NL8102420A - Drukontlastklep. - Google Patents

Description

t 1 * N/30.251-tM/f.

Drukontlastklep.

De uitvinding heeft in het al'gemeen betrekking op ontlastkleppen met drukbediening en meer in het bijzonder op een nieuwe drukafdichting voor een gebalanceerde drukontlastklep. In het bijzonder zorgt de beschreven afdich-5 ting voor een verbeterde ontlastklepwerking door klepperen van de klep en lekkage te 'verhinderen.

Tot nu toe is het moeilijk zo niet onmogelijk. geweest om gewone 'afdichtingen, zoals "0" ringen toe te passen in afsluitzuigerklepconstructies, waarbij een eind van 10 het sluitorgaan en de zitting tegen elkaar aan liggen. Bij dit type van vlakke afdichting bij hoge druk leidt een snelle beweging van het afsluitorgaan vanaf de zitting in een verandering van de stroming van het' af gevoerde product over 90°, waarbij de afdichting aan aanzienlijke aërodynamische krach-15 ten wordt onderworpen. Deze krachten trachten de afdichting uit zijn vasthoudgroef te lichten, hetgeen leidt tot beschadiging van de afdichting en storing van de werking of totale verwijdering van de afdichting en falen van de klep. Door deze krachten botsen ook schurende deeltjes tegen de afdich-20 ting met als gevolg beschadiging en eventuele vernieling van de afdichting.

Gebruikelijke oplossingen om onder deze omstandigheden de afdichting vast te houden omvatten gewoonlijk de toepassing van afdichtingen met dwarsdoorsneden, die 25 mechanisch, kunnen worden vastgehouden door positieve opsluit-organen, zoals schroeven, klinknagels of andere middelen.

Deze kleppen hebben dus niet alleen speciaal vervaardigde afdichtingen nodig, maar zijn bovendien moeilijk ;te onderhouden, daar het vervangen van de afdichtingen ingewikkeld is. 30 De manier van vasthouden van de afdichting van de hoofde of ontlastklep volgens deze octrooiaanvrage maakt de toepassing van een normaal verkrijgbare "O" ring mogelijk in een uitvoering, die op doelmatige wijze de aërodynamische krachten, die trachten de "0,rring tijdens de wer-35 king van de klep uit zijn afdichtstand te lichten, opheffen.

Bekende ontlastkleppen en/of klepcombinaties zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.595.263, 3.664.362, 3,512,560 en 3,568.706; vroegere pogingen om vlakke 8102420 -2- τ * afdichtingen toe te passen tussen de zuiger en de afdichtings-zitting in deze kleppen hebben echter geen succes gehad, daar het afdichtingsmateriaal door de turbulentie van de fluïdum-stroming tijdens de klepwerking werd verwijderd. Deze kwali-5 teitsvermindering of vernieling van de afdichting leidt tot lekkage en klepperen.van de klep.

Teneinde de levensduur van kleppen te verlengen, die worden toegepast om te hoge druk af te laten bij grote hogedrukvaten, is het dus wenselijk een afdichtings-1Q orgaan te verschaffen, dat niet is blootgesteld aan afschuring door het stromingsmedium en dat niet speciaal is vervaardigd.

Een bestuurde drukontlastklep wordt beschreven waarin gebruik gemaakt wordt van mechanisch onafhankelijke eerste en tweede door druk bediende trappen. In een bij voor-15 keur toegepaste uitvoering bedient de tweetrapsstuurklep een belangrijk grotere hoofdklep door het kopvolume van de hoofd-klep te ventileren. Het sluitorgaan van de hoofdklep is in drukevenwicht met de tank of het drukvat? wanneer echter het kopvolume wordt geventileerd naar de buitenlucht, wordt de 20 tankdruk benut om de hoofdklep te openen en daardoor de gewenste drukontlasting te verkrijgen. Een aanvullend signaal naar de stuurklep wordt verkregen door een stroomafwaartse venturi of stuwbuis, die een aanwijzing van de ware tankdruk levert,, waardoor de stuurklep en de hoofdklep weer worden 25 teruggesteld bij de correcte tankdruk onafhankelijk van de grootte van de hoofdklepstroming. Een op afstand gelegen drukopnemer kan ook worden gebruikt.

De beschreven tweetrapsstuurklep benut een specifiek, opslagvolume om de veranderingsnelheid van de pro-30 ductstroming te regelen, die moet worden afgelaten door de hoofdklep, tussen de eerste en tweede trap en is vollediger beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 943.377, ingediend 18 september 1978, waarnaar.'hier verwezen wordt. Deze geregelde werksnelheden zorgen voor positieve en meer nauw-35 keurige ontlast·* en afblaaswerkingen van de stuurklep en de hoofdklep.

Ook wordt een hoofd- of ontlastklepafdichting in de zitting van de hoofdklep beschreven, waarbij gebruik wordt gemaakt van ventilatie-openingen op voorafbepaalde 40 plaatsen bij een afdichting-vasthoudgroef, die zorgen voor 8102420 -3- * * doelmatige ontlasting van drukverschillen en weerstand tegen aërodynamische krachten, die werken op de afdichting tijdens de klepwerking. Hierdoor wordt het mogelijk normaal verkrijgbare afdichtingen toe te passen, die gemakkelijk kunnen wor-5 den vervangen, waardoor de kosten en moeiten van het klepon-derhoud aanzienlijk worden verlaagd. Ook wordt de waarschijnlijkheid van storing van de hoofd- of drukontlastklep sterk verminderd.

Andere doelen en voordelen van de uitvin- ; 10 ding zullen duidelijk worden bij het lezen van de volgende gedetailleerde beschrijving aan de hand van de tekeningen, waarin: fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een bestuurde ontlastklep in een bij voorkeur toegepaste maar 15 niet uitsluitende uitvoeringsvorm, waarbij de tweetrapsstuur-klep dichtbij de hoofdklep is gemonteerd.

Fig. 2 is een doorsnede van de hoofdklep volgens de uitvinding in de open stand met inbegrip van de nieuwe afdichting en de stuurklepaansluitbuis.

20 Fig. 3 is een doorsnede volgens de lijn 3-3 in fig. 2.

Fig. 4 is een gedetailleerde dwarsdoorsnede van de nieuwe hoofdklepafdichting volgens de uitvinding en toont de Bijzonderheden van de vasthoudconstructie van de 25 afdichting in dwarsdoorsnede.

Hoewel de uitvinding wordt beschreven in verband met een bij voorkeur toegepaste afdichting en vast-houdgroef, is de uitvinding niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvorm, die Binnen het kader van de uitvinding ge-30 wijzigd kan worden.

Verwijzend naar fig. 1 en 2 bestaat de hierin beschreven door druk bestuurde ontlastklep 20 uit een Stuurklep, die in het algemeen is afgeheeld bij 5 (zie fig. 1) die een·eerste trap 10 en een tweede trap 41 heeft, die zijn 35 opgenomen in een huis 14. In een bij voorkeur toegepaste uitvoering is de stuurklep dicht bij het boveneind van een hoofdklep 7 gemonteerd die in verbinding staat met de stuurklep 5 via de hoofdkleppoort 51 en de poort 11 van de stuurklep 5.

In de Beschreven uitvoering verbindt een pijp of leiding 9 40, 61 en 11, Een verdere onderlinge verbinding wordt gevormd door 8102420 -4-- * f een uitwendige drukbuis 6, die in verbinding staat met een drukaftakking 63,die is opgenomen in het onderste deel van de hoofdklep 7 juist boven de hoofdklepinlaatflens 66 en de inlaatpoort 65. De drukaftakking 63 staat in verbinding met 5 een de totale druk opnemende hulpstuwbuis 64 en levert een tankdruksignaal tijdens de hoofdklepstroming.' De onderflens 66 van de hoofdklep staat in verbinding met een drukvat of -leiding. De werking van de ontlastklep met drukbesturing laat ‘derhalve het in het bovengenoemde drukvat of -leiding 10 opgenomen product wegstromen.

Aannemende dat de tankdruk onder de ontlastinstelling van de klep 20 ligt/ zoals in fig. 1 en 2 is afgebeeld, wordt de statische druk uit het bijbehorende vat of de leiding toegevoerd aan de hoofdklepzuiger via de 15 poort 65 en de stuurklep via de poort 12 en de buis 6, zoals boven besproken is. De druk wordt derhalve inwendig medegedeeld aan de stuurklep aan de onderdelen van de eerste en tweede trap 10/ 41.

De constructie van de stuurklep 5 en de 20. trappen 10 en 41 is het best beschreven in de bovengenoemde Amerikaanse octrooiaanvrage 943.377. Een gedetailleerde beschrijving zal dus hier niet gegeven worden, daar’ de hoofdklep en het afdichtingssamenstel nadrukkelijk worden beschreven.

25 De tankdruk wordt waargenomen via de hoofdklepinlaat 65 en de drukinstelling van de eerste trap van de stuurklep wordt bepaald door de voorspanning van een in de eerste trap opgenomen drukveer, die de eerste trap 10 en de tweede trap 41 van de stuurklep 5 in werking stelt.

3Q Na de in werking stelling van de eerste trap 10 en de tweede trap 41 wordt de totale druk van de geventileerde tank. of leiding nu toegevoerd aan de iètuwbuis 64, die in de uitgespaarde inlaat bij 63 ligt en deze druk via de buis 6 en de poort 12 mededeelt, waardoor de tweede 35 trap 41 in een neergedrukte of ontlaststand wordt gehouden.

Thans terugkerend naar de hoofdontlast-klep 7 zal de werking van het nieuwe afdichtingvasthoudorgaan tijdens de ontlastwerking die wordt ingeleid door de werking van de eerste trap 10 en de tweede trap 41 van de ontlast-40 hiep beschreven worden.

81 0 2 4 2 0 « · * - > -5-

Zoals boven is vermeld, wanneer de twee stuurtrappen 10 en 41 zijn aangesloten zoals is afgeheeld, en de hoofdklepinlaat 65 in verbinding staat met een vat of leiding, die ontlast moet worden, treedt de productdruk bin-5 nen in de hoofdklep via de inlaat 65.en wordt deze door het product uitgeoefend op het onderste deel van de hoofdklep-zuiger 69 en werkt deze via de poort 71 op het actieve ondervlak 75 van de hoofdk'lepzuiger. Evenzo wordt de productdruk overgebracht via de poort 63, de buis 6, de inlaatpoort 12 10 en inwendige poorten naar de stuurkleppoort 11, 'die op zijn beurt in verbinding staat met de hoofdklepinlaatpoort 61 om de productdruk uit te oefenen op het hoofdklepkopvolume 68 en het bijbehorende bovênkopoppervlak 74 van de hoofdklep. Daar het oppervlak 74 groter is dan het oppervlak 75 wordt 15 de ontlastklep in de gesloten stand gehouden en drukt deze: . de hoofdklepafdichting 103 samen, die in de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm een O-ring kan zijn.

Bij de werking van de stuurklep 5 om het product te laten wegstromen, wordt het hoofdklepkopvolume 2Q 68 geventileerd naar de buitenlucht via de stromingsweg 61, 11 en de inwendige poorten, die uitkomen via de poort van de tweede trap.

Als gevolg van het ventileren van het hoofdklepkopvolume 68 beweegt de zuiger 69 snel omhoog en 25 stroomt het product door de hoofdklepopening 71 en de hoofd-klepuitlaat 67. Op dit punt wordt het door 71 stromende product tegen het ondervlak 75 van de zuiger 69 gericht en passeert dan radiaal door de hoofdklepcilinderpoort 117 en wordt weer gericht om uit de hoofdklepuitlaatpoort 67 te 30 stromen,

De door deze stroming veroorzaakte turbulentie omvat een aanzienlijke wervelvorming bij de afdichting 1Q3 (zie fig. 41 die gedeeltelijk is opgenomen in een in het algemeen driehoekige groef, die is gevormd door een opening-35 zitting 100 en een openinginzetstuk 101. De openingzitting 1Q1 is wegneembaar gemonteerd in de hoofdklep 7 met schroefdraad of andere middelen en kan worden verwijderd voor onderhoud of worden vervangen door een inzetstuk met andere grootte om de stromingscapaciteit van de hoofdklep 7 te 4$ veranderen. De groef is asymmetrisch in dwarsdoorsnede met 8102420 -6- * * ' aan de binnendiameterzijde een holte 115 die groter is dan de holte 116 aan de buitendiameterzijde ten einde thermische uitzetting van de afdichting 103 toe te laten. De groef is echter zo groot, dat de afdichting 103 naar buiten steekt 5 om in aanraking te komen met de zuiger 69 in de gesloten kiepstand. Onder deze omstandigheden zouden de door de bovengenoemde wervels veroorzaakte lagedrukken tot gevolg hebben, dat de gassen, die zijn opgesloten in de afdichting-holte 116 die is gevormd binnen de driehoekige groef rondom 10 de afdichting 103, de afdichting 103 uit de driehoekige af-dichtingholte of groef voorbij de openingzitting 100 en het inzetstuk 101 persen. De toepassing van meerdere ventilatieopeningen 109, zoals is afgebeeld, in de nabijheid van de openingzitting 100 en het inzetstuk 101 laat het gas echter 15 uit de holten 115 en 116 wegstromen, waardoor de neiging tot loswerken van het afdichtingorgaan 103 is opgeheven. Op deze manier kan een betrekkelijk eenvoudige en gemakkelijk te vervaardigen afdichting, zoals een "0"ring worden toegepast.

Door de toepassing van de beschreven constructie ligt boven-20 dien het afdichtingsorgaan 103 buiten de stromingsrichting, waardoor het direct treffen door schurende deeltjes is vermeden .

\

De bovenbeschreven afdichtingconstructie is zeer doelmatig gebleken in kleppen met zuigers 69 met dia-25 meters tot 20cm en drukken tot 15.300 kPa. Deze betrekkelijk eenvoudige constructie die past bij de meeste met gereedschap te verwijderen onderdelen zorgt voor een betrouwbare en blijvende afdichting voor een ontlastklep van grote capaciteit, daar de afdichting 103 is geplaatst buiten de tur-30 bulentie van de productstroming, maar toch een doelmatige afdichting verzekert.

Volgens de uitvinding wordt een bestuurde ontlastklep verschaft met toepassing van een stromingloze tweetrapsstuurklep en een verbeterde hoofdklep.

8102420

Claims (7)

1. Bestuurde drukontlastklep met een huis, waarin een heen- en weerbeweegbaar afsluitorgaan een eerste en tweede drukholte boven resp. onder het afsluitorgaan vormt, gekenmerkt door een eerste opening, die in 5 verbinding staat met' de eerste holte, een tweede opening, die in verbinding staat met de tweede holte en een uitlaat vormt, een uitlaatinzetstuk dat concentrisch ten opzichte van de uitlaatopening is en een afdichtingvasthoudgroef vormt, een afdichting in deze groef, een aantal openingen, IQ die in verbinding staan met de afdichtingvasthoudgroef en op een afstand liggen van de omtrek van het uitlaatopening-inzetstuk en.die verder in verbinding staan met de tweede holte, middelen, die een zitting voor de afdichting tegen het afsluitorgaan vormen, middelen die het afsluitorgaan 15 in afdichtende aanraking met de afdichting houden bij gelijke druk in de holten, en middelen om naar keuze de eerste holte te ventileren , zodat de productdruk het afsluitorgaan vanaf de zitting verplaatst en de door het door de uitlaatopening stromende product veroorzaakte drukverhoging in de 2Q afdichtinggroef onder de afdichting wordt opgeheven door deze openingen.

2. Gebalanceerde drukontlastklep volgens concl. 1 voor het aflaten van het product uit eên drukvat naar de buitenlucht of een geschikte leiding, waarbij het afsluit- 25 orgaan een zuiger is die door de tankdruk in de afsluitstand wordt gehouden, met het kenmerk, dat het inzet-Stuk en de zitting de afdichtinggroef vormen en de daarin vastgehouden afdichting een afdichtvolume vormt, waarin zich de ventilatie-'-openingen bevinden, zodat de door het door 3Q de uitlaatopening stromende product in dit volume veroorzaakte drukstijging door deze ventilatie-openingen wordt vereffend, ten einde tijdens het aflaten van het product de afdichting vast te houden.

3. Ontlastklep volgens conclusie 2, m e t 35 het k e n m e r k, dat de afdichting een "0" ring is.

4. Ontlastklep volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het middel om naar keuze het product af te laten een drukgevoelige stuurklep is. 81 02 4 2 ö V ff -8-

5. Ontlastklep volgens éên der conclusies 2-4, met het kenmerk, dat het afdichtingsorgaan bestaat uit elastomeermateriaal en gedeeltelijk uit de groef steekt, ten einde in de gesloten stand van de klep in aanra- 5 king met de zuiger te komen.

6. Ontlastklep volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de groef in het algemeen een driehoekige vorm heeft.

7. Ontlastklep volgens conclusie 5 of 6, m e t 10 het kenmerk, dat de groef aan één zijde is gevormd door de op het huis van de klep bevestigde uitlaatopeningzit-ting en anderzijds door het op het huis van de klep bij de uitlaatopeningzitting bevestigde uitlaatopeninginzetstuk. 8102420