NL9201086A - Afsluiter. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Afsluiter.

De uitvinding heeft betrekking op een afsluiter met een van een in hoofdzaak halfbolvormig buitenoppervlak voorzien afsluitorgaan waarin ten minste een doorlopend kanaal is aangebracht, welk afsluitorgaan draaibaar is rond de rotatie-symmetrie-as van het halfbolvormige buitenoppervlak daarvan in een huis, dat is voorzien van een ruimte voor het met speling opnemen van het afsluitorgaan, en waarin afdichtmiddelen zijn opgenomen voor het naar de omgeving toe afdichten van de inwendige ruimte tussen het huis en het afsluitorgaan, waarbij het huis een aantal kanalen omvat welke althans in één hoekpo-sitie van het afsluitorgaan aansluiten op het kanaal in het afsluitorgaan voor het vormen van een of meer ononderbroken doorgangen in de afsluiter, terwijl in een andere hoekpositie van het afsluitorgaan de doorgang door de afsluiter door het buitenoppervlak van het afsluitorgaan is geblokkeerd, waarbij op de plaatsen waar de kanalen in de inwendige ruimte van het huis uitmonden rondom de monding van elk kanaal een in zichzelf gesloten afdichtend element tussen het huis en het afsluitorgaan is aangebracht.

Een dergelijke afsluiter is bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0 399 095. Deze afsluiter voor het afsluiten van hydraulische leidingen omvat een huis met kanalen waarvan de hartlijnen elkaar bij de mondingen tegenover het afsluitorgaan snijden in het grensvlak door de rand van het halfbolvormige buitenoppervlak van het afsluitorgaan, terwijl de kanalen voor het overige gedeelte naar de zijkanten of de onderzijde van het huis leiden. De afdichtende elementen rondom de mondingen van de kanalen in het huis hebben aanzienlijke radiale afmetingen en bevinden zich onder een voorspanning van schotelve-ren gedeeltelijk in de kanalen. Daar waar de afdichtende elementen aanliggen tegen het halfbolvormige buitenoppervlak van het afsluitorgaan, zijn zij speciaal vormgegeven om de kromming van het buitenoppervlak van het afsluitorgaan zo goed mogelijk te volgen voor het bereiken van de gewenste afdichting. Ondanks het feit dat het afsluitorgaan halfbolvormig is en daardoor reeds een verminderde bouwhoogte ten opzichte van conventionele kogelafsluiters kan worden bereikt, leidt de gekozen oriëntatie van de kanalen in het huis tot een aanzienlijke huishoogte en een ingewikkelde, bochtige kanalengeome-trie met een aantal knikken in verticale en horizontale richting. Dit leidt tot stromingsverliezen wanneer vloeistof door de afsluiter in doorlaattoestand stroomt.

Er is een aanzienlijk aantal onderdelen benodigd voor de opbouw van de bekende afsluiter, waarbij de montage van de onderdelen problematisch is door de vereiste plaats en oriëntatie daarvan.

De uitvinding beoogt een afsluiter van de voornoemde soort te verschaffen die eenvoudiger op te bouwen en compacter is, minder onderdelen omvat en in de open toestand een verminderde hydraulische weerstand heeft.

De afsluiter volgens de uitvinding is daartoe daardoor gekenmerkt, dat de hartlijnen van de kanalen in het huis bij de mondingen daarvan tegenover het afsluitorgaan de draaias van het afsluitorgaan snijden in een punt dat ligt tussen een grensvlak door de rand van het halfbolvormige buitenoppervlak daarvan en het halfbolvormige buitenoppervlak zelf. Op deze wijze is het mogelijk de bouwhoogte van de afsluiter te reduceren zodat een compact element wordt verkregen. Tevens is hierdoor de hydraulische weerstand verlaagd. Het huis en het in hoofdzaak halfbolvormige afsluitorgaan kunnen eenvoudig van kunststof en door spuitgieten vervaardigd worden.

Een zeer kleine bouwhoogte en een zeer lage hydraulische weerstand worden bereikt, wanneer de hartlijnen van de kanalen in het huis evenwijdig aan voornoemd grensvlak zijn gericht, en meer in het bijzonder op één lijn liggen.

Dankzij de oriëntatie van de kanalen in het huis bij de mondingen tegenover het afsluitorgaan kan op eenvoudige en doeltreffende wijze een goede afdichting worden verkregen wanneer de afdichtende elementen rondom de mondingen van de kanalen in het huis bestaan uit O-ringen die zijn opgenomen in groeven die zijn bepaald door naar elkaar toegekeerde opstaande zijden van op het inwendige oppervlak van de ruimte in het huis gevormde ribben, waarbij de groeibodems verlopen volgens een halfbolvormig oppervlak op een voorafbepaalde afstand van het halfbolvormige buitenoppervlak van het afsluitorgaan.

De afsluiter volgens de uitvinding leent zich door de toepassing van een halfbolvormig afsluitorgaan uitstekend voor een uitvoering in kunststof, vervaardigd door middel van een spuitgietproces. Voor een eenvoudige matrijsconstructie lopen de opstaande zijden van de ribben in het huis bij voorkeur parallel aan de draaias van het afsluitorgaan.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de vorm van de dwarsdoorsnede van de kanalen in het huis zodanig gekozen, dat de groeven cirkelvormig verlopen. De in de groeven te plaatsen 0-ringen kunnen hun functie dan optimaal vervullen. In dit geval zullen de kanalen in het algemeen een ellipsvormige dwarsdoorsnede hebben, waarbij de geometrie van de ellips afhankelijk is van de richting waarin de hartlijnen van de kanalen in het huis de draaias van het afsluitorgaan snijden, en van de positie van de kanalen in het huis.

Een bijzonder eenvoudig te assembleren afsluiter wordt verkregen, wanneer het huis ter hoogte van voornoemd grensvlak is voorzien van een in hoofdzaak ringvormige radiaal buitenwaarts uitstekende rand, waaromheen radiaal binnenwaarts uitstekende, complementair gevormde haaknokken van het afsluitorgaan kunnen grijpen voor het draaibaar koppelen van het afsluitorgaan en het huis. De aldus gerealiseerde klikverbin-ding tussen het huis en het afsluitorgaan levert de vereiste voorspanning op de afdichtende elementen rondom de monding van de kanalen in de inwendige ruimte van het huis.

Het draaimoment dat benodigd is voor het bedienen van de afsluiter kan nog belangrijk verminderd worden door in plaats van de voornoemde klikverbinding tussen het huis en het afsluitorgaan, het huis aan de van voornoemd grensvlak af gekeerde zijde te voorzien van een doorlopend gat met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, welk gat coaxiaal met de draaias van het afsluitorgaan is gelegen en langs de omtrek waarvan een radiaal binnenwaarts gerichte kraag met een of meer radiale uitsparingen is aangebracht voor het in een bepaalde hoek-stand van het afsluitorgaan ten opzichte van het huis doorla- ten van een of meer radiaal buitenwaarts gerichte nokken die zijn aangebracht aan de buitenomtrek van een in hoofdzaak cylindervormig, coaxiaal met de draaias van het afsluitorgaan en daarop aangebracht uitsteeksel, voor het vormen van een bajonetkoppeling tussen het huis en het afsluitorgaan.

De afsluiter volgens de uitvinding is met name geschikt voor toepassing in een water leidingsysteem, waar sprake is van grote aantallen produkten die zo goedkoop mogelijk moeten zijn.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een zijaanzicht toont, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede, van een uitvoeringsvorm van een afsluiter volgens de uitvinding, gemonteerd op een bevestigingsbeugel;

Fig. 2 een bovenaanzicht van de afsluiter van fig. 1 toont, met gedeeltelijk weggenomen afsluitorgaan en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede afgebeeld huis;

Fig. 3 een zijaanzicht van de afsluiter van fig. 1 toont, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede, volgens pijl III in fig. 1; en

Fig. 4a en 4b een detail van een dwarsdoorsnede resp. onderaanzicht tonen van een bajonetkoppeling tussen een af-sluitorgaan en een huis.

In de figuren hebben gelijke verwijzingscijfers betrekking op gelijke onderdelen.

Fig. 1 toont een afsluiter die twee verschillende kunststof hoofdonderdelen omvat, te weten een huisdeel 2 en een afsluit- en bedieningsdeel 4, welke onderdelen onderling verdraaibaar zijn rond een as 6.

Het huisdeel 2 is voorzien van twee op één lijn met elkaar liggende aansluitstompen 8 en 10, in elk waarvan een aansluitstuk 12 van een leidingsysteem ingeschoven en bijvoorbeeld vastgeklikt kan worden door de binnenzijde van de aansluitstompen 8 en 10 en de buitenzijde van bijbehorende aan-sluitstukken 12 te voorzien van samenwerkende, dwars uitstekende haaknokken (zie bijvoorbeeld haaknok 13 in aansluitstomp 8 in fig. 2) . De aansluit stukken 12 zijn aan een uiteinde daarvan voorzien van een buitenliggende omtreksgroef 14, waarin een O-ring 16 is opgenomen. De afdichtende O-ring 16 ligt na montage van een aansluitstuk 12 in een aansluitstomp 8, 10 aan tegen een inwendig afdichtvlak 18 van de aansluitstomp 8, 10. Het aansluitstuk 12 is in omtreksrichting gefixeerd door radiaal buitenwaarts uitstekende, axiaal gerichte nokken 15 welke opgenomen zijn in axiale sleuven aan de binnenomtrek van de aansluitstompen 8, 10 (zie bijvoorbeeld sleuven 17 in fig. 3) . Op deze wijze kunnen met de aansluit-stukken 12 gekoppelde appendages in omtreksrichting gefixeerd worden. Het aansluitstuk 12 kan ook vrij roteerbaar zijn in de aansluitstomp 8, 10 om te voorkomen dat torsiekrachten in het leidingstysteem worden overgedragen aan het huisdeel 2 en dit huisdeel zouden kunnen vervormen. Het aansluitstuk 12 is tevens in axiale richting over een bepaalde afstand ten opzichte van de bijbehorende aansluitstomp 8, 10 beweegbaar, waardoor toleranties in het leidingsysteem ter plaatse van de afsluiter op eenvoudige wijze kunnen worden opgevangen.

Zoals fig. 1, 2 en 3 tonen, is het binnenoppervlak van het huisdeel 2 in hoofdzaak gevormd volgens het oppervlak van een halve bol, evenals het op geringe afstand daartegenover gelegen buitenoppervlak van het afsluit- en bedieningsdeel 4. De buisstompen 8 en 10 van het huisdeel 2 sluiten aan op openingen in de wand van het huisdeel 2, welke openingen op hun beurt in de getekende hoekpositie van het afsluit- en bedieningsdeel 4 aansluiten op een in dit laatstgenoemde deel gevormd kanaal 20. De dwarsdoorsnede van de aldus gevormde doorgang door het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4 is ellipsvormig, zoals fig. 3 in het bijzonder toont. De geometrie van de ellipsvorm is zodanig gekozen, dat de schuine doorsnede door de doorgang ter plaatse van de overgang tussen huisdeel 2 en afsluit- en bedieningsdeel 4 cirkelvorraig is.

Het huisdeel 2 is aan de binnenzijde daarvan op de bodem van het halfbolvormige oppervlak voorzien van een ringvormige zitting met een vlakke bodem en een opstaande cylindrische wand, in welke zitting een O-ring 22 is aangebracht. Het afsluit- en bedieningsdeel 4 is tegenover de voornoemde opstaande cylindrische wand voorzien van een parallel daaraan uitstekende, in zichzelf gesloten ribbe 24, waarvan de cylin-drische buitenzijde in kontakt is met de O-ring 22 onder het uitoefenen van een samendrukkende kracht daarop voor de lage-ring van het afsluit- en bedieningsdeel 4 ter plaatse en de afdichting van de ruimte daarboven tussen het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4.

Het huisdeel 2 is aan de binnenzijde daarvan nabij de bovenrand voorzien van een tweede ringvormige zitting met een vlakke bodem en een opstaande cylindrische wand, in welke zitting een O-ring 26 is aangebracht. Het afsluit- en bedieningsdeel 4 is tegenover de laatstgenoemde opstaande cylindrische wand voorzien van een zich parallel daaraan uitstrekkend cylindrisch oppervlak, dat in kontakt is met de O-ring 26 onder het uitoefenen van een samendrukkende kracht daarop voor de lagering van het afsluit- en bedieningsdeel 4 ter plaatse en de afdichting van de ruimte daaronder tussen het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4.

Langs het binnenoppervlak van het huisdeel 2 zijn een zich gedeeltelijk rondom een doorlaat in de wand van het huisdeel 2 uitstrekkende binnenribbe 28 en buitenribbe 30 aangevormd, waartussen een ringvormige o-ring 32 kan worden opgesloten.

In de getekende stand van het afsluit- en bedieningsdeel 4 ten opzichte van het huisdeel 2 zorgt de O-ring 32 voor een afdichting tussen de doorlaat en de door de 0-ringen 22, 26 en 32 begrensde ruimte tussen het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4. Wanneer het afsluit- en bedieningsdeel 4 vanuit de getekende stand rondom de as 6 over 90° wordt verdraaid ten opzichte van het huisdeel 2, is de doorgang van aansluitstomp 8 naar aansluitstomp 10 geblokkeerd, doordat het gesloten gedeelte van het halfbolvormige buitenoppervlak van het afsluit- en bedieningselement 4 de openingen in de wand van het huisdeel 2 afsluit.

Het afsluit- en bedieningsdeel 4 is voorzien van twee vleugels 34 waarmee dit deel met de hand ten opzichte van het huisdeel 2 verdraaid kan worden. Er is voorzien in niet nader getoonde blokkeermiddelen voor het begrenzen van de hoek waarover het afsluit- en bedieningsdeel 4 verdraaid kan worden. Voorts is het huisdeel 2 voorzien van een zijwaarts uitstekende nok 35a waarin een doorlopend gat is aangebracht. In de in de figuren getoonde stand van het huisdeel 2 ten opzichte van het afsluit- en bedieningsdeel 4 bevindt de nok 35a zich tegenover een bijbehorende nok 35b die deel uitmaakt van het afsluit- en bedieningsdeel 4 en eveneens van een doorlopend gat is voorzien. Een hangslot of verzegeling door de zich op één lijn bevindende gaten in de nokken 35a en 35b kan waarborgen dat de afsluiter in de geopende stand blijft. Op een gelijksoortige wijze kan met behulp van een hangslot of een verzegeling door een gat 35c (zie fig. 1) in een vleugel 34 en het gat in de nok 35a gewaarborgd worden dat de afsluiter in de gesloten stand blijft.

Het afsluit- en bedieningsdeel 4 heeft een zich om de bovenrand van het huisdeel 2 uitstrekkend cylindrisch gedeelte, dat langs de binnenomtrek daarvan is voorzien van een aantal radiaal binnenwaarts gerichte haaknokken 38. De haak-nokken 38 grijpen onder een radiaal buitenwaarts uitstekende haakrand 40 aan de bovenrand van het huisdeel 2. Door deze maatregelen kan de assemblage van de afsluiter uit de losse onderdelen 2, 4, 22, 26 en 32 bijzonder snel en eenvoudig uitgevoerd worden door in de eerste plaats de 0-ringen 22 en 26 in de daartoe bestemde zittingen van het huisdeel 2 aan te brengen, vervolgens nabij elke doorgang in de wand van het huisdeel 2 een 0-ring 32 tussen de binnen- en buitenribben 28 resp. 30 aan te brengen, en tenslotte het afsluit- en bedieningsdeel 4 in de richting van de lijn 6 in het huisdeel 2 te drukken totdat de haaknokken 38 achter de haakrand 40 zijn geklikt.

Fig. 4a en 4b tonen een alternatief voor de in fig. 1-3 weergegeven klikverbinding tussen het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4. De koppeling tussen de delen 2 en 4 is hier tot stand gebracht door middel van een bajonetkoppe-ling. Daartoe is het huisdeel 2 in de voet daarvan voorzien van een doorlopend gat met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, welk gat coaxiaal met de draaias 6 is gelegen. Aan de huisbui- tenzijde is langs de omtrek van het gat een radiaal binnenwaarts gerichte kraag 50 aangebracht die met behulp van verstij vingsribben 52 met de wand van het gat is verbonden. Op ten minste één plaats langs de omtrek van de kraag 50 is een uitsparing 54 aangebracht. Het afsluit- en bedieningsdeel 4 is voorzien van een in hoofdzaak cilindervormig, coaxiaal met de draaias 6 gelegen uitsteeksel 56, op de buitenomtreek waarvan een nok 58 is aangebracht. De afmetingen van het gat in het huisdeel 2, de kraag 50, de uitsparing 54, het uitsteeksel 56 en de nok 58 zijn zodanig gekozen, dat het uitsteeksel 56 van het afsluit- en bedieningsdeel 4 in een bepaalde hoekstand daarvan ten opzichte van het huisdeel 2 door het gat in het huisdeel 2 gestoken kan worden en vervolgens door verdraaiing van het afsluit- en bedieningsdeel 4 ten opzichte van het huisdeel 2 een bajonetkoppeling tot stand gebracht kan worden. Er is voorzien in (niet getoonde) grendelmiddelen waardoor een koppeling tussen het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4 wél, en een ontkoppeling niet meer mogelijk is. Hiertoe kunnen de grendelmiddelen bijvoorbeeld bestaan uit een verende lip die bij verdraaiing van de delen 2 en 4 ten opzichte van elkaar kan vervormen voor het passeren van een nok, waarna de lip de nok niet meer in tegengestelde richting kan passeren.

Voor een snelle montage van de afsluiter in een leidingsysteem is het huisdeel 2 aan de buitenzijde voorzien van een voet met haakuitsteeksels 42 welke zijn bestemd om te worden opgenomen in openingen van opstaande lippen van een bevesti-gingsbeugel 44.

De beschreven afsluiter is bijzonder compact en heeft in de geopende stand daarvan door de rechte doorgang een zeer lage hydraulische weerstand. Het huisdeel 2 en het afsluit- en bedieningsdeel 4 kunnen elk in één stap in een spuitgietproces gevormd worden, waardoor een bijzonder eenvoudige en goedkope konstruktie is verkregen.

Claims (8)

1. Afsluiter met een van een in hoofdzaak halfbolvormig bui-tenoppervlak voorzien afsluitorgaan waarin ten minste een doorlopend kanaal is aangebracht, welk afsluitorgaan draaibaar is rond de rotatiesymmetrie-as van het halfbolvormige buitenoppervlak daarvan in een huis, dat is voorzien van een ruimte voor het met speling opnemen van het afsluitorgaan, en waarin afdichtmiddelen zijn opgenomen voor het naar de omgeving toe afdichten van de inwendige ruimte tussen het huis en het afsluitorgaan, waarbij het huis een aantal kanalen omvat welke althans in één hoekpositie van het afsluitorgaan aansluiten op het kanaal in het afsluitorgaan voor het vormen van een of meer ononderbroken doorgangen in de afsluiter, terwijl in een andere hoekpositie van het afsluitorgaan de doorgang door de afsluiter door het buitenoppervlak van het afsluitorgaan is geblokkeerd, waarbij op de plaatsen waar de kanalen in de inwendige ruimte van het huis uitmonden rondom de monding van elk kanaal een in zichzelf gesloten afdichtend element tussen het huis en het afsluitorgaan is aangebracht, met het kenmerk, dat de hartlijnen van de kanalen in het huis bij de mondingen daarvan tegenover het afsluitorgaan de draaias van het afsluitorgaan snijden in een punt dat ligt tussen een grensvlak door de rand van het halfbolvormige buitenoppervlak daarvan en het halfbolvormige buitenoppervlak zelf.

2. Afsluiter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hartlijnen van de kanalen in het huis evenwijdig aan voornoemd grensvlak zijn gericht.

3. Afsluiter volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hartlijnen van de kanalen in het huis op één lijn liggen.

4. Afsluiter volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de afdichtende elementen rondom de mondingen van de kanalen in het huis bestaan uit O-ringen die zijn opgenomen in groeven die zijn bepaald door naar elkaar toegekeerde opstaande zijden van op het inwendige oppervlak van de ruimte in het huis gevormde ribben, waarbij de groeibodems verlopen volgens een halfbolvormig oppervlak op een voorafbepaalde afstand van het halfbolvormige buitenoppervlak van het afsluitorgaan.

5. Afsluiter volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de opstaande zijden van de ribben parallel lopen aan de draaias van het afsluitorgaan.

6. Afsluiter volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de vorm van de dwarsdoorsnede van de kanalen in het huis zodanig is gekozen, dat de groeven cirkelvormig zijn.

7. Afsluiter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis ter hoogte van voornoemd grensvlak is voorzien van een in hoofdzaak ringvormige, radiaal buitenwaarts uitstekende rand, waaromheen radiaal binnenwaarts uitstekende, complementair gevormde haaknokken van het afsluitorgaan kunnen grijpen voor het draaibaar koppelen van het afsluitorgaan en het huis.

8. Afsluiter volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis aan de van voornoemd grensvlak af gekeerde zijde is voorzien van een doorlopend gat met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, welk gat coaxiaal met de draaias van het afsluitorgaan is gelegen en langs de omtrek waarvan een radiaal binnenwaarts gerichte kraag met een of meer radiale uitsparingen is aangebracht voor het in een bepaalde hoek-stand van het afsluitorgaan ten opzichte van het huis doorlaten van een of meer radiaal buitenwaarts gerichte nokken die zijn aangebracht aan de buitenomtrek van een in hoofdzaak cilindervormig, coaxiaal met de draaias van het afsluitorgaan en daarop aangebracht uitsteeksel, voor het vormen van een bajonetkoppeling tussen het huis en het afsluitorgaan.