NO148685B - Spjeldventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en spjeldventil som angitt

i ingressen til krav 1.

En spjeldventil av denne art er kjent fra GB-PS 1 301 854. En lignende ventilkonstruksjon, med tetningsflater basert på en rett kjegle og dobbelt eksentrisk opplagret ventilspjeld, er kjent fra US-PS 4 265 426. Sistnevnte konstruksjon er mindre produksjonsvennlig idet kjegleaksen her danner en vinkel med ventilhusets akse. Andre løsninger går ut på å basere tetningen på en skrå kjegleflate og ovalt spjeld, som f.eks. i NO-PS

137 363 og GB-PS 1 399 741. Disse løsninger innebærer imidlertid en vesentlig mer komplisert konstruksjon fremstillingsmessig sett.

Ved ventiler av den innledningsvis nevnte art er det helt avgjørende for ventilens funksjon at ventilsetets konusvinkel er nøye tilpasset den valgte eksentrisitet for ventilspjeldets opplagring. Velges konusvinkelen uavhengig av spjeldets opplagring vil det bare være en ren tilfeldighet om der oppnås en noenlunde akseptabel tetningseffekt i ventilens lukkestilling.

I verste fall vil ventilspjeldet, når det dreies fra åpen mot lukket stilling, overhodet ikke kunne bringes i tetningsanlegg mot ventilsetet. Mistilpasning mellom sete og spjeld kan i større eller mindre grad avhjelpes ved å utføre tetningsdelen av spjeldets omkretsparti i et ettergivende materiale såsom en elastomer. Dette stiller imidlertid strenge krav til materialet i tetningsdelen, som i alle tilfelle på grunn av slitasje og aldring vil få en relativt lav levetid.

Ingen av de ovennevnte patentskrifter gir noen direktiver for hensiktsmessig valg av ventilsetets konusvinkel ved en ven-til av den innledningsvis nevnte art. Foreliggende oppfinnelse løser dette problem ved at ventilsetets konusvinkel bestemmes som nærmere angitt i karakteristikken til krav 1. Derved sikres en optimal tetningseffekt for etthvert valg av ventilspjeldets eksentrisitet, og det blir mulig å oppnå tilfredsstillende tetning også med spjeldets omkretsflate utført i metallisk materiale .

En utføringsform av ventilen ifølge oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i tilknytning til tegningen, som i lengdesnitt viser ventilen i fullt åpen tilstand, med innsirk-lede områder i større målestokk.

På tegningen er 1 et vesentlig sylindrisk ventilhus utstyrt med endeflenser 2 for innkopling av en fluidførende rørledning. Inne i ventilhuset 1 er anordnet et konisk ventilsete 3 formet som et rettavkortet segment av en kjegleflate hvis akse faller sammen med ventilhusets lengdeakse L. Ventilsetet 3 er utformet på en setering 4, f.eks. av syrefast stål, som er sveiset eller på annen måte festet til ventilhusets innvendige omkrets nær dets ene ende.

Videre opptar ventilhuset 1 et sirkulært ventilspjeld 5 med en omkretsflate 6 som er tilpasset for tettende anlegg mot det koniske ventilsetet 3 i ventilens lukkede tilstand. Spjeldet 5 er ved hjelp av en aksel 7 svingbart opplagret i huset 1 om en akse 0 vinkelrett på ventilhusaksen L og eksentrisk beliggende i forhold til denne såvel som til spjeldomkretsflatens 6 midtplan M.

Spjeldets 5 omkretsflate 6 er fortrinnsvis utformet på en tetningsring 8 av elastomer-materiale, f.eks. teflon, som løs-bart fastholdes f.eks. ved hjelp av en klemring 9.

Ventilsetets 3 konisitet er fastlagt på basis av ventil-sp jeldets eksentriske opplagring. Nærmere bestemt har den vinkel y som ventilsetet i et tverrsnitt danner med ventilhusaksen L en verdi tilnærmet lik det aritmetiske middel av de to fotvinkler a, 3 som dannes av spjelddiameteren D vinkelrett på spjeldaksen L i spjeldomkretsflatens midtplan M, og de to radier Ra, fra spjeldets omdreiningsakse 0 til nevnte diameters D respektive endepunkter A, B'.

I den viste utføringsform har spjeldomkretsflaten 6 vesentlig samme konusform som ventilsetet 3, og rager et lite stykke, f.eks. 1 mm, radielt utenfor tilgrensende deler av selve spjeldet 5 som fortrinnsvis er utformet av syrefast stål.

Ved lukking av ventilen dreies spjeldet 5 ca. 90° i retning med urviseren fra den maksimalt åpne stilling vist på tegningen. Under denne dreiebevegelse vil spjeldomkretsflatens 6 ytre og indre kantpunkter henholdsvis a, a' og b, b<1> i vertikalsnitt-planet gjennom diameteren D beskrive sirkelbuer henholdsvis S ,

a Sa „1, S d , S, o', som alle skjærer ventilseteflaten 3 slik det frem-går av fig. 2. Således vil spjeldets omkretsflate 6 mellom kantpunktene a, a' og b, b' presses med kilevirkning mot sete-flaten 3 og det samme er tilfellet for alle øvrige punkter langs

/ spjeldets omkretsflate. Graden av kilevirkning vil avhenge av tetningsringens 8 tykkelse (jo større tykkelse dess større negativ klaring mellom spjeldomkretsflatens 6 kantpunkter a, a<1>, b, b' og ventilsetet 3).

Med et slikt arrangement sikres således fullstendig avtet-ning rundt hele spjeldomkretsen i ventilens lukkede stilling. Selv om spjeldtetningsringen 8 i den viste utføringsform består av elastomer-materiale og har en omkretsflate 6 med samme konusvinkel som setets 3 konusvinkel y, skal det forstås at dette ikke er noen absolutt nødvendig betingelse for opp-nåelse av tilfredsstillende tetning. Således kan f.eks. om-kretsflatens 6 kantpartier være avrundet slik at tetning bare opprettes i en smal sone langs midtplanet M idet også denne sone vil oppnå negativ klaring overfor setet 6 når dette har den ovenfor spesifiserte konusvinkel y tilnærmet lik (a + 3) : 2. Ved nøyaktig maskinering og tilpasning av setet 3 og spjeld-omkretsf laten 6 skulle det derfor være mulig å utføre også spjeldets omkretsflate av metallisk materiale, hvilket ville gi vesentlig utvidet anvendelsesområde for spjeldventilen.

Eksentrisiteten for spjeldets opplagring vil i det ve-sentlige velges som et kompromiss mellom hensyn til manøvrer-barhet (større eksentrisitet krever større dreiemoment) og til tetningseffekt (mindre eksentrisitet gir mindre negativ klaring og følgelig mindre kilevirkning).

Man har funnet at en hensiktsmessig eksentrisitet er en som gir fotvinkelverdier på henholdsvis a tilnærmet lik 24,5° og (3 tilnærmet lik 16,5°. Ut fra dette kan ventilsetets 6 ønskede konusvinkel bestemmes til y tilnærmet lik (a + : 2 = 21u som en foretrukket verdi.

Claims (2)

1. Spjeldventil omfattende et vesentlig sylinderformet ventilhus (1) med et konisk ventilsete (3) formet som et rettavkortet segment av en rett kjegleflate hvis akse faller sammen med ventilhusets akse (L), og et sirkulært ventilspjeld (5) med en konisk omkretsflate (6) med tilnærmet samme konisitet som ventilsetet for tettende anlegg mot dette, idet spjeldet (5) er svingbart opplagret i huset om en akse (0) vinkelrett på ventilhusets akse (L), og eksentrisk beliggende i forhold til denne såvel som til midtplanet (M) gjennom ventilspjeldets omkretsflate (6), karakterisert ved at den konusvinkel ( y) som ventilsetet (3) i et tverrsnitt danner med ventilhusaksen (L) har en verdi tilnærmet lik den aritmetiske middelverdi av de to fotvinkler (a, 3) som dannes av spjelddiameteren (D) vinkelrett på spjeldets omdreiningsakse (0) i spjeldomkretsflatens midtplan (M) , og de to radier (R cl , R, D) fra omdreiningsaksen (0) til nevnte diameters (D) respektive endepunkter (A, B).

2. Spjeldventil ifølge krav 1 , karakterisert ved at ventilsetets (3) konusvinkel ( y) er tilnærmet lik 21°.