FI89407C - Vridspjaellventil - Google Patents

Description

1 39407

Kuri stusläppäventti il i

Keksinnön kohteena on kuristusläppcventtiili, joi.a käsittää venttiilipee "n, jossa on aukko virtaavaa väliainetta varten , venttiilin istukan, jolla on Metallista tai Muusta, j'ykkyy-ue 11iiän verrattavasta materiaalista olevan istukkarenkaan muoto, joka istukkarengas on järjestetty siten, että sitä voidaan s j i rt;ä säteen suunnassa venttiili pesässä olevassa urassa sekä siten, että sen muotoa voidaan elastisesti muuttaa säteen suunnassa urassa, kuristusläpän, joka on järjestetty siten, että s i c ; voidaan k a a n t a ; '· a a n t c a s s e 1 i n y m j > r r ± karan avulla avoimen asennon ja suljetun asennon välillä, jossa kuristusläpässä kuristusläpän kehällä oleva tiivistys-pinta puristetaan istukkarengasta vasten, sekä elimet, jotka on järjestetty, silloin kun kuristusläppää käännetään suljetusta asennosta avoimeen asentoon, pitämään istukkaren .usta paikallaan urassa ja lisäksi oleellisesti myös säilyttämään kuristusläpän tiivistyspin taan mukautetun muodon, jonka istukaa rengas on saanut.

Sen tyyppinen kuristusläppä, johon on viitattu edellä, on selitetty esimerkiksi julkaisussa US-A-4 284 264. Tämä kuristusläppä voi toimia yhdessä venttiilin istukkarenkaiden kanssa, jotka voivat olla eri muotoisia. Istukkarenkaalla voi olla esimerkiksi se muoto, joka on esitetty samassa US-patentti julkaisussa, tai muoto, joka ilmenee esimerkiksi julkaisusta 88.-1-448 382. kyr.s muut muodot ovat ajateltavissa, jos ori järjestetty elimet pitämään istukkarengasta siinä asennossa, jonka rengas on ottanut silloin kuri kuristusläppä asennuksen yhteydessä on käännetty avoimesta asennosta suljettuun asentoon, eli niin kutsutussa ensi-iskussa. Yhteistä näille is-·. ·. tukkarenkaille on kuitenkin se, että niillä on aukkoon päin käännetty ti i vistyspinta, jo k'a on kaareva. Kosketus tiivis-Lysasemiossa molempien tiivistyspintojen välillä tapahtuu sen vuoksi pitkin kapeaa aluetta ja toteutuu oleellisesti viiva-kosketuksena. Kuristusläpän ja istukan ympäri kehää tapahtuvan samanaikaisen Kiristyksen saamiseksi niin, että osaksi 2 894G7 vältetään kuristusläpän "kiinniottaminen" istukkaan jo sulke-i sl i ikkeen alkuvaiheessa ja osaksi niin, että oleellisesti vältetään pintojen välinen liukuminen, on tunnetulia kuris-tusläpällä kuristusläpän sivujen kanssa yhdensuuntaisessa leikkaustasossa, jota tämän jälkeen nimitetään nollatasoksi, soikeus, jonka isoakseli on kohtisuorassa kuristusläpän kään-töakselia vastaan. Samassa tarkoituksessa kuristusläpän kehälle on annettu kompleksikaksoiskaareva muoto, jolle on o n. i — naista se, että kuristusläpän kehän leikkausviivat kuristus-läpän läpi menevän ensimmäisen leikkaustason yhteydessä, joka leikkaustsso osuu yhteen karntcakselin kanssa ja on kohtisuorassa kuristusläpän läpi menevää symmetria tasoa vastaan, muodostuvat ympyrän, jonka keskipiste on oleellisesti kääntöak-selilla, ympyränkaarista, kun taas tiivistyapinnan leikkaus-linjat toisen leikkaustason yhteydessä, jonka leikkaustason muodostaa kuristusläpän läpi menevä symmetriataso, joka on kohtisuorassa kä< ntoakselia vastaan, muodostuvat suorista viivoista, joiden jatkeet osuvat yhteen, ja että tiivistys-pinnari kaarevuus siirtyy vähitellen ensinmainitusta ympyrästä ensimmäisessä leikkaustasossa äärettömän suuriin ympyröihin, so. suoriksi viivoiksi mainitussa toisessa symmetriatasossa. Tähän tunnettuun kuristusläppäventtii1iin on sisältynyt aiempiin konstruktioiiiin verrattuna merkittävä tekninen edistysaskel ja se on nykyisin Skandinaviassa selvästi hallitseva kuristusläppäventtiili ainakin paperi- ja sei1uloosateol1i-suudessa.

Suur· is ta eduistaan huolimatta venttiilissä on kuitenkin joitakin vajavaisuuksia. Siten kuristusläpän pinnan geometria on vaimea valmistaa matemaattisesti oikeassa muodossa, mikä on yhteydessä siihen, että muoto on vaikea ohjelmoida tietokoneohjattuun valmistukseen. Tiettyjä approksimaatioita täytyy tehuä tietokoneohjelmaan, mikä aiheuttaa sen, että matemaattisessa merkityksessä eksaktia muotoa ei saavuteta. Käytännössä tämä merkitsee sitä, että kuristusläpän kehän tiivis-tyspints saa tiettyjä pullistumia, jotka vastustavat samanaikaista , tiivistäviä kiristystä istukan ja kuristusläpän välillä ympäri koko kehän. Teoreettisesti tämä ongelma voitai- 3 894G7 siiri elii.. inoido, jos varmasti voitaisiin taata, että tiivistävä kosketus kuri s tus läpän ja istukan välillä tapahtuisi täsmälleen nollatasossa. Käytännössä ei kuitenkaan ole mitä; n sellaisia takuita johtuen tekijöistä kuten valmistuksen epä-tarkkuus, venttiilin läpi siirrettävän väliaineen aiheuttama kuluminen, lämpö-tilan ja vääntömomentin vaihtelut jne. Sen vuoksi kuristusläpän kehän tiivistyspinnalla täytyy olla suu-rcuipi leveys kuin leveys kosketusalueessa tietyssä tiivistys-asennossa, niin että tason, joka osuu yhteen uosketusviivan tai -alueen kanssa tietyssä ti ivistysasennossa, voidaan sallia muodostaa kulman nollatason kanssa. Aluksi tämä kulma on negatiivinen, jolloin tässä yhteydessä ymmärretään, että ensimmäisen sulkemisen yhteydessä saavutetaan sulkemisasento välittömästi ennen nollatasoa. Iiycs tässä asennossa täytyy täydellinen tiiviys saavuttaa myös ilman että kuristusläpän kääntöakselia asetetaan alttiiksi huomattavan suurelle vääntö:.or,enti] le. Hyvä tiivistys näissä alueissa voidaan saavuttaa, jos osaksi on suuri suhde toisaalta kuristusläpän ja istuimin välillä ja toisaalta käytettävän momentin välillä, osaksi on täydellinen tai lähes matemaattisesti täydellinen elliptinen muoto Uuristusläpässä siinä tasossa, joka osuu yhteen joka asennossa ajankohtaisen kosketusviivan tai -alueen kanssa, käellä mainitussa, tunnetussa venttiilissä, joi],e on ominaista muun muassa se, että leikkauslin jät symmetriata-son ja kuristusläpän kehän välillä muodostuvat suorista viivoista, ei ole näitä ideaalisia suhteita. Suora reuna rnaini-• Lussa osassa aiheuttaa pienemmän pintapairie/momenttisuhteen kuin on toivottavaa, ja muodot kosketusviivalla tai -alueella ·': a in i lussa tasossa, joka muodostaa kulman nollatason kanssa , saa enemmän tai vähemmän vääristyneen soikion muodon, joka muistuttaa halkileikatun munan muotoa.

. . Keksinnön päämääränä on parantaa edelleen edellä mainittua . ; tunnettua kuris tus 1äppäventtii1iä. Keksinnön tarkoituksena on siten tarjota venttiili, jolla, samanaikaisesti kun saadaan ' samanaikainen kiristys kehän ympäri, voidaan saavuttaa myös : korkea kiristyspaine tietyllä annetulla vääntörnomentilla sekä hyvä ja tiivistävä kosketus istukan ja kuristusläpän välillä'1 1 39407 kosketusviiva 11a tai -alueessa, myös silloin kun kosketusvii-van taso muodostaa kulman nollatason kanssa. Viimemainittu tavoite sisältää puolestaan sen, että kuristusläpän kehiin geometrian pitää olla sellaisen, että se verraten helposti voidaan ohjelmoida tietokoneohjattuun valaistukseen, so. niin, että tietokoneohjelmaan ei tarvitse lisätä sellaisia approksimaatioita, että pullistumia tai n.uita poikkeamia halutusta geometrisesta muodosta esiintyy valmistuksessa. Tor-kemi.in sanottuna viimemainittu tarkoittaa vuorostaan sitä, että kuristusläpän tiivistyspinnalla tasossa, joka osuu yhteen jokaisen ajateltavissa olevan kosketusviivan tai -alueen imuissa kuristusläpän tiivistyspinnan alueessa, on lähes täydellinen, toivottu elliptinen muoto, so. muoto, jonka poikkeamat matemaattisesti elliptisestä muodosta ovat mitättömiä.

Nämä ja muut tavoitteet voidaan saavuttaa siten, että keksinnölle on tunnusomaista se, mitä ilmenee jäljessä olevista patenttivaatimuksista sekä seuraavasta muutamien edullisten suoritusmuotojen selityksestä.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viittaamalla piirustuksen kuvioihin, joista

Kuvio 1 muodostaa tasokuvan suljetusta venttiilistä katsottuna kohti sitä sivua kuristusläpästä, joka on käännetty kääntöakseli sta,

Kuvio 2 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvion 1 leikkausta JI-II kohtisuorassa kuristusläpän kääntöakselia vastaan tasossa, joka osuu yhteen kuristusläpän symmetriatason kanssa, jolloin mittoja venttiilin läpivirtaussuunnassa on hieman liioiteltu,

Kuvio 3 muodostaa kuvion 1 leikkauksen III-III tasossa, joka osuu yhteen venttiilipesän alueessa kuristusläpän kääntö-akselin kanssa ja kuristusläpän alueessa, joka osuu yhteen Kuristusläpän keskiviivan kanssa, tässä nimitettynä kuristusläpän a k s i a a 1 i t a s o k s i , 5 39407

Kuvio H esittää kaaviollisesti kuristusläppää tasokuvussa sai,iästä suunnasta kuin kuvio 1,

Kuviot 5-9 esittävät kaaviollisesti osia kuvion 9 leik kauksissa V-V....IX-IX keksinnön ensir.i««öisen edullisen suoritusmuodon luukaan,

Kuvio 10 esittää kaaviollisesti perspektiivikuvana kuristus-läpän geometriaa tämän ensimmäisen suoritusmuodon mukaan,

Kuviot 11-15 esittävät kaaviollisesti kuristusläpän läpi meneviä osio leikkauksissa V-V....IX-IX vastaavalla tavalla kuin kuviot 5-5, mutta keksinnön toisessa suoritusmuodossa, ja

Kuvio 16 esittää kaaviollisesti perspektiivikuvaa kuristusläpän geometriasta tämän toisen suoritusmuodon mukaan.

Viitaten ensiksi kuvioihin 1-3 merkitään venttiilipesää yleisesti numerolla 1. Tämä koostuu pääosasta 2 ja peitelevystä 3. Venttiilin läpi menevää aukkoa on merkitty 4:llä. Kuris-tusläppää 5 voidaan kääntää kuvion 2 mukaisesta tiivistävästä asennosta avoimeen asentoon ja kääntäen karan 6 välityksellä, joka on laakeroitu venttiilipesän 1 pääosaan 2. Säätölaitetta karan 6 kääntämiseksi ei ole esitetty.

ilenkaan muoto isossa urassa 7 ventti ilipesässä 1 pääosan 2 ja peitelevyn 3 välissä on istukkaren"as 8. Tämä koostuu normaalisti ruostumattomasta, haponkestävästä teräksestä; vaihtoehtoisesti hyvin jäykästä muovimateriaalista ja on muuten muotoiltu mainitun julkaisun 3Ξ-Γ-^45 3«2 mukaan, jonka sisältö näin liitetään tähän patenttiselitykseen. Renpas € voi koostu.·; myös komposiittimateriaalista tai olla muodostettu useista materiaaleista. Sillä on leikkauksessa "olion" muoto pitkänomaisina runko-osineen 9. Sen molemmat sivut 10 ovat täy-.'·· sin tasaiset ja yhdensuuntaiset. Runko-osa 9 muuttuu renkaan : kuristusläppään 5 käännetyssä sivussa suoraan "pääosaksi'·' tylpnsti pyöristetyllä pinnalla 12, joka muodostaa venttiilin 6 89407 istukan tiivistyspinnan, jota vasten kuristusläppä 5 voidaan kiristää. Runko-osan 9 "lonkasta" 13, so. renkaan f- homogeenisen osan kehäalueesta, ulottuu pari renkaanmuotoisia laippoja 14 säteensuuritaisesti, symmetrisesti ulospäin. Esitetyssä leikkauksessa laipat 14 muodostavat jalat oliomaiselle hahmolle. Jokaisessa laipassa 14 on ulospäin suunnattu palle 16. Molemmat palteet 16 voidaan jousi vaikutuksen avulla puristaa aksiaalisuunnassa uran 7 sivuja vasten. Istukkarenkaan 8 muodolla ja istukkarenkaan 0 materiaalin valinnalla saavutetaan säteensuuntaison sopivan jäykkyyden, aksiaa 1 isuun tai-sen joustavuuden sekä aksiaalisuuntaisen uran 7 sivujen vastaisen tiivistyskyvyn haluttu yhdistelmä. Tiiviyden saamiseksi istukkarengasta G ei tarvitse siten puristaa säteensuun-taisesti uran 7 pohjaa vasten. Sen sijaan ura 7 on niin syvä, että is tukka rengas ta 8 voidaan siirtää säteensuuritaisesti ja myös muuttaa muodoltaan säteensuuritaisesti, so. uran 7 halkaisija on oleellisesti suurempi kuin istukkarenkaan 8 maksimi ulkoläpimitta, mikä tekee mahdolliseksi sen, että istukka-renkaan 8 paikka ja muoto voivat mukautua kuristusläppään 5 ensimmäisessä suljentaoperaatiossa, niin kutsutussa ensi-iskussa, joka suoritetaan kuristusläpällä. Laipat 14 ovat samanaikaisesti niin jäykkiä;, so. niiden jousivoima on niin suuri, että se kykenee pitämään istukkarenkaan 8 paikallaan siinä asennossa, jonka se on ottanut ensi-iskussa ja oleellisesti i.työs säilyttämään muodonmuutoksen, jonka se on saanut ensi-iskussa. Tarkemmin sanottuna istukkarengas 8 on saanut elliptisen muodon ensi-iskussa, mitä selitetään lähemmin seu-raavana. Tiettyä takaisinjoustoa tästä elliptisestä muodosta renkaan 8 alkuperäiseen, pyöreää» muotoon tapahtuu, kun venttiiliä avataan, mutta pääosa istukkarenkaan elastisesta muodonmuutoksesta, joka on saatu ensi-iskussa, säilyy.

Kuristusläpän 5 kehää? on merkitty 18. Ympärimenevää keskiviivaa kehällä 18 on merkitty 19· Taso, joka osuu yhteen tämän keskiviivan 19 kanssa, muodostaa aiemmin mainitun nollatason, jota merkitään 20. Ideaalisessa tapauksessa keskiviiva 19 muodostaa kosketusviivan kuristusläpän ja istukan välillä silloin, kun kuristusläppä 5 on tuotu tiivistävään kiristyk- 7 89407 seen istukkarengasta 8 vasten. Nähdään kuitenkin, että kosketus kuristusläpän ja istukan välillä ei tapahdu pitkin matemaattisessa Merkityksessä viivaa vaan pitkin kapeaa aluetta, nähdään edelleen, että kosketusviiva tai -alue harvoin tapaa keskiviivalla 19/nollatasolla 20 valli', istustoleranssien, kulumisen, lämpötilavaihteluiden ja siten aiheutettujen n.ittamuu-tosten jne, vuoksi. Näistä syistä kosketusviivalla tai -alueella täytyy olla käytettävissään suurempi alue kuristusläpän kehästä 18. Tätä tiivistykseen käytettävissä olevaa aluetta on merkitty katkoviivoin ja nimitetään jatkossa kuristusläpän tiivistyspinnaksi 21. Sen leveys voi vaihdella tapauskohtaisesti. Peukalosääntönä voidaan tiivistyspinnan 21 leveydeksi antaa 2/3 kuristusläpän kehän 18 leveydestä. Syy siihen, että kuristusläpän kehä 18 on jonkin verran leveämpi kuin tiivis-tyspinta 21, on se, että nämä ulommat kehäalueet muodostavat ylimääräisen turvan kuristusläpän "ylilyönnille", so. sitä käännetään istukan yli suljettaessa, mikä, jos se tapahtuisi, aiheuttaisi vahinkoa.

Kuristusläpän 5 kehän 18 muotoa ensimmäisen suoritusmuodon mukaan selitetään nyt lähemmin viittaamalla kuvioihin 4-10. Kuten alussa on mainittu, on keksinnön tavoitteena muun muassa saada aikaan venttiili, jossa kiristyspaineen ja käytetyn vääntcmomentiri välinen suhde on suuri, elliptinen muoto kosketusvii valla tai -alueessa jokaisessa kosketusasennossa kuristusläpän tiivistyspinnalla 21, samanaikainen kiristys ympäri, sekä mahdollisuus siirtää geometria tietokoneohjelmaan kuristusläpän kehän tietokoneohjattua valmistusta varten, jotka tavoitteet voidaan saavuttaa kuristusläpän geometrian uudella muotoilulla.

Kuvio 9 esittää kuristusläpän 5 symmetriatasoa kuvion 4 leikkauksessa IX-IX. Kuvio 5 esittää kuristusläpän 5 aksiaali-leikkausta kuvion 4 kuvassa V-V kulma-asennossa /3 = 90°; 270°, jolloin kulma /* lasketaan myötäpäivään pystysuorasta viivasta lähtien keskiviivasta 22, joka on kohtisuorassa nol-Iatasoa 20 vastaan. Kuvio 6, kuvio 7 ja kuvio 8 esittävät leikkausta kulma-asennoissa /3 = 67,5°; 247,5°, /5 = 45°; 8 894C7 225°, vastaavasti β = 22,5°; 202,5°. Kuristusläpän jäljelle jäävät osat muodostavat peilikuvaksi käännettyjä kopioita ensinmainituista.

Aksiaalileikkauksessa, kuvio 5, kuristusläpällä 5 on reuna-profiili, jonka muodostaa säde R, jonka kantapiste on kuristusläpän keskiviivalla 22. Pisteet Xi ja x2 muodostavat keskiviivan 19 ja aksiaalileikkauksen väliset leikkauspisteet. Vastaavia pisteitä kuvion 6 leikkauksessa on merkitty Ci; c2 ja vastaavasti fi; f2, kuviossa 7 bi; b2 ja vastaavasti gi; g2, kuviossa 8 ai; a2 ja vastaavasti hi; h2 ja kuviossa 9 z ja vastaavasti y. Kuvion 6 leikkauksessa kuristusläpän kehällä - tai oikeammin sanottuna sen emävii-valla - on kaarevuussäde 1,293R, kuvion 7 leikkauksessa sillä on kaarevuussäde 2R, kuvion 8 leikkauksessa se on kasvanut 2,707R:ksi ja symmetriatasossa kuristusläpän kehällä 18 on kaarevuussäde 3R. Annettujen leikkausten välillä kaarevuussäde muuttuu jatkuvasti aksiaalileikkauksen (β = 90°; 270°) R:stä symmetriatason kaarevuussäteeseen 3R, missä β= 0; 180°, kuvio 9. Mielivaltaisessa kulma-asennossa βη 0:n ja 90°:n välillä pätee seuraava yhtälö säteen Rn pituudelle .

R„ = R·(2+οο32βη) ---- (1) Säteen R määrittelee aksiaaliepäkeskisyys, m, so. kääntöak-selin 23 ja nollatason 20 välinen etäisyys, siten että R = [(Di/2)2 + m2]1/2 ---- (2)

Ylhäällä olevassa kaavassa Di merkitsee halkaisijaa tai oikeammin sanottuna pikkuakselin pituutta keskiviivalla 19. Säteen R ja nollatason 20 välinen kallistuskulma ai määräytyy kaavasta tan ai = m/(Di/2) ----(3) 9 89407

Symmetriatasossa, kuvio 9, kuristusläpällä on halkaisija tai o ikea mu in sanottuna isoakselin pituus, jota on merkitty nollatasossa 20. Isoakselin ja pikkuakselin D i välinen ero riippuu venttiilin koosta. Pienikokoisilla venttiileillä, so. halkaisija noin 75 mm, soikeus on 0,5 δ 0,6 mm, so. isoakseli Dcj on 0,5 δ 0,6 mm suurempi kuin pikkuakseli D-j. Suuremmilla venttiileillä, so. venttiileillä joiden kuristusläpän halkaisija on suuruusluokkaa 1200 mm, on soikeus 1,5 δ 1,6 rnra. Välissä olevilla mitoilla soikeus kasvaa jatkuvasti 0,5 δ 0,6 t v! mistä 1,5 δ 1,6 ra m : i i n.

Syraraetr iatasossa, kuvio 9, kaarevuussäde 3R nojaa pisteeseen y kulmassa <*r, nollatasoon 20, joka kulma on vähintään c° ja korkeintaan 1 60 suurempi kuin kulma , kun taas säde 3 k pisteeseen z nojaa nollatasoon kallistuskulmassa «x.q, joka on vähintään 6° ja korkeintaan 16° pienempi kuin kulraa . Pisteiden z ja y välissä (0°-l80° ja vastaavasti l80°-360°) pätee kaava (9) kaarevuussäteen kallistuskulmalle nollatasoa 20 vastaan. Kulma /3n muodostaa kuten aiemmin leikkauksen kulman symmetriatasoa vastaan lähtien pisteestä z.

<*n = °^ci + (1 - cos/3n)/2 · - <*,0) -----(4)

Kuristusläpän toinen puolisko (l80°-360°) on peilikuvaksi käännetty kopio ensimmäisestä puoliskosta.

Sivuepäkeskisyys s kuvioihin 5-10 viitaten selitetyssä kuris-tusläpässä nousee maksimissaan 0,5 mm:iin pienemmillä kuris-tusläppähalkaisijoilla ja 3 mm:iin suurimmilla venttiileillä. Kuitenkin sinänsä on mahdollista eliminoida kaikilla dimensioilla täysin sivuepäkeskisyys s, mutta tiettyä sivuepäkeski-syyttä, kuitenkin korkeintaan edellä mainittua, on pidettävä : : parempana lisätakuun luomiseksi sen avulla, jotta kuristuslä- ; pän ja istukan välinen kosketus, sen jälkeen kun istukkaren- i.as 8 mainitun "ensi-iskun" jälkeen on mukautunut tiivistys-pinnan 21 geometriaan, tapahtuu ainoastaan kuristusläpän sa- manaikaisessa kiristymisessä istukkaa vastaan ympäri suljet taessa, ja vastaavasti loppuu kun venttiiliä avataan.

10 89 407

Kaikki tasot, jotka menevät läpi kuristusläpän, jolla on kuvioi! iin 1-10 viitaten selitetty kuristusläpän geometria, ja jotka ovat yhdensuuntaisia nollatason 20 kanssa, ovat elliptisiä. Myös kaikilla muilla leikkaustasoilla, jotka menevät läpi kuristusläpän kuristusläpän tiivistyspinnan 21 alueessa ja kallistuvat nollatasoa 20 vastaan, on ääriviiva, joka liittyy läheisesti ellipsiin matemaattisessa merkityksessä. Vaikka suljettaessa käännetään esimerkiksi nollatason 20 ohi tietty kulma y - kuvio 2 - saadaan siten kosketusviiva tai - alue, jolla on toivottu elliptinen muoto. Kaarimuodon ansiosta myös symnetriatasossa, kuvio 5, saadaan samanaikaisesti mainitulla käiäntökulmalla V sopiva suhde kiristyspaineen ja käytetyn vääntönomentin välillä.

Kuvioiden 5-10 mukaisissa suoritusmuodoissa kuristusläpän kaa-revuussäde leikkaa aksiaalileikkausta, kuvio 5, lukuunottamatta kaikissa tapauksissa kuristusläpän keskiviivan 22. Aksiaa-litasoosa, kuvio 5, säteen kantapiste on keskiviivalla 22.

Kuvioissa 11-16 esitettävän suoritusmuodon mukainen kuristus-läppä eroaa edellä olevasta suoritusmuodosta siten, että säteillä R^-Rq kaikissa esitetyissä leikkauksissa ja kaikissa niiden välisissä leikkauksissa on kantapisteensä keskiviivalla 22. Säde R-j aksiaalitasossa, kuvio 11, on yhtä suuri kuin säde R aksiaalitasossa, kuvio 5, edellä olevassa suoritusmuodossa. Kuristusläpän kehän kaarevuussäde kaikissa muissa leikkauksissa, jotKa osuvat yhteen keskiviivan 22 kanssa, on pienempi kuin kaarevuussäteet vastaavissa leikkauksissa edellä olevassa suoritusmuodossa. Mielivaltaisessa leikkauksessa, jossa halkaisija nollatasossa 20 on Dn ja etäisyys säteen Rn kuntopisteestä keskiviivalta 22 nollatasoon 20 on mn, määrää säteen Rn pituuden Pythagoraan kaava: R„ = |<D„/S)2 + »n2]1/2 .....(5) 11 89407

Muuten kuristusläpä.llä on samat dimensiot, kulmat *-j - o<.0, akseliepäkeskisyys m, sivuepäkeskisyys kuin edellä olevan suoritusmuodon mukaan. Myös kuristusläpän soikeus on sama kuin edellä olevassa tapauksessa. Edelleen saavutetaan, että jokaisessa ajateltavissa olevassa kosketusviivassa tai -alueessa kuristusläpän tiivistyspinnan 21 alueessa saa soikean muodon, joka hyvin suurella tarkkuudella liittyy matemaattisesti määriteltyyn ellipsiin. Eräs kuvioiden 11-16 mukaisen suoritusmuodon etu on, että kuristusläpän kehän 18 geometria vielä helpommin ja matemaattisesti täsmällisemmin kuin kuvioiden 5-10 mukainen suoritusmuoto voidaan ohjelmoida kuristusläpän keliäpinnan tietokoneohjattua valmistusta varten. Samalla saavutetaan se etu, että saadaan vielä suotuisampi kiristyspaineen ja käytetyn vääntömomentin välinen suhde.

Edellä selitetyt suoritusmuodot havainnollistavat ainoastaan kahta esimerkkiä kuinka keksinnön perusperiaate voidaan toteuttaa. Ymmärretään, että monet muut muunnokset, jotka käyttävät hyväksi ympyrämäisiä kaaria kaikissa leikkauksissa, ovat mahdollisia. Kuitenkin voidaan ajatella myös kuritusläp-päpinnan ei-pyöreitä kaaria leikkaustasossa, joka osuu yhteen kuristusläpän keskiviivan 22 kanssa. Kaariviivat voidaan muodostaa synmetriatasossa esimerkiksi evolventtikäyristä, arki-meedisten tai logaritmisten spiraalien osista, paraabelien tai hyperPelien tai muiden ei-ympyrämäisten käyrien osista. Jos valitaan jokin näistä käyrämuodoista symmetriatasossa, vähenee kaarevuus vähitellen kiristyksen jatkuessa symmetria-tasossa, kun venttiiliä suljetaan, so. kuristusläpän ja istukan välisessä suhteellisessa liikkeessä istukka kohtaa symmetriatasossa aina tasaisemman kaaren kuristusläpän pinnalla. Aksiaalitasossa kaarevuus on myös näissä suoritusmuodoissa kuitenkin puhtaasti ympyrämäinen ja säteen kantapiste keskiviivalla, kuten selitetyissä suoritusmuodoissa. Aksiaalile ikää kauksen ja syrnmetrialeikkauksen välillä on jatkuvia siirtymä- muotoja puhtaasti ympyrämäisen kaaren ja evolventtimuodon, . spriaalimuodon tai vastaavan, välillä. Mahdollisuus keksinnön puitteissa valita näitä äärimmäisen monimutkaisia kuristus-·;' läppägeometrioita on tässä mainittu keksinnön variaatiomah- 12 89407 dollisuuksien havainnollistamiseksi. Voidaan myös ajatella, että käyttämällä hyväksi näitä komplekseja muotoja voidaan saavuttaa etuja, jotka voivat motivoida mutkikkuudet, jotka sinänsä ovat seurausta monimutkaisemmasta geometriasta.

Claims (14)

13 S 9 4 G 7 l. Kuristusläppäventtiili, joka käsittää venttiilipesän (1), jossa on aukko (4) virtaavaa väliainetta varten, venttiilin istukan, jolla on metallista tai muusta, jäykkyydeltään verrattavasta materiaalista olevan istukkarenkaan (8) muoto, joka istukkarengas on järjestetty siten, että sitä voidaan siirtää säteen suunnassa venttiilipesässä olevassa urassa (7) sekä siten, että sen muotoa voidaan elastisesti muuttaa säteen suunnassa urassa, kuristusläpän (5), joka on järjestetty siten, että sitä voidaan kääntää kääntöakselin (23) ympäri karan (6) avulla avoimen asennon ja suljetun asennon välillä, jossa kuristusläpän kehällä (18) oleva tii-vistyspinta (21) puristetaan istukkarengasta (8) vasten, sekä elimet (14), jotka on järjestetty silloin, kun kuris-tusläppää käännetään suljetusta asennosta avoimeen asentoon, pitämään istukkarengasta paikallaan urassa ja lisäksi oleellisesti myös säilyttämään kuristusläpän tiivistyspintaan mukautetun muodon, jonka istukkarengas on saanut, jolloin tii-vistyspinnan (21) leikkausviivat kuristusläpän läpi menevän ensimmäisen leikkaustason kanssa, joka leikkaustaso osuu yhteen kääntöakselin (23) kanssa ja on kohtisuorassa kuristusläpän läpi menevää symmetriatasoa vastaan, muodostuvat ympyränkaarista, joiden ensimmäinen säde on (R) ja kantapis-te kääntöakselilla, tunnettu siitä, että tiivistyspinnan (21) leikkausviivat kaikkien muiden leikkaustasojen kanssa, jotka leikkaustasot osuvat yhteen kuristusläpän keskiviivan (22) kanssa ja joiden joukossa on se leikkaustaso, joka yhtyy symmetriatasoon, muodostuvat suorista viivoista poikkeavista kaarista, joilla on toinen kaarevuussäde kuin mainittu ensimmäinen säde (R), ja että kuristusläpän kehän tii-vistyspinnalla on suurempi leveys kuin leveys kosketusalu-eessa tietyssä tiivistysasennossa siten, että se taso, joka yhtyy kosketusviivaan tai kosketusalueeseen voi muodostaa kulman nollatason kanssa eli sen leikkaustason kanssa, joka on yhdensuuntainen kuristusläpän sivujen kanssa, jolloin myös näissä kulma-asennoissa saavutetaan tiiviys kuristusläpän ja istukan välillä. 14 ϋ 9 4 C 7

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kosketusviiva tai -alue istukkarenkaan ja kuristus-läpän välissä kuristusläpän tiivistyspinnan (21) alueessa muodostuu soikioista, joilla on oleellisesti elliptinen muoto ja joiden isoakseli osuu yhteen kuristusläpän läpi menevän mainitun symmetriatason kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kuristusläpän soikeus on välillä 0,5 ja 1,6 mm.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että säde toiseen (y) leikkauspisteistä (z,y) kuristusläpän kehän ympäri menevän keskiviivan (19) ja kuristusläpän kehän ja kuristusläpän symmetriatason välisten leikkausviivojen välillä muodostavat ensimmäisen kulman (a5) tasoa, niin kutsuttua nollatasoa (20), vastaan, joka osuu yhteen keskiviivan (19) kanssa, joka kulma (a5) on vähintään 8° ja enintään 16° suurempi kuin kulma (ax) säteen ja vastaavien leikkauspisteiden aksiaalileikkauksessa välillä, so. tasossa, joka on kohtisuorassa symmetriatasoa vastaan, ja että säde toiseen (z) mainituista leikkauspisteistä (z,y) muodostaa toisen kulman (a9) nollatasoa (20) vastaan, joka kulma (α9) on vähintään 8° ja enintään 16° pienempi kuin mainittu kulma (a1) aksiaalileikkauksessa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kaarevuussäteen kallistuskulma (an) nollatasoa vastaan lisääntyy jatkuvasti toisessa kuristusläpän puolikkaassa ensimmäisestä kulmasta (αχ) aksiaalileikkauksessa mainittuun suurempaan kulmaan (a5) symmetriatasossa, kun taas toisessa kuristusläpän puolikkaassa kaarevuussäteen kallistus-kulma (an) pienenee kulmasta (a^) aksiaalileikkauksessa mainittuun pienempään kulmaan (a9) symmetriatasossa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että mainittujen leikkauspisteiden (z,y) välillä leik-kaustasossa pätee seuraava kaava kaarevuussäteen kallistus-kulmalle (an) nollatasoa (20) vastaan: 15 b 9 4 G 7 αη = α9 + d - cos6n) /2 (α5 - α9) jossa α5 muodostaa mainitun kulman nollatason ja toiseen (y) leikkauspisteistä (z,y) menevän säteen välillä leikkauspisteiden ollessa keskiviivan (19) ja kuristusläpän kehän ja sen sym-metriatason välisten leikkausviivojen välissä, a9 muodostaa mainitun kulman nollatason ja toiseen (z) leikkauspisteistä (z,y) menevän säteen välillä leikkauspisteiden ollessa keskiviivan (19) ja kuristusläpän kehän ja sen sym-metriatason välisten leikkausviivojen välissä, ja βη muodostaa tarkastellun leikkauksen kulman symmetriatasoa vastaan lähtien ensin mainitusta pisteestä (z).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että leikkausviivojen kaarevuus tiivistyspinnan ja mainitun toisen leikkaustason välissä jatkuvasti pienenee ensimmäisestä leikkaustasosta, jonka muodostaa aksiaalitaso, symmetriatasoon, jolla on pienin kaarevuus.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että leikkausviivoilla tiivistyspinnan ja symmetriatason välissä on kaarevuussäteet (3R), jotka ovat vähintään kaksi kertaa niin suuria kuin mainittu ensimmäinen säde, mutta pienempiä kuin äärettömyys.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että mainitut kaarevuussäteet symmetriatasossa ovat 2-4 kertaa säde (R) aksiaalitasossa.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kaarevuussäde (R9) ensin mainittuun (z) leikkauspisteistä (z,y) kuristusläpän kehän ympäri menevän keskiviivan (19) ja kuristusläpän kehän ja kuristusläpän symmetriatason välisten leikkausviivojen välissä on pienempi kuin mainittu ensimmäinen säde (Rx) aksiaalitasossa, kun taas säde (R5) toiseen (y) mainituista leikkauspisteistä on . . suurempi kuin mainittu ensimmäinen säde (R-^ aksiaalitasos- 16 β 9 4 C 7 sa, kuitenkin pienempi kuin 2 kertaa tämä ensimmäinen säde (Rx) .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että tiivistyspinnan ja mainitun toisen leikkaustason välisten leikkausviivojen välinen kaarevuus jatkuvasti kasvaa, so. kaarevuussäteet (R6, R7, R8) pienenevät, ensimmäisestä leikkaustasosta symmetriatasoon siinä kuristusläpän kehän puoliskossa, johon ensin mainittu (z) mainituista leikkauspisteistä (z,y) on sijoitettu, kun taas tiivistys-pinnan ja mainitun toisen leikkaustason välisten leikkaus-viivojen kaarevuus jatkuvasti pienenee, so. kaarevuussäteet (R2, R3, R4) kasvavat, ensimmäisestä leikkaustasosta symmetriatasoon kuristusläpän vastakkaisessa puoliskossa symmetriatasoon, jolla on pienin kaarevuus kuristusläpän tällä puolella.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kaarevuussäteillä kaikissa kuristusläpän läpi menevissä leikkauksissa, jotka osuvat yhteen symmet-riatason kanssa, on kantapisteensä symmetriaviivalla ja että kaarevuussäteen Rn pituuden määrää kaava: Rn = [ (Dn/2) 2 + Itin2]1/2 j ossa Dn on halkaisija nollatasossa ja on etäisyys säteen Rn keskiviivalla (22) olevasta kantapisteestä nollatasoon (20).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kaikki leikkausviivat tiivistyspinnan ja kuristusläpän läpi menevän leikkaustason, joka osuu yhteen keskiviivan kanssa, välillä muodostuvat ympyränkaaris- ta.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että tiivistyspinnan ja symmetriatason väliset leikkausviivat muodostuvat evolventtikäyristä, arkimeedisten 17 8 9 407 tai logaritmisten spiraalien osista, paraabelien tai hyper-belien tai muiden ei-ympyrämäisten käyrien osista, joiden kaarevuus pienenee siinä suunnassa, jossa istukka liikkuu kuristusläpän suhteen sulkemisliikkeen aikana, ja että leikkausviivat kaikissa kuristusläpän läpi menevissä leikkaus-tasoissa, jotka osuvat yhteen keskiviivan kanssa aksiaali-tason ja symmetriatason välissä, muodostuvat siirtymämuo-doista ympyränkaarien ja mainittujen ei-ympyrämäisten käyrien välillä.