NO162886B - Ventil anordnet for tilfoersel til og paafoelgende stoetmessig toemming av en tank. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en ventil anordnet for tilførsel

til og påfølgende støtmessig tømming av en tank.

Særlig, men ikke utelukkende,finner oppfinnelsen

en fordelaktig anvendelse ved forbedring av gjennomløpet og flyten av et granulert,eller pulverformet, produkt ut fra en tank eller en installasjon såsom en silo eller i forbindelse med mølleanlegg.

Oppfinnelsen sikrer således en slik flytforbedring ved eliminering av opphopningspartier i eventuelle dødvinkler og/eller ved nedbryting av lag som kan henge fast ved en tanks vegger, stag eller den profil som dannes av ansamlet produkt foran tankens utløpsåpning.

En slik ventilanordning hvor utslippet skjer støt-vis kalles noen ganger luftkanon og omfatter gjerne på den ene side et tilførselskammer med en fylleåpning og en forbindelses-åpning til tanken og, på den annen side, en tømmekanal til anlegget som ventilanordningen for den støtmessige tømming er tilknyttet.

Tilførselskammeret består gjerne av et sylindrisk hus

i hvilket et stempel som danner et ventillegeme kan bevege seg frem og tilbake. Stemplet er ikke fritt bevegelig, men er presset til sin ene endestilling av et trykk, spesielt gasstrykket fra en gass som er ført inn i tilførselskammeret for å fylle tanken. For å styre gasstrømmen i tømmekanalen er denne todelt med to forbindelsesrør som via en lukkbar åpning mellom en anleggsflate som er festet til eller er en del av ventillegemet, og et leie i form av et ventilsete danner forbindelsen mellom tanken og det anlegg eller område som gassen skal støtes ut i. Åpningen lukkes ved at gasstrykket i tilførselskammeret presser mot baksiden av ventillegemet.

Når trykket i tilførselskammeret brått senkes forår-saker det overtrykk som da oppstår i tanken at stemplet momentant beveges mot den retning som det opprinnelige gasstrykk presset stemplet, slik at det momentant åpner rørforbindelsen fra tanken inntil på ny gass tilføres tilførselskammeret for ny gassfylling av tanken.

Stemplet eller ventillegemet må være tilstrekkelig langt til at det sikres presis føring i ventilhuset og slik at det unngås klemvirkninger ved bevegelsen i dette selv om klaringen mellom stemplet og husets sylindervegg er minimal, hvorved det mellom tilførselskammeret og stemplets front blir tilstrekkelig gasstetning til at stemplet med sin anleggsflate presses mot leiet eller ventilsetet.Fortrinnsvis er stemplet lengre enn det er bredt.

For å kunne redusere gasstrykket i tilførselskammeret momentant, er tilførselsåpningen til dette kammer gjerne koblet til trykkgasskilden ved hjelp av en flerveisventil som er innrettet for etter valg å lukke tilførselen eller å forbinde til-førselskammerets åpning med enten trykkgasskilden eller friluft.

De første ventilanordninger av denne type på markedet var svært kompliserte og kostbare og var likeledes beheftet med ulemper som på den ene side hadde sin årsak i den betydelige vekt av selve ventilanordningen og det tilhørende ventillegemes store treghet, og på den annen side gassens trykkfall ved tøm-mingen, idet gassen måtte passere en relativt trang passasje i området ved den lukkbare åpnings anleggsflater. En slik ventilanordning er beskrevet i US-A-3942684.

Gassen ifølge denne kjente ventilanordning trengte således adskillig gjennomstrømmingstid og dette reduserte følgelig betydelig støtvirkningen for tømmingen.

For å unngå at trykkfallet strekker seg over særlig tid er det senere presentert en ny ventilanornding for støtmessig tømming hvor det er sikret en utstrømming gjennom kanaler som hovedsakelig har samme tverrsnitt forbi en lukkeinnretning. Denne ventilanordning er beskrevet i FR-A-2429952.

I denne ventilanordning har ventilhuset en lengde som minst er den dobbelte av diameteren for tømmingskanalen, idet en av kanalens rør er festet foran ventilhuset, mens et annet rør i kanalen er anstukket radialt og mot den fremre del av dette slik at åpningen mot huset lukkes av stemplet når dette er i sin fremre stilling, men åpnes fullt når stemplet er til-baketrukket .

Den lukkbare åpning mellom denne rørdel og ventilhuset dannes følgelig mellom ventillegemet og et motsatt anordnet ventilsete i ventilhusets sidevegg.

For føring av det stempelformede ventillegeme som tjener som lukkeelement har dette legeme i den kjente utførelse en større lengde enn åpningens diameter, og dette fører derfor til et tungt og langt stempel med betydelig treghet og likeledes stor slaglengde. Betydelige rystelser oppstår følgelig i denne ventilanordning, og i tillegg representerer både ventillegeme og ventilhus en relativt høy materialkostnad og et upraktisk stort omfang.

For å begrense de skader som kan tenkes oppstå grunnet støt fra stemplet ved dettes endestillinger, er minst én av stemplets ender forsynt med en stoppinnretning av relativt mykt materiale, men dette materiale brytes relativt hurtig ned og vil heller ikke kunne holde særlig lenge når ventilanordningen an-vendes i installasjoner eller anlegg ved høy temperatur som f.eks. er vanlig i en sementfabrikk.

For å unngå disse ulemper er det fra EP 0134726 på den ene side kjent å anvende et stempel som er svært kort i forhold til diameteren, og på den annen side et ventilhus som i den ene ende mottar en rørstuss som danner en ende av et av tømmekanalens forbindelsesrør, idet rørstissen tjener som ventilanordningens ventilsete og samvirker med en anleggsflate foran på stemplet.

I det minste ett av elementene som utgjøres av denne rørstuss og stemplet i det parti som ikke dekkes av ventilens ventilsete, avgrenser således sammen med ventilhuset en ringformet kanal som står i direkte forbindelse med tømmekanalens ene forbindelsesrør, men som er separert fra tilførselskammeEet ved stemplet. Dette kan bevege seg med et visst spill i ventilhuset og tillater en viss gasspassasje fra tilførselskammeret til den ringformede kanal og tanken, tilstrekkelig liten til at gasstrykket på stemplets bakside kan holde stemplet i anlegg mot ventilsetet.

Denne anordning fremviser gode resultater grunnet sin kompakthet og ved at den har et stempel med liten treghet, men anordningen har forøvrig begrensninger som beror på at stemplet er temmelig kort i forhold til diameteren, slik at det ikke får noen god styring langs periferien i ventilhuset. For å bøte på dette er stemplet anordnet med et temmelig stort spill ut mot ventilhusets sylindervegg.

Selv om denne konstruksjon har et stempel med liten treghet og det for styringen av stemplet kun er nødvendig med et svakt gasstrykk i kammeret, er det likevel nødvendig at dette tilførselstrykk etableres momentant etter tømmingen av tanken for at lukkingen av gjennomstrømmingskanalen skal kunne foregå uten forsinkelse.

Det relativt store spill og lukkeproblemene i denne konstruksjon gjør at ikke det pulverformede produkt som kommer til å sveve i luften som følge av tømmingen hindres i å bevege seg tilbake mot det indre av tilførselskammeret og der risikerer å forstyrre funksjoneringen av ventilanordningen.

Ut over dette, og særlig når det gjelder produksjons-pauser, vil det være nødvendig å opprettholde gasstrykket i til-førselskammeret både med en elektroventil og en kontinuerlig trykkgassgenerering i tilfelle svikt i elektroventilen for å unngå en utilsiktet åpning av lukkeventilen.

Et resultat som foreliggende oppfinnelse tar sikte på

å oppnå er en ventil av den type som er nevnt ovenfor, men som er videreutviklet for å hindre retur av pulverformede materi-aler inn i tilførselskammeret.

Et annet resultat av oppfinnelsen er en slik ventil hvor selve lukkingen og opprettholdelsen av en effektiv lukking av tømmekanalen ikke er avhengig av et på ny opprettet gass- . tilf ør se ls trykk ..

Likeledes oppnås med den foreliggende oppfinnelse en lukkbar ventil som uten risiko for fastkiling har et stempel som sikres en effektiv styring under sin frem- og tilbakegående bevegelse i ventilens hus.

Det er således skaffet til veie en ventil av nevnte type og som nærmere fremgår av den innledende del av det etter-følgende krav 1, og denne ventil er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av dette krav.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel som ikke er ment å være begrensende, men som støtter seg til den ledsagende illustra-sjon som skjematisk viser en ventil med et stempel i samsvar med oppfinnelsen.

Av tegningen fremgår at ventilen omfatter et tilførsels-kammer 1 med en tilførselsåpning 2 og en kanal 3 som fører til en tank 4, idet denne står i forbindelse med et anlegg 7 via en tømmekanal som dannes av to forbindelsesrør 5, 6.

Tilførselskammeret 1 avgrenses i et sylindrisk ventilhus 14 av et stempel som danner ventilens ventillegeme 8 og som presses fremover i en pils F retning av gasstrykket fra en gass som tilføres tilførselskammeret 1 for å fylle tanken 4.

For styring av gasstrømmen i tømmekanalen som består av de to forbindelsesrør 5, 6, føres gassen via en lukkbar åpning mellom et leie som danner ventilens ventilsete 9 og en anleggsflate 29 anordnet på den fremre flate 28 på ventillegemet 8.

Det første forbindelsesrør 5 i tømmekanalen strekker seg fra tanken 4 til setet 9, mens det andre forbindelsesrør 6 i denne tømmekanal strekker seg fra setet 9 til anlegget 7 og danner det egentlige tømmerør.

Fortrinnsvis er ventillegemet 8 ganske kort i forhold til sin diameter og former således tilnærmet en plate med ut-stikkende ytre flenser 23. I ventilhuset 14 og ved en av dettes ender er innført en rørstuss 17 som danner enden av det andre forbindelsesrør 6 i tømmekanalen.

Den ytterste del av rørstussen 17 danner setet 9 som er innrettet for gasstett anlegg mot anleggsflaten 29 på den fremre flate 28 på ventillegemet 8.

I det minste ett av de elementer som utgjøres av rørstussen 17 og den del av ventillegemet som ikke er dekket av leiet som tjener som ventilsete, avgrenser sammen med ventilhuset 14 en ringformet kanal 35 som står i direkte forbindelse med det første forbindelsesrør 5 i tømmekanalen, idet dette første rør 5 er forbundet med tanken 4 som skal fylles, men er isolert fra tilførselskammeret 1 med ventillegemet 8.

Ventillegemet 8 kan beveges med en viss klaring i ventilhuset 14 for å kunne danne en tilstrekkelig stor kanal 3 for gassen slik at denne kan strømme fra tilførselskammeret 1 til den ringformede kanal 35 og tanken 4.

Den tilførte gass under trykk virker på ventillegemets 8 bakre flate 22 og tvinger anleggsflaten 29 mot setet 9 slik at den åpning som foreligger mellom disse lukkes.

For at lukkingen ikke direkte og utelukkende skal være avhengig av tilførselsgasstrykket er ventillegemet 8 til stadig-het presset mot setet 9 med i det minste ett fjærende organ 19 av kjent type og som har en stivhet som tilsvarer de krefter som fremkommer fra gasstrykket, slik at selve ventilåpningen som dannes mellom ventillegemet 8 med sin anleggsflate 29 og setet 9 kan, i avhengighet av gasstrykket i tilførselskammeret 1,

åpnes og lukkes.

I en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse omfatter det fjærende organ 19 en trykkfjær 21 som stort sett ligger an mot ventilhusets 14 bunn 15 (vist øverst på figuren) med fjærende anlegg mot ventillegemets 8 bakre flate 22.

Så snart gasstrykket i tilførselskammeret 1 brått reduseres, bevirker det da oppstående overtrykk i tanken 4 at ventillegemet får et trykk som virker mot pilens F retning og mot det parti av ventillegemet som utenfor anleggsflaten 29 avgrenser den ringformede kanal 35.

Dette trykk bringer så ventillegemet 8 momentant mot ventilhusets 14 bunn 15 mot fjærvirkningen fra det fjærende organ 19.

Anleggsflaten 29 på ventillegemet 8 adskilles følgelig momentant fra setet 9 og åpner tømmekanalens forbindelsesrør 6.

På tradisjonell måte er tilførselsåpningen 2 forbundet med en trykkgasskilde 10 via to rør 11, 12 over en treveis ventil 13 som muliggjør lukking eller forbindelse mellom til-førselsåpningen 2 og kilden 10 eller friluft, og denne mekanisme muliggjør således et momentant trykkfall i tilførselskammeret 1.

I et foretrukket utførelseseksempel består treveis-ventilen 13 selv av en ventil av den type som oppfinnelsen presenterer for å kunne gi et tilstrekkelig hurtig trykkfall i tilførselskammeret 1.

Det første forbindelsesrør 5 i tømmekanalen er dannet av et rør 20 som fra siden er festet til selve ventilen (vist ved 36), og nærmere bestemt er røret 20 forbundet med den ringformede kanal 35 som omslutter rørstussen 17 som danner enden på det andre forbindelsesrør 6 i tømmekanalen.

Ved ytterendene har røret 20 og rørstussen 17 hver en flens 16 hhv. 18 for respektiv forbindelse med tanken 4 og anlegget 7.

Den ringformede kanal 35 har fortrinnsvis et tverrsnitt som er like stort som det indre tverrsnitt av rørene 20 og rørstussen 17.

Dette tverrsnitt har videre samme areal som sideflaten av en tenkt sylinder i rørets 20 forlengelse frem til ventillegemet når dette befinner seg i sin tilbaketrukne stilling.

Bunnen av den ringformede kanal 35 er på kjent vis dannet av et konisk parti 27 hvis største basis 26 er forbundet med ventilhuset 14 og hvis minste basis 25 er forbundet med omkretsen av rørstussen 17, hvorved det koniske partis 27 skråning er slik at det sikres et konstant tverrsnitt over forbindelsen mellom røret 20 og den ringformede kanal 35.

Som en følge av dette opprettholdte tverrsnitt vil ikke nevneverdige trykkfall forekomme.

Det som særlig kjennetegner oppfinnelsen er kombinasjonen av at ventillegemet 8 over det parti som skiller den ringformede kanal 35 fra tilførselskammeret 1 har en så stor klaring mot ventilhusets 14 sylindriske vegg at den kanal 3 som der dannes tillater passering av gass i en laminær gass-strøm langs stemplets omkrets fra tilførselskammeret 1 til kanalen 35, at ventillegemet på sin bakre flate 22 har en glider 24 med lengdeakse parallell med ventilhusets14 sentrale lengdeakse, med lite tverrsnitt og innrettet for samvirke med en boring 30 med indre tverrsnitt som tilsvarer gliderens 24 og som er anordnet for føring av glideren ved ventilhusets 14 bunn 15 slik at boringen 30, når anleggsflaten 29 på ventillegemet 8 ligger an mot setet 9, opptar glideren 24 over en lengde som er tilstrekkelig i forhold til boringens største tverrsnitt til en pålitelig føring av glideren 24 og dermed ventillegemet 8 forbundet med denne, og at et fjærende organ 19 er anordnet mellom bunnen 15 og den bakre flate 22 for å presse denne fremover i forhold til bunnen.

I en foretrukket utførelse av ventilen er glideren 24 en sirkulær sylinder anordnet sentralt og koaksialt på ventillegemet,og boringen 30 er da en sirkulær sylindrisk boring i den sentrale del 37 av det endestykke 38 som lukker ventilhuset 14 på ventillegemets bakside.

Endestykket 38 har fortrinnsvis sentreringsorganer, særlig utført som en sentreringsring 38 for innpassing i ventilhuset 14.

Lengden av glideren 24 er fortrinnsvis minst lik dennes diameter. Takket være styringen av glideren i boringen kan ventillegemets klaring mot sylinderveggen i ventilhuset reduseres til f.eks. 0,1 mm (kanalen 3), og dette er tilstrekkelig for å tillate gasspassasje i en laminær gass-strøm som går forbi stemplets periferi, men hvor klaringen likevel ikke er så stor at et pulverformet produkt kan trenge inn bak ventillegemet. Et annet trekk ved oppfinnelsen er at tilførsels-åpningen er anordnet i boringens 30 bunn 31 og at glideren 24

i det minste har én aksial, gjennomgående boring 32 fra hvilken minst ett hull 33 fører ut til tilførselskammeret 1.

Likeledes er oppfinnelsen kjennetegnet ved at dette/ disse hull 33 er anordnet slik at ventillegemet 8 i sin tilbaketrukne stilling dekkes av boringens 30 vegger slik at til-førselen av gass under trykk ikke slipper ut i tilførsels-kammeret 1 før ventillegemet er beveget et visst stykke ut fra sin tilbaketrukne stilling.

Hullene, dersom det er flere av disse, er f.eks. boret fra siden i det sylindriske rør som glideren da utgjør, og hullene befinner seg da helt nede ved den bakre flate 22 på ventillegemet. Dersom det er anordnet flere hull 33, fordeles-disse regelmessig rundt gliderens omkrets.

Det skal bemerkes at ventillegemet 8 etter ventilens åpning for tømming av tanken 4, med sin bakre flate 22 tilnærmet blir liggende an mot ventilhusets 14 bunn 15 og at hullene 33 ved basis av glideren 24 da maskeres av boringens 30 vegger, siden glideren i denne stilling av ventillegemet er så og si helt innskjøvet i boringen.

Følgelig hindres at gass slipper inn i tilførsels-kammeret mens tanken 4 fylles.

Mens tanken fylles er det fjærende organ 19, f.eks.

i form av trykkfjæren 21, komprimert og de enkelte elementer av det fjærende organ, eksempelvis de enkelte vindinger av trykkfjæren 21, bringes nærmere hverandre. For å unngå at de støter helt sammen, er endestykket 38 utformet slik at dettes sentrale del 37 stikker frem i forhold til sylinderens 14 bunn 15, slik at det dannes et ringrom 34 med tilstrekkelige dimensjoner til at det fjærende organ 19, også når dette er utført som en trykkfjær 21, kan opptas i ringrommet 34 selv i den helt sammentrykte stilling som tilsvarer den fullt tilbaketrukne stilling for ventillegemet 8.

I avspenningsfasen sikrer utformingen av ringrommet 34 fortsatt at det fjærende organ styres i ventilhuset 14.

Det står en fagmann fritt å bestemme den mest hensikts-messige detaljutforming av anleggsflaten 29 på ventillegemet 8 og dennes motstående ventilsete 9, og følgelig er detaljer ved-rørende dette ikke medtatt i beskrivelsen. 5 Fortrinnsvis er ventillegemet 8 og glideren 24 utført i ett stykke og gjerne av lettmetall såsom aluminium.

Claims (6)

1. Ventil anordnet for tilførsel av gass til en tank (4) og påfølgende støtmessig tømming av denne tank (4) ut i et anlegg (7), omfattende et ventilhus (14) med et ventillegeme (8), hvilke sammen avgrenser et tilførselskammer (1) med en til-førselsåpning (2) og en kanal (3) ut mot tanken (4), hvor det ved ventilhusets (14) fremre del er festet to forbindelsesrør (5, 6) som danner en tømmekanal mellom tanken (4) og anlegget (7) , slik innrettet at gassen ved tømmingen må passere et ventilsete (9) innrettet for samvirke med en anleggsflate (29) på ventillegemet (8), hvilke elementer (9, 29) sammen danner ventilens strupeåpning og som holdes lukket av gasstrykket fra den gass som er ført inn i tilførselskammeret (1) og virker mot ventillegemets (8) bakre flate (22) mot trykkvirkningen fra gassen i tanken (4) og som utøver et mottrykk på den del av ventillegemets (8) fremre flate (28) som omslutter ventilsetet (9), idet virkningen av ventilen er slik at så snart gasstrykket i tilførselskammeret (1) momentant reduseres trykkes ventillegemet (8) bakover slik at tankens (4) gass støtes ut via tømmekanalen og til anlegget (7), ved at ventilens ventillegeme (8) har betydelig kortere lengde enn diameter, at tømme-kanalens ene forbindelsesrør (6) ved enden danner en rørstuss (17) som er ført inn i ventilhusets (14) ene side og ytterst danner ventilsetet (9), og at minst ett av de elementer som utgjøres av rørstussens (17) ende og den del av ventillegemet (8) som omslutter leiet (9) sammen med ventilhuset (14) avgrenser en ringformet kanal (35) i direkte forbindelse med det andre forbindelsesrør (5), men hvor kanalen (35) er skilt fra tilførselskammeret (1) av ventillegemet (8) med unntak av kanalen (3) som dannes mellom ventillegemet (8) og tilførsels-kammerets (1) omsluttende sylindriske vegg som en klaring, men hvor likevel gasstrykket som virker mot den bakre flate (22) på ventillegemet (8) er i stand til å holde anleggsflaten (29) i anlegg mot setet (9), KARAKTERISERT VED kombinasjonen av at ventillegemet (8) over det parti som skiller den ringformede kanal (35) fra tilførselskammeret (1) har en så stor klaring mot ventilhusets (14) sylindriske vegg at den kanal (3) som der dannes tillater passering av en gass i en laminær gass-strøm langs stemplets omkrets fra tilførselskammeret (1) til kanalen (35), at ventillegemet på sin bakre flate (22) har en glider (24) med lengdeakse parallell med ventilhusets (14) sentrale lengdeakse, med lite tverrsnitt og innrettet for samvirke med en boring (30) med indre tverrsnitt som tilsvarer gliderens (24) og som er anordnet for føring av glideren ved ventilhusets (14) bunn (15) slik at boringen (30), når anleggsflaten (29) på ventillegemet (8) ligger an mot setet (9), opptar glideren (24) over en lengde som er tilstrekkelig i forhold til boringens største tverrsnitt til en pålitelig føring av glideren (24) og dermed ventillegemet (8) forbundet med denne, og at et fjærende organ (19) er anord-ned mellom bunnen (15) og den bakre flate (22) for å presse denne i forhold til bunnen.

2. Ventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at glideren (24) er sylindrisk og anordnet sentralt i forhold til ventillegemet (8), og at boringen (30) har tilsvarende sylindrisk tverrsnitt.

3. Ventil ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at boringen (30) er utført i en sentral del (37) av et endestykke (38) for lukking av den bakre del av ventilhuset (14), og at endestykket (38) har en sentreringsring (39) for innpassing i ventilhuset (14) .

4. Ventil ifølge ett av kravene 1 til 3, KARAKTERISERT VED at tilførselsåpningen (2) er anordnet i boringens (30) bunn (31) og at glideren (24) i det minste har én aksial, gjennomgående boring (32) fra hvilken minst ett hull (33) fører ut til tilførselskammeret (1).

5. Ventil ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at dette/disse hull (33) er anordnet slik at ventillegemet (8) i sin tilbaketrukne stilling dekkes av boringens (30) vegger slik at den tilførte gass ikke slipper ut i tilførselskammeret (1) før stemplet er beveget et visst stykke ut fra sin tilbaketrukne stilling.

6. Ventil ifølge ett av kravene 1 til 5, KARAKTERISERT VED at bunnen (15), for å unngå at det fjærende organs (19) enkelte elementer skal kunne berøre hverandre mellom de flater av ventillegemet (8) og ventilhuset (14) som vender mot hverandre, er utformet slik på innersiden av den sentrale del (37) at det dannes et ringrom (34) med tilstrekkelige dimensjoner til at det fjærende organ (19) skal kunne få plass også når dette er utformet som en trykkfjær (21) og når stemplet er i sin helt tilbaketrukne stilling.