. Sitä vastoin : avoimessa venttiilissä kanavat päätyvät tuloaukkoon 2 ja poistoaukkoon 3 89301 3, kuten käy selville kuviosta 1.

Venttiilin toimintatapa tullaan kuvaamaan seuraavassa kuvioiden 3-5 avulla, joissa kuvio 3 esittää venttiilikappaletta avauskulmalla 5 a - 25°. Tässä tapauksessa ainoastaan harvoja kanavia 8 ja 9 on avattu. Väliaineen pääasiallinen virtaustie on merkitty nuolilla. Väliaine virtaa siten ensimmäisen, kanavien 8 muodossa olevan kuristuskohdan kautta rengasmaiseen tilaan 5 ja puolen kehän ympäri virratakseen sitten ulos toisen, kanavien 9 muodossa olevan kuristuskohdan kautta. 10 Kanavilla 8 on pieni läpimitta, mikä aiheuttaa suuren virtausvastuksen ja siten paineen suuren laskun. Kanavien rihlaus aiheuttaa yhä enemmän kasvaneen virtausvastuksen ja suuremman paineen laskun samanaikaisesti pienemmän virtausnopeuden kanssa. Edellä esitetty pätee myöskin kanaville 9, joilla kuitenkin on jonkin verran suurempi läpimitta virtaus -15 nopeuden ja paineen laskun pienentämiseksi, minkä johdosta kavitaation vaara pienenee.

Kuviossa 4 esitetään venttiilikappale 4 avauskulmalla a — 45°, jolloin kaikki kanavat 8 on avattu ja päätyvät tuloaukkoon 2 ja tilaan 5 ja 20 kaikki kanavat 9 samoin on avattu, mutta päättyvät tilaan 5 ja pois-toaukkoon 3. Tämä merkitsee sitä, että täysi virtaus suurimmalla paineen laskulla voi kulkea venttiilin läpi.

Kun venttiiliä avataan enemmän kuin 45° (kuvio 5) osa väliainetta voi 25 virrata suoraan tuloaukosta poistoaukkoon, jolloin tämä väliaineosuus · kasvaa venttiilin avauksen lisääntyessä. Samanaikaisesti avataan kana- : " vat 10 nesteen suoraa virtausta varten tuloaukosta 2 poistoaukkoon 3, mikä pienentää paineen laskua venttiilissä.

: : 30 Siten avattaessa venttiiliä 0°:sta 45°:een läpivirtaus tulee kasvamaan maksimiinsa, suuren paineen laskun säilyessä. Venttiilin jatkuvalla avauksella paineen lasku pienenee vähittäin, saavuttaakseen minimin avauksella 90°, jolloin saavutetaan suora läpivirtaus kaikissa kanavissa.

35 ... Kuvioissa 6 ja 7 esitetään keksinnön eräs toinen sovellutusmuoto, jossa venttiilikappale 4 on sorvattu ja varustettu lieriömäisellä 4 89301 sisäosalla 11. Sisäosassa 11 on joukossa samankeskisiä, välin päähän toisistaan tehtyjä putkimaisia elimiä 12, joissa on aallotettuja sisäelimiä 13 sovitettuna välitiloihin. Tällä tavalla muodostuu siksak-muotoisia virtauskanavia 14, jotka ovat väliaineyhteydessä venttiili-5 kappaleeseen 4 tehtyjen, poikkileikkaukseltaan pyöreiden virtaus-kanavien 15 kanssa. Väliaineyhteys on muodostettu sopivimmin siten, että jokainen virtauskanava 15 voi päätyä kahteen erilliseen kanavaan 14.

10 Venttiilin toimintatapa on yhtäpitävä ensimmäistä sovellutusmuotoa varten kuvatun toimintatavan kanssa, mutta tekee mahdolliseksi saavuttaa paineen vielä suuremman laskun ilman kavitaation vaaraa.

Keksinnöllisen ajatuksen puitteissa luonnollisesti venttiililaitteen 15 modifikaatiot ovat mahdollisia. Niinpä esimerkiksi voidaan vaihdella kanavien lukumäärää, kokoa ja sijoitusta eri tavoin, riippuen mihin säätöominaisuuteen pyritään. Edelleen kanavat voidaan muodostaa kar-tiomaisiksi poistoaukkoa kohti suurenevalla poikkileikkausella.

20

Claims

1. Venttiililaite, joka käsittää venttiilipesän (1), joka on varustettu väliaineen tuloaukolla (2) ja poistoaukolla (3) sekä venttiili- 5 pesään (1) tulo- ja poistoaukon (2,3) väliin kierrettävästi sovitetun ja venttiilipesää (1) vasten tiivistävästi asennetun pallomaisen ventti ilikappaleen (4), joka on varustettu väliaineen virtauskanavilla (8-10;14,15), joiden mikä tahansa poikkipinta on pieni suhteessa tulo-aukon/poistoaukon mihin tahansa poikkipintaan ja muotoiltu aikaansaa-10 maan olennainen virtausvastus ja paineenalennus, jotka virtauskanavat on järjestetty siten, että kaikki virtauskanavat ovat auki tuloaukkoon (2) samoin kuin poistoaukkoon (3), kun venttiili on täysin auki, tunnettu siitä, että rengasmainen tila (5), joka ympäröi vent-tiilikappaletta (4) olennaisesti sen koko kehän alueella, on muodos-15 tettu venttiilipesään (1) ja että virtauskanavat käsittävät kaksi ryhmää kanavia (8,9;15), jotka on järjestetty siten, että kanavat (8), jotka kuuluvat ensimmäiseen ryhmään, on järjestetty venttiilikappaleen (4) diametraalisen tason yhdelle puolelle ja avautuvat tilaan (5) ja tuloaukkoon (2), kun venttiili avautuu, samanaikaisesti kun kanavat 20 (9), jotka kuuluvat toiseen ryhmään ja jotka on järjestetty diametraa lisen tason vastakkaiselle puolelle, avautuvat tilaan (5) ja poisto-aukkoon (3) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunne t tu siitä, että - 25 virtauskanavilla (9), jotka kuuluvat toiseen ryhmään, on suurempi : " poikkipinta suhteessa virtauskanaviin (8), jotka kuuluvat ensimmäiseen ryhmään.

, 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että 30 kanavat (8,9), joissa on suhteellisen pieni poikkipinta, on uritettu : poikkisuunnassa virtausvastuksen lisäämiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että virtauskanavat käsittävät kaksi kanavaa (10), joilla on olennaisesti 35 suurempi poikkipinta kuin ensimmäisillä ja toisilla kanavilla (8,9), ·. että kanavat (10) ovat diametraalisesti kiertoakselin tasoa vastaan. 6 89301

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että venttiilikappaleessa (4) on lieriömäinen ontelo, varustettuna sisäosalla (11), joka käsittää siksak-muotoisia kanavia (1^) väliaineyh-teydessä venttiilikappaleeseen (4) järjestettyjen kanavien (15) kans- 5 sa.

5 89301

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisäosa (11) on muodostettu samankeskisistä, putkimaisista välin päähän toisistaan sovitetuista elimistä (12), joissa on välitiloihin si- 10 joitettuja aallotettuja sisäosaelimiä (13).

7 89301