NO158356B - Ventil av dreietypen, saasom kuleventiler eller kikkraner. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en ventil av dreie- og høytrykkstypen, såsom kuleventiler eller kikkraner, og av den art som er angitt i innledningen til det etterfølgende selvstendige krav 1.

Med uttrykket "ekvatorlalområde" i nevnte beskrivelsesinn-ledning, skal forstås det området av ventillegemets overflate som under ventillegemets dreining om sin dreieakse, suksessivt føres forbi en tetningsring ved hver av ventilhusets tilkoplingsåpninger.

Det er tidligere kjent ventiler av den innledningsvis nevnte type som f.eks. omtalt i brit.pat. nr. 1.231.607, hvor ventillegemet er kuleformet og ligger tettende an mot tetningsringene i ventilens lukkede stilling langs et ringformet tettings- eller berøringsområde, og dette området befinner seg i samme avstand fra ventillegemets dreieakse som ventillegemets overflateelementer andre steder i ventillegemets ekvatorlalområde. Som følge av at det ringformede berøringsområdet for ventillegemet i nevnte britiske patent befinner seg i samme avstand fra ventillegemets dreieakse eller dreiesenter som ventillegemets øvrige overflate, vil det herske samme friksjon mot ventillegemets dreining både fra lukket stilling til åpen stilling og vice versa, hvilket medfører like stor pakningsslitasje samt motstand mot dreining ved åpning som ved lukking.

I US-pat. nr. 3.047.007 er det vist et ventillegeme som er praktisk talt kuleformet bortsett fra oversiden og undersiden som fortrinnsvis er plane og parallelle med hverandre. Også her befinner ventillegemets ringformede berøringsområde i ventilens lukkede stilling seg i samme avstand fra ventillegemets dreieakse eller dreiesenter som ventillegemets øvrige overflate. Dette bevirker også her at det dreibare ventillegemet utsettes for høy dreiefriksjon mot bevegelse mellom åpen og lukket stilling, samt at friksjonen mellom pakning og ventillegeme vokser under ventillegemets bevegelse fra sin åpne stilling i retning mot den lukkede stilling, bl.a. som følge av at ventillegemet i alle operative ventil-stillinger skal forspenne to ventilseter, dvs. tetningsringer.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ventil av den innledningsvis nevnte type hvor dreir.ing av ventillegemet fra lukkestilling til åpen stilling, er vesentlig lettere enn ved de hittil kjente ventiler cg hvor samtidig slitasjen på tetningsringene er vesentlig redusert i forhold til de kjente ventiltyper. Dette oppnås ved at ventillegemet ifølge den foreliggende oppfinnelse i prin-sippet kun skal forspenne tetningsringene i ventilens lukkede stilling, mens tetningsringene kan være helt ute av inngrep med ventillegemet i ventilens åpne stilling.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved hjelp av de karakteristiske trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav 1, samt i de etterfølg-ende uselvstendige krav.

Det tilveiebringes herved en ventil av den innledningsvis nevnte art som i en åpen ventilstilling har ingen eller forholdsvis liten friksjonsmotstand mot dreining i retning mot en lukket ventilstilling, fordi ventillegemets inngrep med tetningsr ingen skjer under et lavere anleggstrykk enn det som forekommer i ventilens lukkede stilling. Derved tilveiebringes en ventil med lengre driftslevetid før utskifting av tetningsring, både på grunn av det lavere trykk mot tetningsringen i ventilens åpne stilling og på grunn av at kartene på ventillegemets boringsåpning passerer tetningsringer, under vesentlig - lavere trykk imot denne enn det trykk ventillegemet utøver i ventilens lukkede stilling. Anleggstrykket mot tetningsringen kan på grunn av ventilens konstruksjon i ventilens lukkede stilling, være vesentlig høyere enn de hittil kjente anleggstrykk i slike ventiler, som vanligvis har et tetningsanleggstrykk av en slik størrelsesorden at det for lukking av ventilen på dennes ventilspindel høyest skal utøves et dreiemoment på 75 Nm, mens ventilen ifølge oppfinnelsen kan oppnå et tetningstrykk, hvortil det skal anvendes et dreiemoment på ventilspindelen av størrelsesorden 350 Nm, dvs. et tetningstrykk som er ca. 5 ganger større enn hittil oppnådd i kuleventiler eller haner.

Hver ekvatorialområdedel med nevnte største avstand til ventillegemets senter eller dreieakse, er hensiktsmessig bredere enn tetningsringens største diameter for denne rings berøringsflate med ventillegemet. Derved sikres at hele tetningsringens berøringsflate får samme tetningstrykk eller anleggstrykk mot ventillegemet i lukkestillingen.

Hvor ventilen er en kikkran med sylindrisk eller kjegleformet ventillegeme, er ventillegemets ekvatorlalområde, dvs. nevnte område som ved ventilens dreining passerer tetningsringens berøringsområde, hensiktsmessig sammensatt av parvis motsatt beliggende sylinder- eller kjegleflatedeler av samme form, samtidig med at minst et par av nevnte motstående sylinder-eller kjegleflatedeler har felles akse og større avstand til ventillegemets dreieakse enn de øvrige par av nevnte sylinder- eller kjegleflatedeler. Derved presiseres en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsens anvendelse i ventiler av kikkrantypen.

Der hvor ventilen er en kuleventil, er ventillegemets ekvatorlalområde hensiktsmessig sammensatt av parvis motsatt beliggende kuleflatedeler av samme overflatekrumning, samtidig med at minst et par av nevnte motstående kuleflatedeler har samme senter og større avstand til kulens senter enn de øvrige par kuleflatedeler. Derved presiseres en foretrukken utførelsesform for en modifisert kuleventil, idet ventillegemet kun på en del av sitt ekvatorlalområde behøver å ha senter i ventilens dreieakse.

Det boringsåpningsfri par kule-, kjegle- eller sylinderflate-deler har hensiktsmessig på ventillegemet den største avstand til kulens senter eller ventillegemets akse, samtidig med at hver med boringsåpning forsynt flatedel har mindre avstand til kulens senter eller ventillegemets akse. Derved sikres ventillegemets høyeste anleggstrykk mot tetningsringen i ventilhuset mellom tetningsringen og det boringsåpningsfri par flatedeler på ventillegemet.

Tetningsringen ved hver av ventilhusets tilkoplingsåpninger ut for ventillegemets ekvatorlalområde, er hensiktsmessig fastgjort til ventilhuset samtidig med at ventillegemet ved de med boringsåpninger forsynte ekvatorialområder alltid er ute av inngrep med tetningsringen. Derved tilveiebringes en utførelsesform hvor munningene i ventillegemets boringsåpninger aldri kommer i inngrep med tetningsringen, slik at dennes levetid blir lengre, da slitasjen fra nevnte riiunninger er utelukket.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere forklart i forbindelse med noen utførelseseksempler og under her.visning til tegningen, hvor

fig. 1 viser et ventillegeme ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 det i fig. 1 viste legeme sett fra siden,

fig. 3 det i fig. 1 viste sett forfra,

fig. 4 et snitt langs linjen I-l i fig. 3 gjennom er. endret utførelsesform,

fig. 5 et snitt langs linjen II-II i fig. 3,

fig. 6 en utførelsesform med plane flater ved boringen, og fig. 7 en tetningsring.

Fig. 1 viser et ventillegeme 1 ifølge oppfinnelsen av kuletypen. Ventillegemets boring 2 har en åpning beliggende ved en kuleflatedel 3, som har mindre avstand til kulens sentrum enn en kuleflatedel 4, hvori ingen boringsåpninger finnes. Øverst er ventillegemet forsynt med en flate 5, i hvis midte det er utformet et kasseformet fremspring 6, for å gå i inngrep med en gjennom det ikke viste ventilhus forløp-ende ventilspindel, som ved sin inngrepsende er forsynt med et komplementært til fremspringet 6 utformet hakk. Fig. 2 viser samme ventillegeme sett fra siden med avrundede overganger mellom de to flater 3 og 4. Denne ventil er av en-veis ventiltypen med en enkelt boring i ventillegemet, men oppfinnelsen kan også utøves med to-veis og tre-veis ventiltyper av såvel klkkran- som kuletypen. Ventillegemet 1 dreies om dets dreieakse 7, og kuleflaten 4 har senter i ventillegemets senter 8. I dette tilfellet er kulens senter beliggende der hvor dreieaksen 7 skjærer boringens 2 akse 9. I fig. 2 er inntegnet ventillegemets ekvatorlalområde 10, nemlig det området som under ventillegemets 1 dreining suksessivt føres forbi en tetningsring i ventilhuset. Et eksempel på en tetningsring 12 er vist i fig. 7, hvor tetningsringens berøringsflate eller anleggsflate 14 til tetning mot ventillegemet i dettes lukkedes stilling, er vist skrånende i forhold til tetningsringens plan. Et innvendig fremspring 16 på tetningsringen 12 har vist seg i ventilens åpne stilling, å fjerne ventilstøy i de utførelsesformer for ventillegemet, hvor flaten 3 også bringes i inngrep med tetningsringen 12, dog under et svakere anleggstrykk. Fig. 3 viser ventillegemet 1 sett forfra, likeledes med ekvatorialområdet 10 vist. Fig. 4 viser et snitt langs linjen I-l i fig. 3 gjennom en utførelsesform, hvor fremspringet 6 er erstattet av en utsparing 18 til inngrep med ventilspindelen. Her er med stiplet linje vist den vanlige tverrsnittskontur 20 for en normal kuleventil, hvorved det lettere forsté.s hvorfor ventillegemet 1 ifølge oppfinnelsen ligger an mot ventilhusets tetningsring 12 med et lavere anleggstrykk i ventilens åpne stilling enn i dennes lukkede stilling. Fig. 5 viser et snitt langs linjen II-II i f:.g. 3 midt gjennom ventillegemets 1 ekvatorlalområde 10. Med strek-prikk-linjen 22 er antydet ventillegemets 1 bane for kule-flatedelen 4. Fig. 6 viser en utførelsesform for ventillegemet 1, hvor kun flatedelene 4 er kuleformede med avrundede overganger til de plane flater 26, hvori ventillegemets boring 2 munner ut, og hvor en flate 24 motsatt flaten 5 også er plane utformet. Avstanden mellom flatene 5 og 24 svarer til ekvatorial-områdets 10 bredde. Derved kan oppnås et ventilhus med lav byggehøyde, og hvor alle oppfinnelsens fordeler er utnyttet.

De avrundede overganger til flatene 26 gir mindre slitasje på tetningsringen 12 enn tilsvarende boringsnarnninger i ventillegemet.

Hvor det finnes mer enn én boring i ventillegemet 1, skal det i dettes ekvatorlalområde 10 være minst en enkelt bore-åpningsfri overflatedel av en større bredde, målt langs ventillegemets 1 omkrets ved ekvatorlalområdet 10, enn tetningsringens 12 største diameter for dens berøringsområde 14 med ventillegemet 1. Ventilhusets tilkoplirigsåpninger, som kan avsperres av boringsåpningsfri overflatedeler på ventillegemet 1, er alle beliggende radielt ut for ekvatorlalområdet 10, men ventilhuset kan også ha andre tilkoplingsåpninger, f.eks. anbragt motsatt ventilhusets åpning til ventilspindelen.

Claims (5)

1. Ventil av dreie- og høytrykkstypen, såsom kuleventiler eller kikkraner, og av den art som omfatter et ventilhus med minst to tilkoplingsåpninger og en åpning for en ventilspindel for dreining av et dreibart lagret ventillegeme (1) om en dreieakse (7) til en lukket, henholdsvis en åpen ventilstilling, hvor ventillegemet (1) har et med minst en bore-åpning (2) forsynt ekvatorlalområde (10), som ved legemets (1) dreining om sin dreieakse (7) suksessivt føres forbi en fast anbragt elastisk ettergivelig tetningsring (12) ved hver av ventilhusets tilkoplingsåpninger, karakterisert ved at ventillegemet (1) i lukket ventilstilling ligger tettende an mot tetningsringen (12) langs et ringformet tetnings- eller berøringsområde som befinner seg i større avstand fra ventillegemets (1) dreieakse (7) eller senter (8), enn ventillegemets (1) overflateelementer (3,26) andre steder i ekvatorlalområdet (10).

2. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at hver ekvatorialområdedel med største avstand til ventillegemets (1) senter (8) eller dreieaksel (7) er bredere (30) enn tetningsringens (12) største diameter for ringens (12) berøringsflate (14) ved ventillegemet (l).

3. Ventil ifølge krav 1 eller 2, hvor ventilen er av kikkrantypen med sylindrisk eller kjegleformet ventillegeme, karakterisert ved at ventillegemets ekvatorlalområde (10), dvs. det området som ved ventilens dreining passerer tetningsringens (12) berøringsområde, er sammensatt av parvis motsatt beliggende sylinder- eller kjegleflatedeler av samme form, og at minst et par av nevnte motstående sylinder- eller kjegleflatedeler har felles akse (7) og større avstand til ventillegemets (1) dreieakse (7) enn minst ett annet par av nevnte sylinder- eller kjegleflatedeler av parvis samme form.

4. Ventil ifølge krav 1 eller 2, hvor ventilen er en kuleventil, karakterisert ved at ventillegemets (1) ekvatorlalområde (10) er sammensatt av parvis motsatt beliggende kuleflatedeler (3,4) av samme overflatekrumning, og at minst et par av nevnte motstående kuleflatedeler (4) har samme senter (8) og større avstand til kulens (1) senter (8) enn minst et annet par kulef latedeler (3) med parvis samme overflatekrumning.

5 . Ventil ifølge krav 4,karakterisert ved at tetningsringen (12) er forsynt med et radlelt innadrettet fremspring (16) som danner en stump vinkel med tetningsringens (12) berøringsflate (14) med ventillegemet (1).