NO130494B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en dreiespjeldventil til kon-troll av fluider, dvs. en ventil, hvis stengelegeme består av en skive som er dreibar om en akse på tvers av boringen i et ventilhus mellom en lukket stilling i hvilken skiven ligger på tvers av boringen, og en åpen stilling i hvilken skiven ligger med kantene i boringens retning for å utgjøre en så liten hindring for strømmen som mulig.

I en spjeldventil av den her gjeldende art kreves der for betjening av ventilen et dreiemoment som delvis må overvinne det hydrauliske dreiemoment som virker på skiven som følge av fluidum-trykket i ventilens strømningspassasje, og som delvis skyldes frik-sjonsmotstanden mot skivens bevegelse, av hvilke faktorer den siste er størst når skiven legger seg an mot setet og når skiven fjernes fra setet. I en spjeldventil med fullstendig symmetrisk anordnet skive finnes der inten hydraulisk dreiemoment som virker på skiven i den helt åpne eller den helt stengte stilling, men ved en forskjø-vet skive finnes der et lite hydraulisk dreiemoment som virker på skiven når den er i helt åpen stilling, hvilket dreiemoment øker når skiven beveges mot stengt stilling og enten hjelper til eller mot-virker stengebevegelsen avhengig av retningen av strømmen gjennom ventilen i forhold til den side av skiven hvor den eller de forskjøv-ne dreietapper er anordnet. Størrelsen av dette dreiemoment for et git.t fluidumtrykk er i en viss utstrekning avhengig av differansen i tverrsnittsarealet av strømningspassasjen rundt vedkommende motsatte kanter av skiven ved forskjellige vinkelstillinger av denne under dens dreiebevegelse mot helt stengt stilling, hvilken differanse skyldes forskyvningen av skiven ut fra dreieaksen. Dette dreiemoment når sin toppverdi for en forskjøvet sirkelformet skive som virker i en sylindrisk boring på et tidspunkt da sentret for den ene kant av skiven ligger i et plan som er perpendikulært på boringen og forløper gjennom skivens dreieakse, da differansen mellom de to strømningspassasjers tverrsnittsarealer er størst på dette tidspunkt. Ved en liten forskyvning opptrer dette maksimale dreiemoment på et tidspunkt av skivens bevegelse da strømstyringen ved hjelp av ventilen er mest kritisk, dvs. når variasjoner .med hensyn til det nød-vendige dreiemoment er minst ønskelige. Disse topper opptrer særlig når skiven danner en vinkel fra 60° til 70° med boringens akse.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveieb ringe en anordning ved en spjeldventil med forskjøvet skive, hvor det hydrauliske dreiemoment som av fluidumstrømmen meddeles skiven under åpningsbevegel-sen, er redusert i forhold til verdien av dreiemomenter som ville opptre med en forskjøvet sirkelformet skive anordnet perpendikulært i en sylindrisk boring under sådanne åpningsbevegelser.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen således en dreiespjeldventil av den art som omfatter et hus med en ringflens som begge har en stort sett sylindrisk boring som begrenser en strømningskanal, en elastisk setering anordnet i en ringformet forsenkning mellom ringflensen og huset, og en ventilskive som er anordnet dreibar om en dreieakse til og fra anlegg mot seteringen, hvor dreieaksen er for-skjøvet, fra ventilskivens plan innover i huset og forløper på tvers av strømningsretningen og deler strømningskanalen i to gjennomstrøm-ningshalvdeler, og det særegne ved oppfinnelsen er'at ventilplacens kantdeler og/eller de veggflater i husets indre og flensens indre som grenser opp til ventilskivens kantpartier, er således utformet at vedkommende kantpartier ved dreining av ventilskiven bort fra stengestillingen kan beveges bort fra den begrensende husflate henholdsvis flensflate med hovedsakelig samme hastighet, således at variasjonen i strømningsforholdene i de to gjennomstrømningshalvde-ler blir hovedsakelig de samme. Hensiktsmessig er de veggflater i husets indre, som grenser opp til ventilskivens kantpartier, utformet som en forholdsvis bratt tilbaketrukket forsenkning. De veggflater i flensens indre, som grenser opp til ventilskivens kantpartier, er fortrinnsvis også utformet med minst én forsenkning. Med-et ventilhus og en husflens som begge er forsynt med forsenkning, er forsenkningen i huset fortrinnsvis dypere enn forsenkningen i husflensen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved eksempler under henvisning til tegningene, hvis fig. 1 viser et lengdesnitt av ventilen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et tverrsnitt langs linjen 2 - 2 på fig. 1, fig. 3 og 4 viser på samme måte som fig. 1 og 2 an-dre utførelser av ventilen, fig.- 5 og 6 viser lengdesnitt og tverrsnitt av modifiserte utførelser av ventiler ifølge fig. 3 og 4, og fig. 7 og 8 viser lengdesnitt og tverrsnitt av ytterligere modifika-sjoner av ventilen ifølge fig. 1 og 2.

Fig. 1 og 2 viser en ventil med et hus med i det vesent-lige sylindrisk boring og omfattende det egentlige ventilhus 1 og en flens 2 samt en innenfor husets 1 boring anordnet ventilskive 3, hvis tapper eller hulltapper 4 er forskjøvet i forhold til skivens plan, således at skiven 3 kan dreies for å komme til og fra anlegget mot en ettergivende setering 5 som er anordnet i en forsenkning 6 i husets 1 innervegg. Tappen 4 er festet til en brakett 7 på baksiden av skiven 3 og forløper gjennom en ikke synlig boring i husets 1 vegg og går klar av seteringen 5. Denne boring har for tetning mot husets indre et ringformet spor som opptar en O-ring. En fast tapp er innsatt i ventilhusets vegg på den diametralt motsatte side av husboringen i forhold til den nevnte boring og er ført gjennom en tetnings-O-ring og inn i en blindboring i en annen brakett på baksiden av skiven 3, således at den er i flukt med tappen 4. Den ytre ende av tappen 4 har et håndtak, ved hjelp av hvilket skiven 3 kan dreies om tappen 4 og også kan låses i en hvilken som helst dreie-stilling ved hjelp av en konvensjonell låseinnretning (ikke vist).

Den radialt innad vendende flate av ringen 5 har en sådan kontur at den passer sammen med ventilskivens 3 radialt utad vendende flate som utgjør en del av en kule og er sentrert i forhold til skjæringspunktet for skivens 3 dreieakse med ventilhusboringens akse. I det minste denne skivens 3 flate eller hele skiven kan være dekket med et ettergivende materiale, således at tetningsanlegget i ventilens stengte stilling skjer mellom et ettergivende lag på skiven 3 og den ettergivende setering 5.

Bak fordypningen 6 for innføring av seteringen 5 er ventilhusets 1 boring utformet med krumme ringformede forsenkninger 22, 23 på motsatte sider av skivens 3 dreieakse, og hver forsenkning har av-tagende dybde fra et maksimum på midten av sin lengde mot sine motsatte ender, således at ventilhusets veggflate i det område hvor boringene for gjennomføring av tappen 4 og tappen 10 befinner seg,

er helt uten foran

Anordningen av to forsenkninger i stedet for én gjør det mulig at skiven 3 kan anordnes enten for dreining med eller mot urviserens retning fra stengt til åpen stilling. Dybden og den aksi-ale utstrekning av fordypningene ved deres midtpunkter er således valgt at der oppnåes størst mulig grad av utkompensering av differansen i strømningsforhold rundt vedkommende motsatte sidekanter av skiven 3 over minst 45° av skivens 3 åpningsbevegelse ut fra stengestillingen, idet der ikke bare taes hensyn til differensiell økning av strømningspassasjens bredde ved økende vinkler ut fra skivens 3 stengestilling, men også til virkningen av skivens ene kant som føres inn i fluidumstrømmen som beveger seg gjennom ventilen og den motsatte kant som beveger seg sammen med strømmen.

Forsenkningene 22, 23 i ventilen på fig. 1 og 2 tilveiebringer den mest nyttige utjevningseffekt eller kompenseringseffekt like overfor strømmen gjennom ventilen i retning fra husflensen 2

inn i flenshuset 1 selv om noen grad av betjening også oppnåes i den motsatte retning av fluidumstrømmen. En vesentlig utjevningsvirkning i begge retninger av strømmen kan oppnåes ved den modifiserte utfør-else som er vist på fig. 3 og 4.

Ventilen ifølge fig. 3 og 4 har et annet par ringformede forsenkninger 24 og 25 som er noe grunnere og med mindre aksial bredde enn bredden på midten av forsenkningene 22, 23, og de førstnevnte forsenkninger er anordnet i flensene 2, således at de befinner seg ved seteringen 9. Forøvrig er ventilen ifølge fig. 5 og 6 den samme som vist på fig. 1 og 2.

Meget av samme virkning som oppnåes med ventilen ifølge fig. 3 og 4, kan oppnåes under mindre fjernelse av metall fra ventilhuset og husflensen ved at der bare ordnes ett av hvert par av forsenkninger, som vist på fig. 5 og 6. Ved denne utførelse finnes der bare én forsenkning 22 i ventilhuset 1 og bare én forsenkning 25 i flensen 2, men man vil forstå at ved en sådan konstruksjon oppnåes kompenseringsvirkningen bare når skiven dreies i urviserens retning fra stengestillingen.

Hvis det er umulig å få den ønskede dybde av forsenkningen 22 og/eller 23 på grunn av en på forhånd gitt veggtykkelse av ventilhuset 1, kan der fåes en kompromissløsning ved anordning av en innad vendende vulstaktig utforming som vist ved 26 på fig. 7 og 8. Ventilen har i dette tilfelle en forsenkning 22 som er hoe grunnere på midten enn den som er vist på fig. 1 og 2, med det resultat at kompenseringsvirkningen eller utjevningsvirkningen nedsettes noe. Anordningen av den innad vendende vulst 26 på flensen 2, hvilken vulst har samme tilspissede form som forsenkningene 24 og 25 ifølge fig. 3 og 4, tilveiebringer imidlertid samme virkning med hensyn til reduksjonen av den differensielle økning av strømningspassasjens areal mellom skivens 3 motsatte sidekanter, som ville blitt oppnådd ved en dypere forsenkning 22, men med ulempen av en nedsettelse av det effektive tverrsnittsareal av strømningspassasjen gjennom ventilen i åpen stilling.

Ved de ovenfor beskrevne utførelser av oppfinnelsen er en sirkulær skive anordnet for å stenge ventilen i en stilling perpendikulært på en sylindrisk boring, og de forskjellige foranstaltninger med hensyn til reduksjonen av det hydrauliske dreiemoment er basert på data for hydraulisk dreiemoment for en sådan sirkulær skive og ventil med sylindrisk boring. Det vil imidlertid være innlysende at avvikelsen fra den perpendikulære stengestilling med dermed følgende modifikasjon av skivens form og/eller boringens tverrsnitt kan bidra til en reduksjon av det hydrauliske dreiemoment som kunne føre til en reduksjon avhengig av de ovenfor beskrevne foranstaltninger for oppnåelse av de samme totale resultater eller som kunne supplere eller til og med gjøre sådanne foranstaltninger overflødige.

Hvis det for eksempel er ønskelig å dreie planet for skiven i stengestilling om skivens dreielagere, således at skivens ene kant i stengt stilling ligger i planet perpendikulært på husets boring og som passerer dreieaksen, fåes en konstruksjon, hvor differansen mellom strømningspassasjene rundt skivens motsatte sidekanter under åpning fra stengt stilling vil opphøre. Denne foranstaltning krever imidlertid enten forandringen av skivens og seteringens form eller av boringens tverrsnitt og seteringens form fra sirkelformet til ellipseform, hvor utstrekningen av en sådan forandring bestemmes ved graden av forskyvningen mellom dreieaksen og skivens midtplan. Et noe lignende resultat kan oppnåes ved at skivens og boringens sirku-

lære form bibeholdes, mens overgangen mellom de respektive boringer i ventilhuset og husflensen stilles i vinkel, således at skiven under sin bevegelse fra stengestillingen beveges bort fra boringens veggflate i samme grad ved begge sidekanter av skiven, mens skiven dreies mot den åpne stilling.

Den ventildel som inneholder akselen, er kalt hus og den

annen er kalt ringflens.

Claims (4)

1. Dreiespjeldventil av den art som omfatter et hus med en ringflens som begge har en stort sett sylindrisk boring som begren-

ser en strømningskanal, en elastisk setering anordnet i en ringformet forsenkning mellom ringflensen og huset, og en ventilskive som er anordnet dreibar om en dreieakse til og fra anlegg mot seteringen, hvor dreieaksen er forskjøvet fra ventilskivens plan innover i huset og forløper på tvers av strømningsretningen og deler strømningskana-len i to gjennomstrømningshalvdeler, karakterisert ved at ventilplatens (3) kantdeler og/eller de veggflater (22, 23, 24, 25, 26) i husets (1) indre og flensens (2) indre som grenser opp til ventilskivens (3) kantpartier, er således'utformet at vedkommende kantpartier ved dreining av ventilskiven bort fra stengestillingen kan beveges bort fra den begrensende husflate henholdsvis flensflate med hovedsakelig samme hastighet, således at variasjonen i strøm-ningsforholdene i de to gjennomstrømningshalvdeler blir hovedsakelig de samme.

2. Ventil i henhold til krav 1, karakterisert ved at de veggflater i husets (1) indre som grenser opp til ventilskivens (3) kantpartier, er utformet som i det minste en forholdsvis bratt tilbaketrukket forsenkning (22, 23) .

3. Ventil i henhold,til krav 1 eller 2, karakterisert ved at de veggflater i flensens (2) indre, som grenser opp til ventilskivens (3) kantpartier, er utformet med i det minste én forsenkning (24, 25).

4. Ventil i henhold til krav 1, karakterisert ved at veggflaten i husets (1) indre og veggflaten i flensorganets (2) indre i .nærheten av seteringen (5) er utformet som en forsenkning (22) henholdsvis som en innadragende vulst (26) eller omvendt.