NO163249B - Ventilanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ventilanordning bestående av et ventilhus, et i ventilhuset dreibart ventillegeme, et med ventillegemet samvirkende ventilsete og en dreibar aksel som ventillegemet er festet til, idet den ene ende av akselen har midler for å utføre dreining av ventillegemet mellom en åpen og lukket stilling, og akselen er tilknyttet midler for å holde ventillegemet i en i akselens lengderetning bestemt stilling i forhold til ventilsetet.

I ventiler der ventillegemet er opplagret ved hjelp av en tapp eller aksel inne i ventilhuset kan feil oppretting av ventillegemet i forhold til ventilsetet medføre hurtig slitasje av setet, stor lekkasje og i alvorlige tilfeller total svikt i ventilen. Dette gjelder særlig spjeldventiler, og særlig spjeldventiler som har tosidig forsatt spjeldkon-struksjon, med aksler som fuktes, idet ledningstrykket mot den nedre, lukkede ende av akselen kan bevege spjeldet bort fra konsentrisk oppretting med setet.

Feil oppretting mellom spjeld og sete kan også oppstå som et resultat av montering av en aktuator på ventilen. Fordi det er ønskelig at akselen til ventilen passer trangt inn i en boring i aktuatoren, er det nødvendig å utøve en viss kraft for å skyve aktuatoren inn på ventilakselen. Dersom spjeldet ikke sperres mot bevegelse nedover når aktuatoren monteres på toppen av ventilen, kan akselen bli forskjøvet og beveget bort fra konsentrisk stilling i forhold til setet.

Foreliggende løsninger av problemet med å hindre feil oppretting mellom ventillegemet og ventilsetet omfatter bearbeiding som bringer ventillegemet, f.eks. spjeldet, og setet innen snevre toleranser før monteringen, eller bearbeiding etter montering. En løsning når det gjelder spjeldventiler har vært å benytte avstandselementer mellom spjeldnavene og boringene i ventilhuset. Denne løsning nødvendiggjør ekstra bearbeiding av ventilhuset til snevre toleranser eller bruken av tilpassede avstandselementer for de enkelte ventiler. Begge disse løsninger er kostbare. Videre er det endelige resultat ikke særlig effektivt. Anbringelse av avstandselementer mellom spjeldnavene og boringene i ventilhuset medfører at spjeldet kan sperres på grunn av forurensninger som fester seg til eller korroderer glideflaten mellom spjeldnavene og avstandselementene. Denne løsning er også meget tidkrevende med hensyn til fremstil-ling.

En annen alternativ løsning benytter en aksel som har en ikke justerbar endefortykning i ett med akselen. Ventilen monteres og spjeldet sentreres før det festes til akselen. Ventilen krever deretter en bearbeidingsoperasjon for å tilpasse tappene for å feste spjeldet til akselen. Dette medfører bearbeiding etter den første montering, hvilket øker omkostningene og medfører kompliserte fremstillingsopera-sjoner. Videre vil ventilen kunne inneholde uønskede metallspon fra bearbeidingen.

Dersom den ovenfor nevnte løsning benyttes ved at spjeldet og akselen allerede er ferdig boret for sammenføyning, må bearbeidingstoleransene for spjeldet, akselen og ventilhuset holdes innen ekstremt snevre grenser.

DE 2.907.419 viser et arrangement for kompensering av varierende toleranser for komponenter i en ventil uten at det trenges bearbeiding ved monteringen.

Ventilanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter et ventilhus, et i ventilhuset dreibart ventillegeme, et med ventillegemet samvirkende ventilsete og en dreibar aksel som ventillegemet er festet til, idet den ene ende av akselen har midler for å utføre dreining av ventillegemet mellom en åpen og lukket stilling, og akselen er tilknyttet midler for å holde ventillegemet i en i akselens lengderetning bestemt stilling i forhold til ventilsetet,

og anordningen kjennetegnes ved at midlene for å holde ventillegemet i en bestemt stilling i forhold til ventilsetet omfatter en proppformet del som i det minste delvis er

anbragt i en aksial boring i den ende av akselen som er fjernest fra midlene for å utføre dreining, utformet at den proppformede del er radialt ekspanderbar, for å holde yttersiden av den proppformede del i friksjonsforbindelse med boringen og derved å holde akselen aksialt posisjonert i forhold til den proppformede del, og at det er. anordnet

midler for ekspansjon av den proppformede del og midler for å holde den proppformede del aksialt i forhold til ventilhuset, idet de sistnevnte midler muliggjør dreining av den proppformede del sammen med akselen.

Dermed oppnås at akselen, og dermed ventillegemet, kan sperres i en aksial stilling i ventilhuset, slik at ventillegemet er i korrekt stilling i forhold til ventilsetet, hvilket oppnås ved at den proppformede del festes i en passende aksial stilling i forhold til akselen, mens den proppformede del, og dermed akselen, sperres mot aksial bevegelse i forhold til ventilhuset.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til de vedføyde tegninger.

Pig. 1 viser, sett fra siden og delvis i snitt, en anordning i henhold til oppfinnelsen, og viser

særlig anordningen av en konisk tapp.

Pig. 2 viser, sett fra siden og delvis i snitt, en annen utførelsesform av oppfinnelsen, og viser særlig

anordningen av en gjenget, konisk tapp.

Pig. 3 viser i demontert tilstand og delvis i snitt,

anordningen vist i fig. 1.

Pig. 4 viser en proppformet del som inngår i anordningen i henhold til oppfinnelsen, sett fra linjen IV-IV i fig. 5.

Fig. 5 viser den proppformede del sett fra siden, og

illustrerer særlig riller rundt omkretsen av delen. Fig. 6 viser, sett fra siden, og delvis i snitt, en spjeldventil som omfatter en anordning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 7 viser, sett fra siden og delvis i snitt, en anordning i henhold til oppfinnelsen, og viser særlig arrangementet av anordningen når akselen har stor lengde i forhold til ventilhusets boring.

Oppfinnelsen skal beskrives under særlig henvisning til en dreiespjeldventil, men det vil forstås at anordningen i henhold til oppfinnelsen kan benyttes for andre ventiler der ventillegemet er akselopplagret i ventilhuset og det kreves innbyrdes oppretting mellom ventillegemet og ventilsetet.

Under henvisning til fig. 6 er det vist en spjeldventil 16. En aksel 12 rager fra opprettingsanordningen 10 (omgitt av en sirkel A), gjennom den vertikale akse til et spjeld 18 montert i et ringformet ventilhus 23, gjennom en hals 19 som rager opp på ventilhuset 23, og rager opp over en flens 21 som rager radialt ut fra halsen 19. Akselen 12 er fast forbundet med spjeldet 18 ved hjelp av selvlåsende skruer 22 som muliggjør hurtig og enkel sammenføyning av akselen 12 og spjeldet 18. Akselen 12 er fastskrudd til spjeldet 18 og montert i ventilhuset 23 på en slik måte at spjeldet 18 kan dreie sammen med akselen 12. I denne forbindelse er den øvre ende av akselen 12 utformet med flate partier 25 for et verktøy, slik at akselen 12 og spjeldet 18 kan dreies ved hjelp av en aktuator eller et passende håndtak. Den viste aksel 12 er utformet i ett stykke, men det vil forstås at det i stedet kan benyttes to akseltapper som er festet til spjeldet 18. Som det også fremgår av fig. 6, omfatter også ventilen en konvensjonell pakkboks 27 og passende paknings-elementer 29, for å gi tetning mellom halsen 19 og akselen 12.

Ventilen 16 er også utstyrt med et ventilsete 20 som holdes i ventilen ved hjelp av en ringformet holdeplate 31 som er festet til huset 23 ved hjelp av passende midler, slik som bolter (ikke vist). I fig. 6 er ventilen 16 vist i åpen stilling, d.v.s. med spjeldet 18 parallelt med strømningsret-ningen gjennom ventilen 16. Spjeldet 18 anbringes opprin-nelig slik at det er konsentrisk med setet 20. Setet 20, som er vist skjematisk, er et ringformet element som passer sammen med omkretsen av spjeldet 18 når spjeldet 18 er i lukket stilling, d.v.s. dreid 90° fra den stilling som er vist i fig. 6. Setet 20 gir således fluidtetning når spjeldet 18 er i lukket stilling.

Det vil forstås at ventilsetet 20 kan være utformet på mange forskjellige måter, og det eneste som kreves er at det dannes tett samvirke mellom spjeldet 18 og ventilsetet 20 når spjeldet er i lukket stilling.

Den nedre ende av akselen 12 er lagret i en boring 59 utformet i et boss 70 som rager ut fra det ringformede ventilhus 23. Enden 12a til akselen 12 som er lagret i bosset 70 har en aksial boring 24. Boringen 24 er hovedsakelig konsentrisk med aksen til akselen 12. Boringen 24 kan rage hvilken som helst lengde inn i akselen 12.

Av fig. 1, 3, 4 og 5 fremgår at en proppformet del 26 har et hovedsakelig sylindrisk parti 30 som hovedsakelig passer til boringen 24, og pluggen er fort inn i boringen 24. Ytter-diameteren til delen 26 er litt mindre enn diameteren i boringen 24, for å muliggjøre denne innføring. Ytterflaten til delen 26 har rillet overflate 36, slik som vist i fig. 5. Denne rillede overflate 36 har en rekke rundtgående spor. Disse sporene virker til å gi bedre friksjonsinngrep mellom ytterflaten av delen 26 og veggen i boringen 24. Delen 26 har også en flens 32 som har større diameter enn boringen 59.

Som det særlig fremgår av fig. 4, har delen 26 en aksial sliss 34 som deler delen i segmenter 26a og 26b i det parti som føres inn i boringen 24 i akselen 12. Det vil forstås at i stedet for en aksial sliss 34 kan det også anvendes en spiralformet eller skrådd sliss for å danne ekspanderbare segmenter av lignende type som segmentene 26a og 26b. Dessuten kan det anvendes et hvilket som helst antall slisser med hvilken som helst form for å danne et hvilket som helst antall ekspanderbare segmenter. Som det også fremgår av fig. 3, 4 og 5, er delen 26 utstyrt med en konisk boring 80 som har sin minste diameter ved den ende av delen 26 som føres inn i boringen 24.

For å danne friksjonsforbindelse mellom delen 26 og veggen i boringen 24 må det utøves en kraft på delen 26 for å ekspandere segmentene 26a og 26b sideveis utover. Med flensen 32 liggende mot en underlagsskive 38 (se fig. 1) føres en konisk tapp 28 inn i den koniske boring 80 i delen 26.. En aksialkraft utøves mot den ende av tappen 28 som rager utenfor flensen 32 på delen 26. På denne måte drives tappen 28 inn i delen 26, og bevirker derved at de halv-sylindriske segmentene 26a og 26b ekspanderer og kommer i frlksjonsinngrep med veggen i boringen 24 i akselen 12.

Når delen 26 og akselen 12 er sammenføyd ved hjelp av friksjon, anbringes en skive 40 utenfor flensen 32, og et endedeksel 31 festes til bosset 70 ved hjelp av bolter 44 gjennom hull 46 (se fig. 6), idet en pakning 42 benyttes for å oppnå tetning. Det vil således ses at delen 26 er fastgjort aksialt i forhold til akselen 12 ved at'den fastholdes mellom bosset 70 (ventilhuset) og dekselet 31. Delen 26 kan imidlertid rotere sammen med akselen 12 på lagerflåtene som er dannet av skivene 38 og 40.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig. 2. Ved denne utførelsesform har den proppformede del 50 et

konisk hull 52, og er i likhet med delen 26 slisset slik at det er dannet segmenter 50a og 50b. Det koniske hull 52 har imidlertid sin største diameter ved den ende som er ført inn i boringen 24 og sin minste diameter ved flensenden 32 på delen 50. En gjenget, konisk tapp 54 er ført inn i delen 50 før innføringen av delen 50 i boringen 24. Det gjengede parti 56 på tappen 54 rager utenfor enden av hullet 52 i delen 50, slik at en mutter 58 kan skrus inn på det gjengede parti 56 på tappen 54. Mutteren 58 skrus først på for hånd inntil den stopper mot flensen 32. En skrunøkkel, eller hvilket som helst annet egnet verktøy benyttes for å trekke

til mutteren 58, hvilket bevirker at tappen 54 trekkes videre inn i det koniske hull 52. Dette gir den nødvendige kraft for å ekspandere segmentene 50a og 50b på delen 50 sideveis utover, til friksjonskontakt med veggen i boringen 24. En rillet overflate 36 er på lignende måte anordnet på delen 50 for å øke friksjonsinngrepet. Ved utførelsesformen vist i fig. 2 er delen 50 fastgjort aksialt i forhold til akselen 12 ved at den fastklemmes mellom bosset 7 0 og endedekselet 62, som har en utsparing 64 for det gjengede parti 56 på tappen 54 og mutteren 58, idet tetning oppnås ved hjelp av en pakning 60. Delen 50 kan dreie når akselen 12 dreier, idet lagerflater for dreining av delen 50 dannes på skivene 66 og 68. Anordningen i henhold til oppfinnelsen tjener til å korrigere for feil i dimensjonene til akselen og ventilhuset. Som det særlig fremgår av fig. 1 og 7, kan slike feil kompenseres for ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser et arrangement der akselen 12 har for liten lengde eller bosset 70 har for stor lengde. Dette, problem løses med den foreliggende oppfinnelse uten ekstra bearbeiding, ved at det dannes sammenkobling i det nedre parti av boringen 24. Derfor holdes spjeldet og setet innbyrdes innrettet også dersom det foreligger feil med hensyn til lengden av akselen 12 eller ventilhuset (bosset 70). Fig. 7 viser en situasjon der akselen 12 har for stor lengde eller bosset har for liten lengde. Som vist rager delen 26 langt inn i boringen 24, og akselen 12 rager nær inntil flensen 32 på delen 26. Dette kan uten videre kompenseres for, slik som vist, uten noen ekstra bearbeiding. Det kreves således ingen ekstra bearbeidelse ved noen av disse to utførelsesformer. På grunn av sammenføyningen mellom akselen og spjeldet og skrueforbindelsen mellom endedekselet og ventilhuset kan akselen fjernes og skiftes ut uten demonter-ing av andre deler. Dersom således utskifting av spjeldet eller akselen er nødvendig, kan de nye deler monteres korrekt i forhold til ventilsetet med et minimum av problemer.

Praktiske forsøk har vist at aksialkraften som kreves for å

bevege delen 26 i forhold til akselen er mange ganger (8)

større enn den kraft som dannes av ledningstrykket i ventilen. Tilsvarende krever dreining av delen i forhold til akselen omtrent tre ganger høyere dreiemoment enn det som dannes på grunn av friksjonsmotstanden mellom delen 26 eller 50 og underlagskiven. Det er imidlertid vesentlig at dreining av delen 26 eller 50 i forhold til akselen 12 ikke påvirker den aksiale stilling av spjeldet 18 i forhold til setet 20 i en spjeldventil. Ved praktiske forsøk der den proppformede del ble sperret slik at den ikke kunne dreie,

var den aksiale bevegelse av spjeldet fremdeles begrenset selv når det ble anvendt et høyt dreiemoment for å dreie akselen i forhold til den proppformede del.

Oppfinnelsen medfører flere fordeler i forhold til kjent teknikk. Ved at innrettingen mellom spjeldet og setet opprettholdes unngås de vanlige problemer med høy slitasje på setet, stor lekkasje, og, i noen tilfeller, skader som fører til total ventilsvikt. Ettersom oppfinnelsen muliggjør kompensering for store feil ved fremstillingen av akselen og ventilhuset, kan fremstillingsomkostningene holdes lave. Anordningen eliminerer behovet for bearbeidning etter den første montering, og gir derved maksimal effektivitet med hensyn til produksjonen.

Claims (13)

1. Ventilanordning (16) bestående av et ventilhus (23), et i ventilhuset dreibart ventillegeme (18), et med ventil-

legemet samvirkende ventilsete (20) og en dreibar aksel (12) som ventillegemet er festet til, idet den ene ende av akselen (12) har midler (25) for å utføre dreining av ventillegemet mellom en åpen og lukket stilling, og akselen er tilknyttet midler (10) for å holde ventillegemet (18) i en i akselens lengderetning bestemt stilling i forhold til ventilsetet (20), karakterisert ved at midlene (10) for å holde ventillegemet (18) i en bestemt stilling i forhold til ventilsetet (20) omfatter en proppformet del (26; 50) som i det minste delvis er anbragt i en aksial boring (24) utformet i denende (12a) av akselen (12) som er fjernest fra midlene for å utføre dreining, at den proppformede del (26; 50) er radialt ekspanderbar, for å holde yttersiden av den propp-formede del i friksjonsforbindelse med boringen (24) og derved å holde akselen (12) aksialt posisjonert i forhold til den proppformede del (26; 50), og at det er anordnet midler (28; 54) for ekspansjon av den proppformede del (26; 50) og midler (31; 44; 62) for å holde den proppformede del (26; 50) aksialt i forhold til ventilhuset (23), idet de sistnevnte midler muliggjør dreining av den proppformede del (26; 50) sammen med akselen (12).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at ventillegemet utgjør et spjeld (18) som er konsentrisk med ventilsetet (20) i lukket stilling.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at boringen (24) har hovedsakelig sylindrisk form.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at ytterflåtene (30) av den proppformede del (26; 50) er tilpasset formen av boringen (24) .

5. Anordning som angitt i krav 1 - 4, karakterisert ved at den proppformede del (26; 50) omfatter en radialt ragende flens (32) ved den ende som rager ut av boringen.

6. Anordning som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at det parti av den propp-formede del (26; 50) som innføres i boringen (24) er slisset (34) .

7. Anordning som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at den proppformede del (26; 50) har riflet eller ru ytterflate (36).

8. Anordning som angitt i krav 1 - 7, karakterisert ved at den proppformede del har en konisk, gjennomgående åpning (80; 52).

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at den koniske åpning (80) har sin største diameter i den ende av den proppformede del (26) som er ytterst i boringen (24).

10. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at den koniske åpning (52) har sin største diameter ved den ende av den proppformede del (50) som vender inn i boringen (24).

11. Anordning som angitt i krav 8 - 10, karakterisert ved at midlene for å ekspandere den proppformede del (26; 50) radialt omfatter en konisk tapp (28; 54) med en ytterflate som hovedsakelig motsvarer den koniske åpning (80; 52), og at tappen trykker mot overflaten av åpningen.

12. Anordning som angitt i krav 10 og 11, karakterisert ved at tappen (54) har gjenger (56) på sin ytre ende.

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at en mutter (58) er skrudd inn på gjengene (56).