NO167880B

NO167880B - VALVE DEVICE.

Info

Publication number: NO167880B
Application number: NO863899A
Authority: NO
Inventors: William Bryce Scobie
Original assignee: Keystone Int
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1991-09-09
Also published as: NO863899L; NO863899D0; NO167880C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ventilanordning som omfatter et ventilhus med en gjennomgående strømningskanal, et ventillegeme som er dreibart i ventilhuset, mellom åpen og lukket stilling, idet ventillegemet har en tetteflate, idet et ringformet sete av polymer er anordnet i ventilhuset, og har et utover åpent, ringformet spor og en seteflate innrettet til å komme til anlegg med tetteflaten på ventillegemet når ventillegemet er lukket, og idet en fjæranordning befinner seg i sporet. The present invention relates to a valve device comprising a valve housing with a continuous flow channel, a valve body which is rotatable in the valve housing, between an open and closed position, the valve body having a sealing surface, an annular seat made of polymer being arranged in the valve housing, and having an outwardly open , annular groove and a seating surface arranged to come into contact with the sealing surface of the valve body when the valve body is closed, and a spring device being located in the groove.

Ventiler som omfatter dreibare ventillegemer, slik som spjeldventiler, brukes i stor utstrekning i industrien, for regulering og styring av fluidstrommer. Slike ventiler, særlig spjeldventiler, har vært brukt for styring av forskjellige fluidstrømmer ved omgivelsestemperaturer eller moderate temperaturer og trykk, ettersom materialene som vanligvis benyttes i setene til slike ventiler har en tendens til å flyte eller å ekstruderes ved høye temperaturer, slik at det oppstår lekkasje i ventilen. Dessuten er mange slike materialer, f. eks visse typer gummi, meget utsatt for kjemiske angrep fra visse fluider, og er således uakseptable for bruk i ventiler som benyttes for slike fluider. Valves that include rotatable valve bodies, such as butterfly valves, are used to a large extent in industry, for regulation and control of fluid drums. Such valves, especially gate valves, have been used for controlling various fluid flows at ambient or moderate temperatures and pressures, as the materials commonly used in the seats of such valves tend to flow or to be extruded at high temperatures, so that leakage occurs in the valve. Moreover, many such materials, e.g. certain types of rubber, are very susceptible to chemical attack from certain fluids, and are thus unacceptable for use in valves used for such fluids.

Det finnes forskjellige polymermaterialer som er helt inerte, på den måte at de motstår kjemiske angrep og nedbrytning, og dessuten tåler høye temperaturer. Av slike polymerer skal nevnes fluorkarbonharpikser, slik som f. eks polytetrafluoretylen. Mens fiuorkarbonpolymerene har utmerkede egenskaper når det gjelder å motstå kjemiske angrep og tåler høye temperaturer, har de liten eller ingen elastisitet, og har en tendens til å kaldflyte når de utsettes for gjentatte belastninger. Slike polymerer mangler "formhukommelse" og når de komprimeres, gjentatte ganger eller i lengre perioder, inntar de ikke senere sin opprinnelige form. Ventilseter laget av polytetrafluoretylen eller lignende materialer vil etter at de er tilstrekkelig påkjent gjentatte ganger bli skadet pga kaldflyting, i en slik grad at de ikke tetter effektivt, og de medfører derfor lekkasje gjennom ventilen. There are various polymer materials that are completely inert, in the sense that they resist chemical attack and degradation, and also withstand high temperatures. Of such polymers, mention should be made of fluorocarbon resins, such as, for example, polytetrafluoroethylene. While the fluorocarbon polymers have excellent properties in resisting chemical attack and can withstand high temperatures, they have little or no elasticity and tend to cold flow when subjected to repeated stress. Such polymers lack "shape memory" and when compressed, repeatedly or for extended periods, they do not subsequently assume their original shape. Valve seats made of polytetrafluoroethylene or similar materials will, after they have been sufficiently stressed, repeatedly be damaged due to cold flow, to such an extent that they do not seal effectively, and they therefore cause leakage through the valve.

Det er kjent ventiler med dreibare ventillegemer, og som har seter der et tynt belegg av polytetrafluoretylen eller lignende material er påført et underlagsmaterial av gummi, for å oppnå en ventil med et sete som tåler kjemiske angrep, og som i en viss grad kan tåle høye temperaturer, men som ikke utsettes for kaldflyting pga elastisiteten i underlagsmateria-let av gummi. Det er også kjent ventiler med dreibare ventillegemer, i hvilke et sete av polytetrafluoretylen trykkes radialt innover ved hjelp av en fjær, for å hindre kaldflyting. There are known valves with rotatable valve bodies, and which have seats where a thin coating of polytetrafluoroethylene or similar material is applied to a base material of rubber, in order to obtain a valve with a seat which withstands chemical attack, and which can to some extent withstand high temperatures, but which are not exposed to cold flow due to the elasticity of the rubber substrate. There are also known valves with rotatable valve bodies, in which a seat of polytetrafluoroethylene is pressed radially inward by means of a spring, to prevent cold flow.

For seter der det benyttes fjærer eller elastomerer, f. eks For seats where springs or elastomers are used, e.g

gummi, for å gi "formhukommelse" til et sete av polytetrafluoretylen, oppstår kontakt mellom ventilspjeldet og setet lenge før spjeldet er beveget til helt lukket stilling, og kontakten øker etter hvert som spjeldet beveges til lukket stilling. Denne kontakt mellom spjeld og sete bevirker slitasje, særlig i området ved opplagringen av spjeldet, dvs i de diametralt motstående områder der spjeldet er dreibart lagret gjennom setet. Ved slike kjente ventiler er dreiemomentet på spjeldet og således dimensjoneringen av aktuatoren av betyd-ning ettersom det oppstår betydelig motstand mot lukning lenge før spjeldet er beveget, til helt lukket stilling. Disse problemer kan delvis unngås ved bruken av spjeld som er for-satt til begge sider, hvilket kan hindre kontakt mellom spjeldet og setet i opptil 60 - 70°C av spjeldbevegelsen fra åpen til lukket stilling. Imidlertid vil det oppstå kontakt under de siste 20 - 30°C av bevegelsen, hvilket bevirker problemer med slitasje på setet. rubber, to provide "shape memory" to a polytetrafluoroethylene seat, contact occurs between the valve damper and the seat long before the damper is moved to the fully closed position, and the contact increases as the damper is moved to the closed position. This contact between damper and seat causes wear, particularly in the area where the damper is stored, i.e. in the diametrically opposite areas where the damper is rotatably stored through the seat. In the case of such known valves, the torque on the damper and thus the dimensioning of the actuator is important, as considerable resistance to closing occurs long before the damper has been moved to the fully closed position. These problems can be partially avoided by the use of dampers which are offset to both sides, which can prevent contact between the damper and the seat for up to 60 - 70°C of the damper movement from open to closed position. However, contact will occur during the last 20 - 30°C of movement, causing seat wear problems.

Som eksempler på kjent teknikk i forbindelse med midler for tetning for dreibare ventillegemer skal nevnes følgende: DE-patentsøknad 2.235.988 beskriver et ventilsete for et spjeld, med en kabel som er innlagt i en rundtgående tette-ring, idet tetteringen har et spor for kabelen og befinner seg i et spor i setet. Kabelen holdes slakk mens spjeldet lukkes, og strammes deretter for å trykke tetteringen mot omkretsen av spjeldet. Kabelen må også slakkes før spjeldet åpnes. Det er med andre ord nødvendig å aktivere en stramme-og slakkemekanisme både etter at spjeldet er lukket og før spjeldet åpnes. As examples of known technology in connection with means for sealing for rotatable valve bodies, the following should be mentioned: DE patent application 2,235,988 describes a valve seat for a damper, with a cable that is embedded in a circumferential sealing ring, the sealing ring having a groove for the cable and is located in a slot in the seat. The cable is held slack while the damper is closed, then tightened to press the seal against the perimeter of the damper. The cable must also be slackened before the damper is opened. In other words, it is necessary to activate a tightening and loosening mechanism both after the damper is closed and before the damper is opened.

US-patent 4.266.752 beskriver et ventilsete som inneholder en elastomer ringkjerne. Denne må ha et nøyaktig dimensjonert tverrsnitt, for å passe inn i setet. US Patent 4,266,752 describes a valve seat containing an elastomeric annular core. This must have a precisely dimensioned cross-section to fit into the seat.

US-patent 4.130.285 beskriver en fjærring som befinner seg i et spor i et ventilsete. Fjærringen er en ring av kompakt metall, og den må være korrekt dimensjonert for å gi den ønskede tettevirkning. US Patent 4,130,285 discloses a spring ring located in a groove in a valve seat. The spring ring is a ring of compact metal, and it must be correctly dimensioned to provide the desired sealing effect.

US-patent 3.642.248 beskriver flere ringformede bånd som befinner seg inne i en ringformet skruefjær, for å trykke skruefjæren mot et ventilsete. Båndene må fremstilles med snevre toleranser, for å gi det ønskede trykk mot setet. US Patent 3,642,248 describes several annular bands located inside an annular coil spring, to press the coil spring against a valve seat. The straps must be manufactured with tight tolerances, to provide the desired pressure against the seat.

Med den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en ventilanordning som angitt innledningsvis, og som kjenne-tegnes ved at fjæranordningen er i form av en enkelt materialstreng som danner en ringformet bunt av vindinger viklet rundt en ringformet endeflate i sporet, idet hver vinding har sin senterlinje orientert hovedsakelig perifert i forhold til seteflaten, idet i det minste noen av vindingene er i kontakt med setet, slik at vindingene er under strekk når ventilen er lukket. With the present invention, a valve device has been arrived at as indicated in the introduction, and which is characterized by the spring device being in the form of a single material string which forms an annular bundle of windings wound around an annular end surface in the groove, each winding having its centerline oriented mainly peripherally in relation to the seat surface, with at least some of the windings in contact with the seat, so that the windings are under tension when the valve is closed.

Fjæranordningen er således dannet ved vikling av en enkelt materialstreng direkte mot endeflaten i sporet i setet. The spring device is thus formed by winding a single strand of material directly against the end face of the groove in the seat.

Materialstrengen kan være dannet av et passende metall, med slike elastiske og styrkemessige egenskaper at i en viss stilling under bevegelsen av ventillegemet til lukket stilling vil setet og viklingene ekspandere radialt utover, hvilket bevirker strekkspenninger i viklingene. Slike spen-ninger vil bevirke en radialt innover rettet kraft som for-hindrer ekspansjon av setet og bevirker tetning mellom ventillegemet og setet. Kreftene ligner de krefter som oppstår i en tynnvegget trykkbeholder som utsettes for innvendig trykk. The material string can be formed from a suitable metal, with such elastic and strength-wise properties that in a certain position during the movement of the valve body to the closed position, the seat and windings will expand radially outwards, which causes tensile stresses in the windings. Such stresses will cause a radially inwardly directed force which prevents expansion of the seat and causes sealing between the valve body and the seat. The forces are similar to the forces that occur in a thin-walled pressure vessel that is exposed to internal pressure.

En vesentlig fordel ved denne understøttelsen av setet er at viklingene har liten eller ingen evne til å danne motstand mot radial ekspansjon av setet før ventillegemet nesten er fullstendig lukket. Således vil kontakten mellom ventillegemet og setet når ventillegemet nærmer seg lukket stilling ikke bevirke en slik grad av kontakt som oppstår når setet på-virkes av en fjær eller en elastomer. Det oppnås derfor en vesentlig minsket seteslitasje og minsket dreiemoment på ventillegemet. A significant advantage of this support of the seat is that the windings have little or no ability to form resistance to radial expansion of the seat before the valve body is almost completely closed. Thus, the contact between the valve body and the seat when the valve body approaches the closed position will not cause such a degree of contact as occurs when the seat is acted upon by a spring or an elastomer. A significantly reduced seat wear and reduced torque on the valve body is therefore achieved.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til en foretrukket utførelsesform, vist på de vedføyde tegninger. The invention will be explained in more detail below, with reference to a preferred embodiment, shown in the attached drawings.

Fig. 1 viser et snitt gjennom en spjeldventil med et sete Fig. 1 shows a section through a butterfly valve with a seat

i henhold til oppfinnelsen. according to the invention.

Fig. 2 viser ventilen i fig. 1 sett fra siden. Fig. 2 shows the valve in fig. 1 side view.

Fig. 3 viser i forstørret målestokk, sett i snitt, en del av spjeldet, ventilsetet og ventilhuset vist i fig. 1, før stengning av spjeldet. Fig. 4 viser, på lignende måte som fig. 3, spjeldet, ventilsetet og ventilhuset, med spjeldet i lukket stilling. Fig. 5 viser virkningen av trykk på en side av ventil setet. Fig. 6 visr virkningen av trykk på den annen side av Fig. 3 shows on an enlarged scale, seen in section, part of the damper, the valve seat and the valve housing shown in fig. 1, before closing the damper. Fig. 4 shows, in a similar way as fig. 3, the damper, valve seat and valve body, with the damper in the closed position. Fig. 5 shows the effect of pressure on one side of the valve the seat. Fig. 6 shows the effect of pressure on the other side of

ventilsetet. the valve seat.

Oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til en spjeldventil, men det vil forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til en slik ventil. Ventilsetet kan anvendes for ventiler med andre typer dreibare ventillegemer, slik som f. eks en kuleventil, en pluggventil osv. The invention will be described with reference to a butterfly valve, but it will be understood that the invention is not limited to such a valve. The valve seat can be used for valves with other types of rotatable valve bodies, such as a ball valve, a plug valve, etc.

Fig. 1 viser en spjeldventil 10, med et hovedsakelig ringformet ventilhus 12 som har en gjennomgående fluidkanal 14. Ventilhuset 12 er beregnet for å anbringes mellom motstående rørflenser (ikke vist). Ut fra ventilhuset 12 rager en sylin-drisk hals 16 utformet i ett med huset 12. En flens 18 utformet på halsen 16 utgjør et middel for festing av en aktuator (ikke vist) til ventilen 10. Diametralt motsatt av halsen 16 rager et boss 20 ut fra huset 12. Fig. 1 shows a butterfly valve 10, with a mainly annular valve housing 12 which has a continuous fluid channel 14. The valve housing 12 is designed to be placed between opposite pipe flanges (not shown). Projecting from the valve housing 12 is a cylindrical neck 16 formed integrally with the housing 12. A flange 18 formed on the neck 16 forms a means for attaching an actuator (not shown) to the valve 10. Diametrically opposite the neck 16, a boss 20 projects from house 12.

Dreibart lagret i fluidkanalen 14 er et ventilspjeld 22, som har en rundtgående tetteflate 23 som er avrundet. Spjeldet 22 holdes av en første spindel 24 anordnet i en boring 26 i halsen 16 og en annen spindel 28 anordnet i en boring 30 i bosset 20. Spindelen 24 er festet til spjeldet 22 ved hjelp av tapper 34 og 36. På lignende måte er spindelen 28 festet til spjeldet 22 ved hjelp av en tapp 40. Rotatable stored in the fluid channel 14 is a valve flap 22, which has a circumferential sealing surface 23 which is rounded. The damper 22 is held by a first spindle 24 arranged in a bore 26 in the neck 16 and a second spindle 28 arranged in a bore 30 in the boss 20. The spindle 24 is attached to the damper 22 by means of pins 34 and 36. In a similar way, the spindle 28 attached to the damper 22 by means of a pin 40.

Spindelen 24 er lagret i boringen 26 ved hjelp av en hylse 42. Fluidet hindres i å trenge ut fra ventilen 10 gjennom boringen 26 ved hjelp av pakningsringer 46, som holdes på plass av en pakningshylse 46. Den øvre ende 25 av spindelen 24 rager over den sirkelformede flensen 18, og har innbyrdes motstående, plane flater 48, som utgjør midler for anbrin-gelse av et ratt, en skruenøkkel eller annen aktuator, for å dreie spjeldet 22 for å åpne og lukke ventilen 10. The spindle 24 is stored in the bore 26 by means of a sleeve 42. The fluid is prevented from penetrating from the valve 10 through the bore 26 by means of sealing rings 46, which are held in place by a sealing sleeve 46. The upper end 25 of the spindle 24 projects above the circular flange 18, and has mutually opposite, planar surfaces 48, which constitute means for placing a wheel, a wrench or other actuator, to turn the damper 22 to open and close the valve 10.

Spindelen 28 er lagret i boringen 30 ved hjelp av en hylse 50. Spindelen 28 har dessuten en utragende bolt 52 som er gjenget og skrudd inn i en gjenget boring 54 i en posisjone-ringshylse 56. Posisjoneringshylsen 56 har en flens 58 som ligger mot enden av bosset 26, for å hindre bevegelse av posisjoneringshylsen 56 i boringen 30. Posisjoneringshylsen 56 holder spjeldet 22 på riktig plass i akseretningen til spindlene 24 og 28. Posisjoneringshylsen 56 holdes på plass av en dekkplate 62, som også tetter boringen 30 mot fluid-lekkasje, idet dekkplaten er festet med bolter 80 til bosset 20, og har en utsparing for flensen 58, idet en pakning 63 er anordnet mellom dekkplaten 62 og bosset 20. The spindle 28 is stored in the bore 30 by means of a sleeve 50. The spindle 28 also has a projecting bolt 52 which is threaded and screwed into a threaded bore 54 in a positioning sleeve 56. The positioning sleeve 56 has a flange 58 which lies towards the end of the boss 26, to prevent movement of the positioning sleeve 56 in the bore 30. The positioning sleeve 56 holds the damper 22 in the correct place in the axial direction of the spindles 24 and 28. The positioning sleeve 56 is held in place by a cover plate 62, which also seals the bore 30 against fluid leakage , as the cover plate is attached with bolts 80 to the boss 20, and has a recess for the flange 58, as a gasket 63 is arranged between the cover plate 62 and the boss 20.

Tetning mellom spjeldet 22 og ventilhuset 12,rundt omkretsen av fluidkanalen 14, oppnås ved hjelp av et ringformet sete 60. Sealing between the damper 22 and the valve housing 12, around the circumference of the fluid channel 14, is achieved by means of an annular seat 60.

Setet 60 er anbragt i en utsparing 70 på en side av huset 12, hvilken utsparing har en ringformet skulder 71 (se fig. 3-6) utstyrt med ringformede riller 100 som rager aksialt ut fra skulderen 71. Når setet 60 er anbragt i ventilen 10 og ventilen 10 er festet mellom rørflenser, komprimeres setet 60 mot rillene 100 av en ringformet holdeplate 72 som er ført inn i en utsparing 74 på en side av huset 12. Det vil fremgå at holdeplaten 72 også er utstyrt med rundtgående riller 73. The seat 60 is placed in a recess 70 on one side of the housing 12, which recess has an annular shoulder 71 (see Fig. 3-6) equipped with annular grooves 100 which project axially from the shoulder 71. When the seat 60 is placed in the valve 10 and the valve 10 is fixed between pipe flanges, the seat 60 is compressed against the grooves 100 by an annular holding plate 72 which is inserted into a recess 74 on one side of the housing 12. It will be seen that the holding plate 72 is also equipped with circumferential grooves 73.

Som vist i fig. 3-6, har setet 60 hovedsakelig U-formet tverrsnitt, med et radialt utover åpent, ringformet spor 68 avgrenset av rundtgående flenser 68a og 68b. I sporet 68 er anbragt en støttering 66, som kan være en splittet ring (se fig. 2) og er utstyrt med riller 101a og 101b på hver av sine aksialt vendende sider. I henhold til en foretrukket utførel-sesform er ventilsetet 60 og støtteringen 66 slik dimensjonert at summen av de aksiale tykkelser til flensene 68a og 68b og støtteringen 60 er større enn avstanden mellom rillene 100 på skulderen 61 og rillene 73 på holdeplaten 72. Følgelig, og fordi setet 60 er av et polymermaterial, vil rillene 101, 101b, 101a og 73, når platen er anbragt mot ventilhuset 12 og ventilen 10 er festet mellom rørflenser, trenge inn i flensene 68a og 68b, og bevirke fastholding av setet og tetning mellom det ytre kantparti av setet 60 og ventilhuset 12, og hindrer "utdriving" av setet når ventilen 10 utsettes for høyt trykk, et vanlig problem som oppstår med seter laget av polymermaterial. As shown in fig. 3-6, the seat 60 has a substantially U-shaped cross-section, with a radially outwardly open, annular groove 68 bounded by circumferential flanges 68a and 68b. A support ring 66 is placed in the groove 68, which can be a split ring (see Fig. 2) and is equipped with grooves 101a and 101b on each of its axially facing sides. According to a preferred embodiment, the valve seat 60 and the support ring 66 are dimensioned such that the sum of the axial thicknesses of the flanges 68a and 68b and the support ring 60 is greater than the distance between the grooves 100 on the shoulder 61 and the grooves 73 on the retaining plate 72. Consequently, and because the seat 60 is of a polymer material, the grooves 101, 101b, 101a and 73, when the plate is placed against the valve body 12 and the valve 10 is fixed between pipe flanges, will penetrate the flanges 68a and 68b, and effect retention of the seat and sealing between it outer edge portion of the seat 60 and the valve body 12, and prevents the seat from being "driven out" when the valve 10 is exposed to high pressure, a common problem that occurs with seats made of polymer material.

Sporet 68 er innerst avgrenset av en buet flate 69. Viklet rundt flaten 69 er flere vindinger 102, av et material som er tilstrekkelig elastisk i lengderetningen til å virke som et elastisk bånd mot setet 60 når spjeldet 22 er i lukket stilling, slik at vindingene 102 strekkes i omkretsretningen når setet 60 og spjeldet 22 ligger tettende mot hverandre. The groove 68 is bounded on the inside by a curved surface 69. Wrapped around the surface 69 are several windings 102, of a material which is sufficiently elastic in the longitudinal direction to act as an elastic band against the seat 60 when the damper 22 is in the closed position, so that the windings 102 is stretched in the circumferential direction when the seat 60 and the damper 22 lie tightly against each other.

Vindingene 102 omfatter en enkelt tråd som er viklet flere ganger rundt flaten 69. I henhold til en foretrukket utførel-sesform er vindingene 102 viklet rundt flaten 69 slik at setet 60 ikke påvirkes før spjeldet 22 er nesten helt lukket, dvs at radiale krefter mellom setet 60 og spjeldet 22 er meget små. Det vil imidlertid forstås at dersom det ønskes et setetrykk for fullstending lukking, dvs før spjeldet 22 er ført fullstendig tettende mot setet 60, kan vindingene 102 være slik viklet at setet 60 er forspent, før spjeldet 22 er i kontakt med setet. The windings 102 comprise a single wire which is wound several times around the surface 69. According to a preferred embodiment, the windings 102 are wound around the surface 69 so that the seat 60 is not affected until the damper 22 is almost completely closed, i.e. that radial forces between the seat 60 and the damper 22 are very small. It will be understood, however, that if a seat pressure is desired for complete closure, i.e. before the damper 22 is brought completely sealing against the seat 60, the windings 102 can be wound in such a way that the seat 60 is pre-tensioned, before the damper 22 is in contact with the seat.

Vindingene 102 er fortrinnsvis dannet av metalliske materialer, slik som tråder av rustfritt stål eller lignende. Imidlertid kan også vindingene 102 være laget av andre materialer, slik som f. eks nylonfilamenter eller andre synte-tiske polymermaterialer, termoplastiske eller termoherdende, hvilke gir de nødvendige elastiske og styrkemessige egenskaper for å kunne gi en radialt innover virkende kraft på ventilsetet når ventilelementet og setet ligger tettende mot hverandre, hvorved trådene er strukket, dvs når ventilen er lukket. F. eks kan anvendes- filamenter av nylon, polyester osv. Det primære ved valg av material i vindingene 102 er at det har de nødvendige egenskaper som angitt ovenfor med hensyn til å gi radial kraft, og at det tåler de temperaturer som ventilen utsettes for. Når således ventilen skal benyttes for høyt trykk og høy temperatur, foretrekkes vindinger av et metallisk material. Uttrykket "tråd" benyttes her ikke bare om filamenter eller fibre, f. eks monofilamenter, men omfatter også flettet tråd eller lignende der de enkelte filamenter eller fibre er benyttet for å danne en sammensatt tråd av flere filamenter. Et eks. på en egnet multifilament-tråd for å danne vindingene 102 er et material kjent som ACCULON AN 27 fremstilt av Cable Strand Corporation, Long Beach, California. ACCULON AN 27 består av syv tråder med diameter på 0,125 mm, av 302 rustfritt stål, flettet og omgitt av et belegg av nylon. Som et typisk eksempel skal nevnes en spjeldventil med et sete som beskrevet ovenfor, og som er påviklet ti vindinger av ACCULON AN 27, hvilket sete har utmerkede egenskaper med hensyn til å tåle høy temperatur og høyt trykk. The windings 102 are preferably formed of metallic materials, such as stainless steel threads or the like. However, the windings 102 can also be made of other materials, such as, for example, nylon filaments or other synthetic polymer materials, thermoplastic or thermosetting, which provide the necessary elastic and strength properties to be able to provide a radially inward acting force on the valve seat when the valve element and the seat lies tightly against each other, whereby the threads are stretched, i.e. when the valve is closed. For example, filaments of nylon, polyester, etc. can be used. The primary thing when choosing material for the windings 102 is that it has the necessary properties as stated above with regard to providing radial force, and that it can withstand the temperatures to which the valve is exposed . Thus, when the valve is to be used for high pressure and high temperature, windings of a metallic material are preferred. The term "thread" is used here not only for filaments or fibres, e.g. monofilaments, but also includes braided thread or the like where the individual filaments or fibers are used to form a composite thread of several filaments. An ex. on a suitable multifilament wire to form the turns 102 is a material known as ACCULON AN 27 manufactured by Cable Strand Corporation, Long Beach, California. ACCULON AN 27 consists of seven wires with a diameter of 0.125 mm, of 302 stainless steel, braided and surrounded by a coating of nylon. As a typical example, mention should be made of a butterfly valve with a seat as described above, which is wound around ten turns of ACCULON AN 27, which seat has excellent properties with regard to withstanding high temperature and high pressure.

Den foreliggende oppfinnelse angår særlig ventilseter som er laget av polymermaterial, enten naturlig eller syntetisk, som har liten eller ingen elastistitet og som har en tendens til å kaldflyte når det utsettes for gjentatte belastninger. Slike materialer mangler "formhukommelse", slik at når de utsettes for gjentatte eller varige belastninger, går de ikke tilbake til en form de hadde før belastningen. Et typisk eksempel på slike polymermaterialer er fluorkarbonharpikser, slik som polytetrafluoretylen. Fluorkarbonharpikser er vel egnet som polymermaterial for et ventilsete i henhold til den foreliggende oppfinnelse, pgs at de er kjemisk inerte og tåler høy temperatur. Polymermaterialet som ventilsetet lages av kan inneholde tilsetningsstoffer eller fyllstoffer, f. eks forsterkende materialer, og det kan være en blanding av to eller flere polymermaterialer, og materialet kan tilpasses de bruksforhold ventilen er beregnet til. The present invention relates in particular to valve seats which are made of polymer material, either natural or synthetic, which has little or no elasticity and which tends to flow cold when subjected to repeated loads. Such materials lack "shape memory", so that when subjected to repeated or sustained loads, they do not return to a shape they had before the load. A typical example of such polymer materials are fluorocarbon resins, such as polytetrafluoroethylene. Fluorocarbon resins are well suited as polymer material for a valve seat according to the present invention, because they are chemically inert and can withstand high temperatures. The polymer material from which the valve seat is made can contain additives or fillers, e.g. reinforcing materials, and it can be a mixture of two or more polymer materials, and the material can be adapted to the conditions of use for which the valve is intended.

Det kan også være ønskelig å anordne midler for å hindre at trådene 102 skjærer inn i setet, særlig når trådene er metalliske. For dette formål kan metalltrådene innkapsles i et slitesterkt material, slik som nylon. Alternativt kan en avskjerming eller barriere anbringes mellom flaten 69 og vindingene 102. En slik barriere bør være av slitesterkt material, men må ikke hindre de nødvendige bevegelser av vindingene 102 og setet 60. It may also be desirable to arrange means to prevent the threads 102 from cutting into the seat, particularly when the threads are metallic. For this purpose, the metal wires can be encased in a durable material, such as nylon. Alternatively, a shield or barrier can be placed between the surface 69 and the windings 102. Such a barrier should be of durable material, but must not prevent the necessary movements of the windings 102 and the seat 60.

Fig. 3 viser ventilen i åpen tilstand, og det vil fremgå at setet har en ringformet, avskrådd anleggsflate 61. Når setet beveges i retning av pilen A, dvs mot lukket stilling (se fig. 4), uten at noen fluidstrøm eller noe trykk virker mot spjeldet 22, vil tetteflaten 23 på spjeldet 22 og den av-skrådde tetteflaten 61 på setet 60 komme i innbyrdes kontakt, og setet 60 vil bli deformert, i området 101, dvs at det vil deformeres aksialt mellom huset 12 og platen 72. I den tilstand som er vist i fig. 4, dvs når det ikke er noen strøm-ning eller noe trykk, og følgelig ingen deformasjon av spjeldet, trykkes setet 60 radialt utover, og den radiale ekspansjon medfører et trykk mellom spjeld og sete, dannet av vindingene 102 som strekkes i lengderetningen og medfører en kraft som virker radialt innover, og søker å trykke skråflaten 61 på setet 60 til tettende anlegg mot tetteflaten 23 på spjeldet 22. Fig. 3 shows the valve in the open state, and it will be seen that the seat has an annular, beveled contact surface 61. When the seat is moved in the direction of arrow A, i.e. towards the closed position (see Fig. 4), without any fluid flow or pressure acts against the damper 22, the sealing surface 23 on the damper 22 and the beveled sealing surface 61 on the seat 60 will come into contact with each other, and the seat 60 will be deformed, in the area 101, i.e. it will be deformed axially between the housing 12 and the plate 72. In the condition shown in fig. 4, i.e. when there is no flow or pressure, and consequently no deformation of the damper, the seat 60 is pressed radially outwards, and the radial expansion causes a pressure between the damper and the seat, formed by the windings 102 which are stretched in the longitudinal direction and cause a force that acts radially inwards, and seeks to press the inclined surface 61 of the seat 60 into sealing contact against the sealing surface 23 of the damper 22.

Fig. 5 viser situasjonen når det skjer en strømning gjennom ventilen i retning av pilen P^, idet trykket som virker mot spjeldet 22 medfører en deformasjon av dette, hvilken kompenseres for ved at setet 60 beveger seg aksialt i strømnings-retningen, dvs i retning av pilen P]_. Imidlertid vil den radialt innover virkende kraft pga vindingene 102 opprett-holde et tilstrekkelig trykk mellom setet 60 og spjeldet, slik at det oppnås tetning selv om trykket inne i ventilhuset er forholdsvis høyt. Fig. 6 viser beliggenheten av spjeldet 22 og setet 60 når det virker et trykk som gir en kraft i retning av pilen P2, dvs i motsatt retning av den strømningretning som er vist i fig. 5. Som vist, kompenseres deformasjon av spjeldet ved aksial bevegelse av setet 60 mot holdeplaten 72. Det opprettholdes trykk mellom spjeldet og setet på grunn av den radiale kraft som dannes av vindingene 102, og skråflaten 61 på setet 60 og tetteflaten 23 på spjeldet 22 drives til innbyrdes tettende anlegg. Fig. 5 shows the situation when a flow occurs through the valve in the direction of the arrow P^, the pressure acting against the damper 22 causes a deformation of it, which is compensated for by the seat 60 moving axially in the direction of flow, i.e. in the direction of the arrow P]_. However, the radially inward force due to the windings 102 will maintain a sufficient pressure between the seat 60 and the damper, so that a seal is achieved even if the pressure inside the valve housing is relatively high. Fig. 6 shows the position of the damper 22 and the seat 60 when there is a pressure which gives a force in the direction of the arrow P2, i.e. in the opposite direction to the flow direction shown in fig. 5. As shown, deformation of the damper is compensated by axial movement of the seat 60 against the retaining plate 72. Pressure is maintained between the damper and the seat due to the radial force generated by the windings 102, and the inclined surface 61 of the seat 60 and the sealing surface 23 of the damper 22 operated to mutually sealing facilities.

Claims

1. Valve device comprising a valve housing (12) with a continuous flow channel (14), a valve body (22) which is rotatable in the valve housing, between open and closed position, in that the valve body has a sealing surface (23), in that an annular seat (60) of polymer is arranged in the valve body, and has an outwardly open, annular groove (68) and a seating surface (61) arranged to come into contact with the sealing surface (23 ) on the valve body (22) when the valve body is closed, and while a spring device (102) is located in the groove, characterized in that the spring device is in the form of a single string of material which forms an annular bundle of windings wound around an annular end surface (69 ) in the groove (68), each winding having its center line oriented mainly peripherally in relation to the seat surface (61), at least some of the windings being in contact with the seat (60), so that the windings are under tension when the valve is closed .

2. Device as stated in claim 1, characterized in that an annular support element (66) is arranged in the groove (68).

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the support element (66) is a split ring.

4. Device as stated in claim 3, characterized in that the support element (66) is equipped with means for retaining the seat (60).

5. Device as stated in claims 1-4, characterized in that the seat (60) is formed from fluorocarbon resin.

6. Device as specified in claims 1-5, characterized in that the windings consist of metallic material.

7. Device as specified in claims 1 - 6, characterized in that the valve is a butterfly valve.