FI91556B - Venttiili - Google Patents

Description

91556

Venttiili Tämän keksinnön kohteena on venttiili, jossa on venttiilitilaa ympäröivä venttiilipesä ja ainakin kolme 5 venttiilitilaan johtavaa liitoskanavaa, jolloin venttiili-tilaan on järjestetty akselin ympäri kääntyvä suljinelin, joka tukeutumalla tiivisysvälineen tiivistyspintoihin toimii yhteistyössä venttiilipesän kanssa, jolloin yksikappa-leinen, pallomaisen tai elliptisen häkin muotoinen tiivis-10 tyselin käsittää useita kaarevia portaita, jotka kukin lähtevät 180°:sta poikkeavilla kulmilla kahdelta risteys-alueelta, joihin on tehty ainakin yksi suljinelimen akselin tiivistetysti läpäisemä pesä.

Julkaisusta DE-C-2 536 995 on tullut tunnetuksi 15 läppäventtiili, jonka symmetrinen läppä menee venttiilika-navan poikki. Läpän ulkokehä on yhteistyössä venttiilika-navaa ympäröivän tiivisteen kanssa. Nämä venttiilit ovat erityisen sopivia elintarviketeollisuuteen, koska ne ovat helposti puhdistettavissa esimerkiksi huuhtelemalla. Ne 20 soveltuvat kuitenkin vain sulku- ja kuristinventtiileiksi.

Julkaisusta DE-A-3 612 672 on tullut tunnetuksi monitie-kytkentälaite, jossa on kääntyvä läppä sylinteri-mäisessä pesässä, johon avautuu neljä liitoskanavaa. Symmetrinen läppä voi valinnaisesti yhdistää jokaisen liitos-25 kanavan sen vieressä oleviin liitoskanaviin. Tämä kytkentälaite ei sovellu yleiskäyttöön, koska sillä ei ole määrättyä sulkuasentoa.

US-julkaisusta A 2 856 952 tunnetaan kolmitievent-tiili, jossa yhteen pesään on muodostettu venttiilitila 30 johon johtaa kolme liitäntäkanavaa. Venttiilipesään on sovitettu kääntyvä sulkuläppä, joka ulkokehällään tarvittaessa voi toimia yhdessä tiivistyskappaleen tiivistyspin-tojen kanssa. Tiivistyskappale muodostaa sisäpuolisen vuorauksen venttiilitilaan. Pesä on muotoiltu kourumaiseksi 35 säiliöksi, joka suljetaan kannella, jonka läpi läpän akseli ulkonee.

91556 2 FR-julkaisu A 2 381 954 koskee nelitieventtiiliä, jossa on venttiilikammioon keskeisesti sovitettu venttii-liläppä. Venttiilikammiota rajoittaa ulospäin osittain segmenttimäiset osuudet, jotka sisältävät liitäntäkanavan 5 ja jotka käsittävät laippoja, jotka voidaan välikappaleen avulla liittää toisiinsa. Näin ollen ne rajaavat väliinsä tiivistysportaat. Venttiililäpän akselit ulkonevat kyseisessä ratkaisussa erillisen ylemmän ja alemman levyn läpi erillisellä tiivisteellä, kun taas laippojen väliin sovi-10 tetut erilliset tiivistysportaat toimivat yhdessä läpän jäljelle jäävän osuuden kanssa. Kyseinen ratkaisu käsittää suuren määrän yksityskohtia jotka tulee valmistaa ja koota erikseen.

Keksinnön tehtävä on aikaansaada venttiili, joka 15 välttää tekniikan tason haitat, soveltuu varsinkin yleiskäyttöön, on valmistettavissa vähäisin kustannuksin ja on helposti puhdistettavissa.

Tämä tehtävä ratkeaa keksinnön mukaisella venttiilillä, jolle on tunnusomaista, että venttiilipesä on koot-20 tu liitoskanavien lukumäärää vastaavasta määrästä ja niiden keskeisesti läpäisemistä samanlaisista pesänosista, jotka kohtaavat akselia ympäröivässä keskustassa, pesän-osien tukeutuessa toisiinsa ja niiden ollessa tiivistettyjä toistensa suhteen tiivistevälineellä. Läppäventtiilin 25 edut, sen käytön helppous ja puhdistusmahdollisuus säily-vät ja käyttömahdollisuudet laajenevat huomattavasti. Akselin suhteen epäkeskisesti järjestetty läppä voi olla monitie-, varsinkin kolmitieventtiili, joka venttiilirun-koa käännettäessä valinnaisesti yhdistää liitoskanavat 30 keskenään ja voi tällöin toimia myös ainakin yhden kanavan sulkuventtiilinä. Samanaikaisesti voidaan aikaansaada ku-ristusasento ja venttiilirunko voidaan viedä puhdis-tusasentoon, jossa koko venttiilirunko, sikäli kuin se yleensä sijaitsee venttiilitilassa, voidaan huuhdella joka 35 puolelta. Venttiilirunko voi tällöin olla asettu sellaiseen asentoon, että huuhteluneste voi virrata myös huuhteluainevirrassa sijaitsemattoman kanavanpätkän läpi.

3 91556

Venttiilirunko on mieluiten tehty sellaiseksi, että se sellaisten tiivisteiden avulla, jotka on järjestetty venttiilitilan kehälle ja joiden ei tarvitse kaventaa tätä, toimii yhteistyössä vain uloimman reuna-alueensa 5 kanssa venttiilirungon läppäakselilta etäällä olevalla puolella. Näin syntyy määrätynlainen tiivistävä vastapin-ta, kun taas läpän muu sulkupoikkipinta voi olla muotoiltu kulloistenkin vaatimusten mukaan. Mieluiten se on tosin hieman kaareva, kuitenkin litteämpi kuin jos se olisi ak-10 selin ympäri pyörähtävä pyörähdyskappale, niin että se venttiiliä liikutettaessa kulkee tiivisteestä vapaana eikä sen tarvitse pyyhkäistä tätä. Tälle suljinpoikkipinnalle ei siksi myöskään aseteta erityisvaatimuksia tarkkuuden eikä pinnanlaadun suhteen. Lisäksi huolehditaan näin sii-15 tä, että väliasennossa sekä tiivisteen tiivistepinnat että koko venttiilirunko on vapaana puhdistusta varten.

Tiivisteenä toimii mieluiten yksikappaleinen ren-gashäkin tapainen tiivistekappale, jossa on niin monta porrasta kuin on liitoskanavia, ja nämä lähtevät kahdesta 20 keskellä olevasta risteyskohdasta, joiden läpi venttiili-läpän akseli tiivistetysti työntyy. Kulloistenkin vaatimusten mukaan ovat muunnokset tässä mahdollisia. Läppäak-selin ei esimerkiksi tarvitse toisella puolella kulkea tiivisteen läpi ja voisi mahdollisesti olla laakeroitu 25 siihen. Olisi myös mahdollista asentaa erityisiä tiivis-tysrenkaita jokaista liitoskanavaa ja läppäakselia varten, joskin yksikappaleisella tiivisteellä on etuja sekä rakenteen että käytön suhteen. Myös venttiilirungossa olevat tiivisteet olisivat mahdollisia. Tiivisteen järjestämisel-30 lä pesään on kuitenkin se etu, että se tiivistää myös pe-säosat toinen toisiinsa nähden.

Erityisen edullinen on identtisistä osaelementeistä rakentuva venttiilipesä, joiden osien lukumäärä vastaa liitoskanavien lukumäärää ja joista jokainen sisältää yh-35 den liitoskanavan. Jakokohdissa voi olla tiiviste ja se 4 91556 voidaan pitää siellä kiristämällä ja se tiivistää nämä. Kolmitieventtiili on siis valmistettavissa ainoastaan viidestä perusosasta, nimittäin kolmesta pesäsegmentistä, yhdestä venttiilirungosta ja yhdestä tiiviste-elementistä.

5 Vaikkakin monitieventtiilirakenne on suositeltava, soveltuu ventiili myös muihin tarkoituksiin, esimerkiksi sulkuventtiiliksi. Tässä tapauksessa käännettäisiin epä-keskisesti järjestetty venttiilirunko venttiilin avoimessa tilassa yhden seinäosan eteen. Jäljelle jää se etu, johon 10 kaikissa toteutusesimerkeissä päästään, että venttiilirunko ei avoimessa tilassa ulotu sisään venttiilin poikkipinnan läpi eikä kavenna tätä. Tämä poikkipinta on täysin vapaa ja sen poikkileikkausmuoto tuskin muuttuu. Tämä tuottaa äärettömän alhaisen virtausvastuksen ja etuja puh-15 distuksessa ja kuljetettaessa hankalia kappaleita, esimerkiksi kuitulietteitä jne., joilla on taipumus tarttua kiinni venttiilirunkoon.

Nämä ja muut keksinnön tunnusmerkit ilmenevät paitsi vaatimuksista myös selityksestä ja piirustuksista, jol-20 loin yksittäiset tunnusmerkit kulloinkin yksinään tai yhdessä alikombinaatioiden muodossa voidaan toteuttaa keksinnön eräässä toteutusmuodossa ja muilla aloilla, ja voivat esittää edullisia samoinkuin sinänsä suojaamiskykyisiä toteutusmuotoja, joille tässä vaaditaan suojaa. Eräs kek-25 sinnön toteutusesimerkki on esitetty piirustuksissa ja se selostetaan seuraavassa lähemmin.

Piirustuksissa esittää kuviot 1 ja 2 sivukuvan ja päälikuvan eräästä kol-mitieventtiilistä, 30 kuvio 3 leikkauksen pitkin viivaa III, kuviot 4-10 yleiskuvia ja leikkauksia tiivisteestä ja venttiilirungosta vastaavilla roomalaisilla kirjaimilla merkittyjä leikkausviivoja pitkin, kuvio 11 räjäytyskuvan eräästä kolmitieventtiilis- 35 tä, * «

II

91556 5 kuviot 12 - 14 päälikuvan eräästä venttiilistä, jossa on eri tavalla järjestettyjä liitosnysiä ja kuvio 15 toisen venttiilin rakenne-esimerkin.

Kolmitieventtiili 11 muodostuu venttiilipesästä 12, 5 joka on kokoonpantu kolmesta identtisestä, segmentin-tapaisesta osasta 13, suljinelimen muodostavasta läppämäi-sestä venttiilirungosta 14 ja tiivisteestä 15. Venttiili-pesä 12 on monikulmainen, perusmuodoltaan kuitenkin pallomainen kappale, jossa on kolmessa 120° toistensa suhteen 10 siirretyssä viistopinnassa 16 kolme liitäntää 17, joissa voi olla esimerkiksi hitsattuja listoja 18. Jokaiseen liitäntään yhdistyvät liitoskanavat 19 ovat kauttaaltaan pyöreitä, hyvin lyhyitä ja ulottuvat venttiilin keskiakselil-le 20, jossa ne yhteisessä venttiilitilassa 21 yhtyvät 15 toinen toisiinsa. Nämä kolme venttiilirungon pesäosaa 13 kiinnittyvät toinen toisiinsa pitkin jakopintoja 22, joiden alueelle on tehty takaaleikatut lovet 23, joihin tiivisteen 15 poikkileikkaukseltaan T:n muotoiset portaat 24 on kiinnitetty.

20 Tiivisteen 15 muoto on kolmesta 120° toistensa suh teen siirretystä, olennaisesti ympyränpuolikkaan muotoisesta tai elliptinpuolikkaan muotoon taivutetusta portaasta 24 koottu häkki. Portaat 24 kohtaavat kahdella risteysalueella 25, joissa on läpimenevät reiät 26. Portaiden 25 24 sisäpuolet 27 on holvattu pallomaisesti ja muodostavat venttiilirungon 14 kanssa yhdessä toimivan tiivistyspin-nan.

Yhtenäisestä, yksikappaleisesta, kumia tai kimmoisaa muovia olevasta muotokappaleesta muodostuva tiivis-30 te 15 (ks. varsinkin kuvia 4 - 6) on jakopintojen 22 alueella liitetty pesänosien 13 väliin siten (kuvio 3), että se pysyy loveuksissa 23 muotonsa avulla lukittuen. Yhteen-liitetyt pesänosat 13 jakopintoineen 22 voidaan tuoda yhteen ja tiivisteen sisäpinnat 27 muodostavat yhdistävät 35 osat liitoskanavien 19, ts. venttiilitilan 21 seinäkappa- * t 91556 6 leiden väliin. Suljetussa tilassa tiiviste tiivistää samanaikaisesti pesänosat, venttiilirungon akselin ja vent-tiilirungon.

Venttiilikappale 14 (kuviot 7-10) koostuu kahdes-5 ta akselintapista 28, 29, joista toisen päässä on liitos-profilointi (esimerkiksi nelikulmio). Akselitappien 28, 29 välissä sijaitsee sulkukappale 31, jota on akselin 20 suhteen siirretty sivulle ja sen muoto on lusikkamaisesti kaareva, kuvioissa 7-10 tarkemmin esitetty. Se on yh-10 destä suunnasta (kuvio 8) katsottuna symmetrinen ja pyöreä, toisesta, edelliseen nähden kohtisuorasta suunnasta nähtynä kaarenmuotoinen, kuitenkin pienemmällä kaarevuus-säteellä kuin reuna 32 kuviossa 8 niin, että takapinta 33 on keskeltä olennaisen matkan päässä kuvitellusta pyöräh-15 dyskappaleesta, jota viiva 32 kuvaa.

Kuvio 7 esittää, että takapinta 33 on olennaisesti litteämpi kuin akseli 20 keskipisteenä piirretty ympyrä 34.

Toteutusmuodossa on venttiilikappaleessa reuna-alue 20 35, joka sijaitsee kuvitellulla pyörähdyskappaleella ak selin 20 ympärillä, liitoskanavien ollessa pyöreitä, ja pallopinnalla. Tällä alueella 35 toimii venttiilirunko yhdessä venttiilirungon 15 tiivistepintojen 27 kanssa, kun taas sulkukappaleen 31 kaikki muut osat ovat siitä irti.

25 Kaikenkaikkiaan koskettavat siis tiivistyskappaleeseen 27 vain kuviossa 10 olevat vinoviivoitetut pinnat, nimittäin akselinpätkät 28, 29, jotka on viety reikiin 26 tiivistetysti, ja reuna-alue 35.

Kuviot 6 ja 10 esittävät taitettuja leikkausviivoja 30 pitkin tehtyjä leikkauksia tiivisteestä ja venttiilirun-·; gosta. Ne esittävät, että tiivistysporras 24 ja reuna-alue 35 ovat todellisuudessa muodoltaan ellipsejä, koska jako-pinnat 22 leikkaavat pyöreät liitoskanavat 19 viistosti ja muodostavat näin elliptiset leikkauspinnat. Nämä suhteet 35 muuttuvat liitoskanavien lukumäärän mukanana ja tällöin 7 91556 myös pesänosien välisten kulmien mukana. Samoin voisivat toteutusesimerkissä jokaisen pesänosan läpi keskeltä menevät liitoskanavat olla järjestetty myös epäsymmetrisesti tai olla muun muotoisia kuin pyöreitä, jos tämä on liitos-5 vaatimusten tai virtauksenohjauksen kannalta suotuisampaa.

Akselitapit 28, 29 menevät läpi venttiilipesän 12 vastaavalla tavalla koverrettuun keskustaan 36, jossa pe-sänosat 13 kohtaavat. Pesänosat pidetään yhdessä ruuveilla 37, jotka on viety ruuvireikiin 38 ja kulloinkin ruuvattu 10 viereisen osan kierteitettyihin porauksiin 39. Kulloinkin jakoviivan 22 poikki menevät kaksi ruuvia 37 on järjestetty liitoskanavien tason ylä- ja alapuolelle. Ruuvit on tuotu vuorotellen toiselta ja toiselta puolelta, jotta pesänosat voisivat ei ainoastaan perusmuodoltaan vaan myös 15 pienimmiltä yksityiskohdiltaan olla identtiset.

Venttiilipesän yläpinnalla on rei'istä muodostuva rengas 41 kädensijan 40 lukitsemiseksi. Se kääntyy jousivoimaa 43 vastaan akselin 42 ympäri, joka yhdistää liitos-profiilin 30 varassa istuvan liitososan 44 kädensijaan, 20 jossa on lukitusnokka 45, joka voi tarttua reikiin 41.

Kuvio 3 esittää venttiilin asennossa, jossa se sulkee ylemmän liitoskanavan 19, kun taas molemmat alemmat liitoskanavat ovat yhteydessä keskenään. Tällöin on huomattava, että suljinkappaleen 31 tosin kaarevan, mutta 25 pyörähdyskappaleen suhteen litteämmän takapinnan 33 vuoksi venttiili koskettaa vain reuna-alueillaan 35 tiivistepin-toihin 27 eikä myöskään venttiilirunkoa akselin 20 ympäri käännettäessä ei takapinnan tarvitse pyyhkäistä pitkin tiivistepintoja 27. Suljinkappaleen 31 sisäpinta 46 voi, 30 kuten kuvio 3 osoittaa, olla poikkileikkaukseltaan olennaisesti litteä, mutta sillä on kuitenkin myös tietty kaarevuus. Joka tapauksessa on todettava, että venttiilin virtauspoikkipinta on litteä kaari ilman olennaisia kuroutumia tai laajennuksia, niin että virtausvastus on tavat-35 toman vähäinen. Venttiilirungon vastaavalla muotoilulla voidaan tämä mukauttaa vaatimuksiin.

91556 8

Vastaavalla tavalla kaarevalla liitoskappaleella 47 (kuviot 12 - 14) voidaan venttiili sovittaa elimellisesti läpimenoputkiin samoinkuin putken mutkakohtiin tai haara-kohtiin. Venttiilin akseli on tällöin poikittain haarau-5 tumistasoon nähden ja sitä on helppo käyttää. Käyttö tapahtuu vipua 40 nostamalla, jolloin lukitusnokka 45 vapautuu rei'istä 41, ja vastaavasti kiertämällä. Niiden erityisesti merkittyjen kolmen asennon lisäksi, joissa sul-jinkappale 31 sulkee kulloinkin yhden liitoskanavan koko-10 naan, ovat mahdollisia monet väliasennot, joissa voi tapahtua virtauksen tietynlainen jakaminen.

Kuviosta 15 havaitaan, että tietyssä väliasennossa tapahtuu virtaus vapaasti venttiilirungon suljinkappaleen 31 ympäri kaikilta puolilta niin, että venttiili voidaan 15 huuhtelemalla puhdistaa ilman irroitusta. Tämä voi myös tapahtua ilman, että käyttöä rinnakkaishaarassa (tässä ylemmässä) keskeytetään. Alemmassa osassa johdetaan puh-distusneste vasemmalta sisään ja se virtaa ohjauskap-paleena toimivan sujinkappaleen 31 ympäri molemmilta puo-20 liitä, jolloin myös liitosputkiosan 48 sisään ja siitä jälleen ulos venttiilikappaleen toisella puolella voi syntyä huuhteluvirtaus. Elintarviketeollisuudessa, jossa tällaisen puhdistuksen täytyy tapahtua hyvin usein, useimmiten päivittäin tai useamminkin, on tämä erinomainen etu.

25 Muutenkaan ei venttiilissä ole minkäänlaisia luoksepääse-mättömiä nurkkia, jotka voisivat muodostua bakteeripesik-si, eikä minkäänlaista joutotilaa, koska venttiilitilan 21 muodostaa venttiilikanavien sisääntyöntyminen.

Kuvio 11 osoittaa, että tarvittaessa tiivisteen 14 30 läpi menevien reikien 26 ulkopuolelle voitaisiin asentaa vielä ohjausholkit 49 akselintappeja varten. Useimmiten ei tämä ole tarpeen. Tällöin hieman joustavan venttiilirungon laakeroinnin ansiosta voi tämä mukautua hyvin tiivis-tyspintoihin 27. Venttiilin sisällä vallitsevan paineen 35 ansiosta päästään tiettyyn venttiilin puristuspaineen it-sevahvistumiseen.

Claims (8)

91556

1. Venttiili, jossa on venttiilitilaa (21) ympäröivä venttiilipesä (12) ja ainakin kolme venttiilitilaan 5 johtavaa liitoskanavaa (19), jolloin venttiilitilaan (21) on järjestetty akselin (20) ympäri kääntyvä suljinelin (14), joka tukeutumalla tiivisysvälineen (15) tiivistys-pintoihin toimii yhteistyössä venttiilipesän (12) kanssa, jolloin yksikappaleinen, pallomaisen tai elliptisen häkin 10 muotoinen tiivistyselin (15) käsittää useita kaarevia portaita (24), jotka kukin lähtevät 180°:sta poikkeavilla kulmilla kahdelta risteysalueelta (25), joihin on tehty ainakin yksi suljinelimen akselin (20) tiivistetysti läpäisemä pesä (26), tunnettu siitä, että venttiili-15 pesä (12) on koottu liitoskanavien (19) lukumäärää vastaavasta määrästä ja niiden keskeisesti läpäisemistä samanlaisista pesänosista (13), jotka kohtaavat akselia (20) ympäröivässä keskustassa (36), pesänosien (13) tukeutuessa toisiinsa ja niiden ollessa tiivistettyjä toistensa suh-20 teen tiivistevälineellä (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että kukin tiivistysvälineen (15) porras (24) on sen tiivistyspintoja (27) lukuun ottamatta suljettu sisään kahden vierekkäisen pesänosan (13) väliin 25 sovitettuun altaleikattuun syvennykseen (23).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suljinelimessä (14) on akselin (20) suhteen epäkeskisesti järjestetty, läppämäinen suljinkappale (31) ja edullisesti kaksi keskenään samassa 30 linjassa olevaa akselitappia (28,29) joita suljinkappale (31) yhdistää, jolloin suljinkappale (31) ulkonee edulli-sesti keskeltä litistetyn holvin tavoin toispuolisesti suljinkappaleen kohdalta poikkileikatusta akselista (20).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 35 venttiili, tunnettu siitä, että sul j inelimessä (14) on akselista (20) poispäin olevalla takapinnalla (33) 91556 tiivistevälineen (15) kanssa yhteistoiminnassa oleva tiivistävä reuna-alue (35), joka edullisesti sijaitsee kuvitellun, edullisesti pallomaisen pyörähdyskappaleen pinnalla, jonka kappaleen pyörähdysakseli on suljinkappaleen 5 (14) akseli (20), jolloin erityisesti suljinelin (14) on sen muotoinen, että reuna-alue (35) toimii yhdessä tiivistevälineen (15) kahden vierekkäisen, alle 180° kulmassa toisiinsa nähden olevan portaan (24) kanssa, jolloin edullisesti suljinelimen akselista (20) poispäin olevassa ta-10 kapinnassa ( 33) on reuna-alueen ( 35) ympäröimän pinnanosan kaarevuus kokonaisuudessaan akselista (20) poispäin, mutta kuitenkin litteämpi kaarevuus kuin akselin (20) ympäri piirretyllä kuvitellulla ympyränkaarella (34).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 15 venttiili, tunnettu siitä, että suljinelin (14) kaksi liitoskanavaa (19) keskenään yhdistävässä asennossa yhdistää keskenään liitoskanavien seinänosat muodostaakseen kaarevan läpimenokanavan, jonka virtauspoikkipinta on olennaisesti sama kuin liitoskanavien (19).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että suljinelin (14) on vietävissä puhdistusasentoon, jossa suljinkappaleen (31) molemmat puolet (33,46) ja tiivistävä reuna-alue (35) ovat läpimenevän virtauksen huuhdeltavissa venttiilitilassa 25 (21), jolloin edullisesti suljinkappale (31) työntyy oh- jauspintana läpimenevään virtaukseen.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että venttiilitila (21) muodostuu poikkileikkaukseltaan muuttumattomien, edulli- 30 sesti poikittain akseliin (20) nähden sijaitsevien liitos-kanavien (19) sisääntyöntymästä.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että akselille (20) sovitetussa käyttövivussa (40) on lukituslaite (45), joka 35 toimii yhdessä venttiilipesässä (12) olevien lovien (41), edullisesti porauksista muodostuvan renkaan, kanssa. 91556