FI93050B - Venttiililaite - Google Patents

Description

93050

Venttiililaite - Ventilanordning

Keksinnön kohteena on venttiililaite, joka käsittää venttii-5 lipesän, jossa on tuloaukko, poistoaukko ja niiden välinen virtausväylä, venttiilikappaleen, jossa on läpän muodossa sulkijaelin, pallomainen kalotti tai venttiilikappale varustettuna läpvirtauskanavalla nesteelle, ainakin yhden vent-tiilinistukan venttiilipesässä, kiertoakselin venttiilikap-10 paleen kiertämiseksi kiertymiskeskiön ympäri täysin avoimen asennon, jossa sulkijaelin ei sulje tulo- ja poistoaukon välistä virtauskanavaa, ja täysin suljetun asennon välillä, jossa venttiilikappaleen sulkijaelin sulkijaelimen tiivis-tyspinnan ja venttiilinistukan tiivistyspinnan välisen tii-15 vietävän kosketuksen ansiosta estää kaiken virtauksen kyseisen väylän läpi, sekä vaimennuselimen, joka on sovitettu venttiilikappaleeseen pallomaiseen tilaan, jota rajoittavat venttiilikappaleen ääriviivat kierrettäessä venttilikappa-letta kiertoakselin kiertymiskeskiön ympäri.

20

Yllä esitetynlainen venttiililaite tunnetaan esim. julkaisuista FI-65 656 ja EP-13 601. Laitteelle on tunnusomaista, että se käsittää useita samansuuntaisia, revitettyjä vai-mennuslevyjä. Kun neste puristuu rei'itettyjen vaimennusle-25 vyjen reikien läpi vähentää kukin levyistä reikineen painetta aste asteelta siten, että äänitaso asteittain laskee.

Laite on suhteellisen kallis valmistaa. Esim. lukuisten reikien poraaminen vaimennuslevyihin vaatii mittavaa konetyötä.

30 Keksinnön tarkoituksena on tarjota johdannossa esitetynlainen venttiililaite, joka ei käytä levymäisiä vaimennusele-• menttejä, mutta joka kuitenkin antaa hyvän ja mieluiten paremman vaimennustehon, kuin mitä saavutetaan levymäisillä vaimennuselementeillä. Keksinnön eräänä tavoitteena on edul-35 lisesti välttää tai ainakin vähentää paineen vähennyksen asteittaista luonnetta, joka on tyypillinen levymäisiin rei'itettyihin vaimennuselementteihin perustuvissa laitteis- 2 93050 sa ja sen sijaan saavuttaa asteettomampi paineen vähennys, joka edelleen laskisi äänitasoa.

Toisena tavoitteena on vaimennuselimen valmistaminen pää-5 asiassa tankoteräksestä standardikokoisena yksinkertaisten leikkaus-, taivutus- ja hitsaustoimintojen avulla ja käyttämättä kalliita muotoilutyökaluja tai laajaa konetyöstöä kuten poraamista, sorvaamista ja valssaamista.

10 Edelleen keksinnön erään sovellutusmuodon edullisena tavoitteena on, että vaimennuselimen osat, jotka on käännetty kohti venttiilipesässä olevaa aukkoa, johon venttiilin istukka on sovitettu, käsittäisivät ympyrän sektorin kiertymiskes-kiöstä, joka on olennaisesti yhtä iso kuin ympyrän sektori, 15 jonka sulkijaelin käsittää kohtisuoraan kohti kiertymiskes-kiötä olevassa tasossa.

Nämä ja muut tavoitteet voidaan saavuttaa siten, että keksinnölle on tunnusomaista oheisissa patenttivaatimuksissa 20 esitetyt kohdat.

Muita keksinnön tunnusmerkkejä ja näkökohtia sekä etuja selviää joidenkin edullisten sovellutusmuotojen selityksestä.

25 Seuraavassa selitetään joitakin edullisia sovellutusmuotoja viitaten oheisiin piirroskuvioihin, joissa kuvio 1 esittää tasokuvana nähtynä venttiilipesän ja vent-tiilikappaleen, jossa on pallomaisen kalotin muodossa oleva sulkijaelin ja keksinnön ensimmäisen 30 sovellutusmuodon mukainen vaimennuselin, jolloin tietyt osat venttiilipesästä on leikattu pois, kuvio 2 esittää aksiaalisen leikkauksen osan II-II kuviosta l, kuvio 3 esittää leikkauksen venttiilikappaleen ja vaimen-35 nuselimen läpi kuvion 2 linjaa III-III pitkin, kuvio 4 esittää perspektiivikuvana nähtynä venttiilikappaleen ja vaimennuselimen, • 3 93050 kuvio 5 esittää tasokuvana nähtynä venttiilikappaleen sekä vaimennuselimen keksinnön toisen edullisen sovellu-tusmuodon mukaisesti, kuvio 6 esittää toisen sovellutusmuodon nähtynä linjaa VI-5 VI pitkin kuviossa 5, kuvio 7 esittää leikkauksen VII-VII kuviossa 6, kuvio 8 esittää kolmannen edullisen sovellutusmuodon mukaisen venttiilikappaleen, kuvio 9 esittää kuvan nähtynä linjaa IX-IX pitkin kuviossa 10 8, ja kuvio 10 esittää kolmannen sovellutusmuodon mukaisen venttiilikappaleen linjaa X-X pitkin kuviossa 8.

Viitaten ensin kuvioihin 1-4 on venttiilipesä yleisesti mer-15 kitty viitenumerolla 1. Venttiilipesä l voidaan jakaa kahteen osaan jakotasoa 2 pitkin. Venttiilipesässä on tuloaukko 3 ja poistoaukko 4. (Tuloaukko 3 voi myös toimia poistoauk-kona ja päinvastoin.) Siinä osassa venttiilipesää 1, jossa tuloaukko 3 sijaitsee, on venttiilinistukka 5 ja tiivistys-20 pinta 6. Virtausväylä venttiilipesässä tuloaukon 3 ja pois-toaukon 4 välillä on merkitty viitenumerolla 7. Venttiili-pesässä 1 on venttiilikappale 8, joka käsittää sulkijaeli-men, joka sinänsä tunnetulla tavalla on pallomaisen kalotin 9 muotoinen, joka on liitetty kiertoakseliin 10 kahden si-25 vusangan li välityksellä. Kiertoakselin 10 kiertymiskeskiö on merkitty viitenumerolla 12. Sivusangat ovat yhteydessä myös toisiinsa vahvistavan poikkipuomin 13 avulla, joka on samansuuntainen kiertymiskeskiön 12 kanssa. Pallomaisen kalotin 9 pallomainen pinta 14 muodostaa sulkijaelimen tiivis-30 tyspinnan, joka on sovitettu toimimaan yhdessä venttiilinis-tukan 5 tiivistyspinnan 6 kanssa.

Ääntä vähentävä vaimennuselin on merkitty viitenumerolla 20. Vaimennuselin 20 sijaitsee symmetrisesti tason 21 ympärillä, 35 joka yhtyy kiertymiskeskiön 12 ja pallomaisen kalotin 9 keskuksen kanssa. Vaimennuselin 20 käsittää kuvioissa 1-4 esitetyn sovellutusmuodon mukaan ensimmäisen vaimennuselemen-• tin, joka koostuu useista vaimennussauvoista 22a, 22b, 23a, 4 93050 23b, 23c, 27a, 27b, jotka sovellutusmuodon mukaisesti ovat suoria ja ulottuvat pitkittäissuunnassa, joka on samansuuntainen kiertymiskeskiön 12 kanssa kolmessa eri tasossa laskettuna kiertymiskeskiöstä 12 pallomaisessa tilassa, jonka 5 määrittää pallomaisen kalotin 9 tiivistyspinta 14 ja sivu-sankojen 11 ulkosivut venttiilikappaleen 8 kiertyessä kiertymiskeskiönsä 12 ympäri. Lisäksi vaimennuselin 20 käsittää muita vaimennuselimiä ympyränkaaren muotoisesti taivutettujen sankojen 25, 26, ja 27 muodossa, jotka sijaitse-10 vat kummankin sivusangan 11 välissä. Sangat 25, 26, 27 muodostavat yhdessä sivusankojen 11 ja pallomaisen kalotin 9 kanssa korin muotoisen rakenteen, joka määrittää vaimennus-elimen 20 ulkomuotoa. Ensimmäiset vaimennuselementit - tangot 22a, 22b, 23a, 23b, 23c, 24a, 24b - ovat olennaisesti 15 tasaisesti jakautuneet koriin siten, että ne täyttävät sen harvasti. Joidenkin vaimennustankojen, nimittäin tankojen 22a ja 23a päät on hitsaamalla liitetty sankoihin 25 ja 26, kun taas muiden vaimennustankojen päät on hitsattu kiinni sivusankoihin 11. Lisäksi kaikki vaimennustangot on hitsattu 20 kiinni muutamaan lattarautaan 28, 29, jotka on sovitettu keskeiseen tasoon koriin kohtisuoraan symmetriatasoon 21. Kuten parhaiten ilmenee kuviosta 3 ovat kummatkin lattaraudat 28, 29 sovitettu eri tasojen väliin, joihin suorat vai-mennustangot on asennettu.

25

Kaikki vaimennuselementit muodostuvat sovellutusmuodon mukaisesti terästangoista, joilla on pallomainen leikkaus, jolloin samassa tasossa vierekkäisten tankojen välinen välimatka on monta kertaa suurempi kuin tankojen halkaisija ja 30 tasojen välinen välimatka on ainakin suurempi kuin tankojen halkaisija. Tuloksena saavutetaan tehokas äänenvaimennus samalla, kun kokonaan tai osittain avoimen venttiilin läpi kulkeva virtaus pienenee kohtuullisesti.

35 Kuvioiden 5-7 mukainen sovellutusmuoto käsittää myös kalot-tiventtiilin, jossa on vaimennuselin 20'. Tämä eroaa edellisestä siinä, että ensimmäiset vaimennuselementit eivät kai-kissa tapauksissa ole suoria, samansuuntaisia tai sovitettu

Il : 5 93050 yhteensopiviin tasoihin eri tasoissa. Sen sijaan poikkeavat elementit ovat taivutettu tasoissa, jotka ovat samansuuntaisia tason 21 kanssa vuorottain kohti kalottia 9 ja vastakkaiseen suuntaan. Ne on asennettu samalla tavalla kuin vas-5 taavat tangot edellisessä sovellutusmuodossa. Taivutetut tangot on merkitty viitenumeroilla 22b', 22d', 221', 22h', 23a', 23c', 23d', 23e', 23g', 23h', 23j ' , 24a', 24c', 24d', 24f', 24g', 24i', ja suorat vaimennustangot on merkitty viitenumeroilla 22a', 22c', 22e', 22g', 22i', 23b', 23f', 23i', 10 24b', 24e', 24h'. Lisäksi on olemassa kolme viitenumeroilla 28', 29' ja 29a' merkittyä tukikiskoa, jotka jäykistävät rakennetta ja jotka on muotoiltu niin, että ne sopivat sekä suorille tangoille että taivutettujen vaimennustankojen tai-vutuskuvioon. Poikkipuomi 13' on litteä. Vaimennuselin 20' 15 on muuten muotoiltu samalla tavalla kuin edellisessä sovellutusmuodossa. Vaihtelevasti suorien ja taivutettujen vaimennus tanko j en tarkoituksena on mm. ilmeisen asymmetrian avulla vaimennustankojen sijoittelussa lisätä vaimennusvai-kutusta entisestään, erityisesti kun venttiilillä on suuri 20 avautumiskulma tai se on täysin avoin.

Kuvioiden 8-10 mukaisessa sovellutusmuodossa venttiilikappa-leella on sama rakenne kuin kummassakin aikaisemmassa sovellutusmuodossa ja se on myös tarkoitettu käytettäväksi ku-25 viossa 1 esitetynlaisessa venttiilipesässä. Sitä vastoin on viitenumerolla 20" merkitty vaimennuselin muodostettu olennaisesti eri lailla. Eräs yhtäläisyys ensimmäisen sovellu-tusmuodon kanssa on kuitenkin, että vaimennuselin käsittää toisaalta ensimmäiset vaimennuselementit suorien tankojen 30 muodossa, toisaalta toiset vaimennuselementit sankojen muodossa. Ensimmäisiä suoria vaimennuselementtejä on 21 ja ne on merkitty viitenumeroilla 31-52.

Muut sanganmuotoiset vaimennuselementit on ensimmäisten vai-35 mennuselementtien 31-52 tapaan epäsymmetrisesti sovitettu suhteessa tasoon 21 vaimennuselimessä 20". Sillä sivulla vaimennuselintä 20", joka on käännetty kohti venttiilinis-• tukkaa 6 (joka on merkitty katkoviivoin kuviossa 10), on 6 93050 viisi sangan muotoista vaimennuselementtiä 54-58. Kuminatkin ensin mainitut sangat 54, 55 on sovitettu olennaisesti sä-teittäisiin tasoihin, jotka yhtyvät venttiilikappaleen 8" kiertymiskeskiön 12 kanssa, kun taas kolme sankaa 56, 57, 58 5 on sovitettu samansuuntaisiin tasoihin kohtisuoraan tasoon 21 nähden. Kun venttiili on täysin auki, on sanka 56 sovitettu keskeisesti venttiilin tuloaukkoon, ja sangat 54, 55 sekä 57, 58 on tasaisesti jaettu keskisangan 56 kummallekin puolelle. Näin ollen tulee venttiilin läpi kulkeva väylä 10 venttiilinistukan 6 alueella täyttymään harvaan sijoitetuista sanganmuotoisista vaimennuselementeistä 54-58. Vaimen-nuselimen 20" toisella puolella on kaksi sanganmuotoista toista vaimennuselementtiä 59, 60, jotka on sovitettu tasoihin, jotka sijaitsevat kohtisuoraan suhteessa tasoon 21 15 kiertymiskiön 12 ja kalotin 9 välisissä tasoissa. Kaikki sanganmuotoiset vaimennuselementit 54-60 on päistään hitsattu kiinni sivusankoihin 11. Kuten aikaisemmissa sovellutus-muodoissa muodostavat sanganmuotoiset toiset vaimennusele-mentit 54-60 yhdessä kalotin 9 ja sivusankojen 11 kanssa 20 korin, joka kuitenkin on tässä sovellutusmuodossa epäsymmetrinen, kuten parhaiten ilmenee kuviosta 9. Se on myös hieman "syvempi" kuin kahdessa aikaisemmassa sovellutusmuodossa, mikä parantaa vaimennustehoa. Vaimennustehoa parantaa myös ensimmäisten tankomaisten vaimennuselementtien 31-52 hyvin 25 epäsäännöllinen jakautumiskuvio, mutta koska vaimennusele-mentit on suhteellisen harvasti sijoitettu, ei hyvää vaimennustehoa saavuteta venttiilin läpi suuntautuvan virtauksen olennaisen vähenemisen kustannuksella.

30 Ensimmäiset vaimennuselementit 31-52, jotka ovat suorien tankojen muotoisia, on sovitettu mainittuun koriin, mutta niitä ei ole suoraan yhdistetty siihen. Sen sijaan ne on asennettu kahdelle samansuuntaiselle laatalle 61, jotka sijaitsevat kohtisuoraan kiertymiskeskiöön 12 nähden. Kumpikin 35 laatta 61 on olennaisesti puolikkaan ympyrälevyn muotoinen ja ne on sovitettu omille puolilleen poikkipuomin 13' ja kalotin 9 välistä symmetriatasoa X-X ja hisattu kiinni näi-r hin elementteihin. Poikkipuomi 13' on litteä palkki, jossa ili

Claims (7)

7 93050 sen toinen leveä sivu on käännetty kohti kiertymiskeskiötä 12. Laatoissa 61 on läpikulkevat reiät vaimennustangoille 31-52. Vaimennustangot ulottuvat näiden reikien läpi ja ne on hitsattu kiinni laattojen 61 sille ulkopuolelle, joka on 5 käännetty pois symmetriatasosta. Vaimennustankojen 31-52 päät ovat vapaita. Näin ollen laatat 61 yhdessä vaimennus-tankojen 31-52 kanssa muodostavat vaimennuspaketin, joka on integroitu, yhtenäinen yksikkö ja voidaan valmistaa erikseen sekä asentaa "avoimeen koriin". Vaimennuspaketti kiinnite-10 tään tämän jälkeen siten, että laatat 61 hitsataan kiinni sankoihin 54-60 ja kalottiin 9, jonka jälkeen myös poikki-puomi 13' asennetaan ja hitsataan kiinni laattoihin 61. Sen lisäksi, että sovellutusmuoto tarjoaa erittäin hyvän vaimennuksen myöskin venttiilin täysin avoimessa asennossa, tarjo-15 aa se myös huomattavia etuja valmistusta ajatellen. Kolme kuvailtua sovellutusmuotoa osoittavat, että keksintöä voidaan muunnella hyvin paljon oheisten patenttivaatimusten puitteissa. On kuitenkin selvää, että muuntelumahdollisuudet 20 eivät rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin. Mahdollisista muunnoksista voidaan mainita, että vaimennustankojen leikkaus voi olla muun muotoinen kuin pallomainen. Tangot voivat esim. olla jokseenkin litteitä, joiden leikkaus on olennaisesti suorakaiteenmuotoinen, edullisesti standardiko-25 koinen tai muuten helposti valmistettava. Suuntaamalla tällaiset litteät tangot eri suuntiin eli ei yhdensuuntaisesti, luodaan lisämahdollisuuksia vaikuttaa edullisesti vaimennus-tehoon. 93050 8

1. Venttiililaite, joka käsittää venttiilipesän (1), jossa on tuloaukko (3), poistoaukko (4) ja niiden välinen virtaus-väylä (7), venttiilikappaleen (8), jossa on pallomaisen ka- 5 lotin (9) muodossa oleva sulkijaelin, ainakin yhden venttii- linistukan (6) venttiilipesässä, kiertoakselin (10) venttiilikappaleen kiertämiseksi kiertymiskeskiön (12) ympäri avoimen asennon, jossa sulkijaelin ei sulje tulo- ja poistoaukon välistä virtauskanavaa, ja suljetun asennon välillä, jossa 10 venttiilikappaleen sulkijaelin sulkijaelimen tiivistyspinnan ja venttiilinistukan tiivistyspinnan välisen tiivistävän kosketuksen ansiosta estää kaiken virtauksen kyseisen väylän läpi, sekä vaimennuselimet (20, 20', 20"), jotka on sovitettu venttiilikappaleen osittain pallomaiseen tilaan, jota ra-15 joittavat venttiilikappaleen ääriviivat kierrettäessä vent-tiilikappaletta kiertoakselin kiertymiskeskiön ympäri, tunnettu siitä, että vaimennuselimet käsittävät ensimmäiset vaimennuselementit (31-52), jotka koostuvat useammista vaimennustangoista, jotka ulottuvat pitkittäissuunnas-20 sa olennaisesti samansuuntaisina kiertymiskeskiön kanssa ja usealla eri tasolla laskettuna kiertymiskeskiöstä mainitussa tilassa, että sangat tai kehyselementit on sovitettu toisiksi vaimennuselementeiksi (54-60) venttiilikappaleessa olevien elementtien (11) välille, jotka yhdistävät kiertoakselin 25 pallomaisen kalotin kanssa, että toiset vaimennuselementit yhdessä venttiilikappaleen yhdyselementin (11) ja pallomaisen kalotin kanssa muodostavat olennaisesti pallomaisen korin, joka määrittää vaimennuselimen ääriviivat, ja että ensimmäiset vaimennuselementit on olennaisesti tasan jaettu 30 koriin, jonka ne täyttävät harvasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiililaite, tunnettu siitä, että ensimmäisten vaimennuselementtien keskivälimatka on vähintään kolme kertaa niin iso kuin en- 35 simmäisten vaimennuselementtien paksuus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiililaite, t u n - • n e t t u siitä, että vierekkäisten toisten vaimennusele- II 9 93050 menttien keskivälimatka on isompi kuin toisten vaimennusele-menttien paksuus.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen venttiililai-5 te, tunnettu siitä, että ainakin pääosa ensimmäisistä vaimennuselementeistä (31-52) on suoria.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen venttiililai-te, tunnettu siitä, että ainakin osa ensimmäisistä 10 vaimennuselementeistä on taivutettu, jolloin taivutukset ovat samansuuntaisessa tasossa sellaisen tason kanssa, joka yhdistyy kiertoakselin keskiön ja sulkijaelimen keskiön kanssa.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen venttiililai- te, tunnettu siitä, että toiset vaimennuselementit korin toisella puolella on käännetty venttiilipesässä olevaa aukkoa kohti, johon venttiilinistukka on sovitettu venttiilin ollessa täysin avoin ja vie ympyrän sektorin kiertymis-20 keskiössä, joka on olennaisesti yhtä iso kuin sulkijaelimen viemä ympyrän sektori.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen venttiililaite, tunnettu toisista vaimennuselementeistä, jotka on sovitettu 25 korin toiselle puolelle ja vievät olennaisesti pienemmän ympyrän sektorin kuin korin ensimmäiselle puolelle sovitetut .