NO323430B1 - Ventilaktuator - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS ANVENDELSESOMRÅDE

Oppfinnelsen angår generelt en ventilaktuator for ventiler som har en fjærbelastet ventilkjemestift ifølge innledningen til krav 1.

TEKNIKKENS STAND

. Et ventilforbindelsesstykke som omfatter en ventilaktuator ifølge innledningen til krav 1, og som har en aktiveringsstift som er konstruert som en stempelstift for et stempel som beveges i en sylinder, og som kan bevege seg mot en ventil under trykk fra flytende og/eller gassformige medier fra en trykkilde, er kjent fra WO-A-96/10903. Ledekanalen for overføring av trykkmedier fra sylinderen til koblingsseksjonen er konstruert som et sentral hull i stempelet og et radialt hull i stempelstiften og reguleres av en O-ring i huset slik at den åpnes mot koblingsseksjonen når stempelet står i første stempelposisjon. Når stempelet står i andre stempelposisjon, er trykkmediet hindret i å passere av O-ringen, som danner forsegling sammen med stempelstiften. Én mangel ved konvensjonelle aktiveringsstifter er at de består av flere små deler. Kompleksiteten til disse konvensjonelle aktiveringsstiftene gjør produksjon av konvensjonelle ventiltilkoblingsstykker dyrere enn nødvendig.

BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Krav 1 og 2 til 17 angår hhv. en ventilaktuator ifølge oppfinnelsen og praktiske utforminger av denne. Krav 18 og 19 angår hhv. et ventilkoblingsstykke og en trykkbeholder eller håndpumpe som omfatter en ventilaktuator ifølge oppfinnelsen. Krav 20 angår bruken av ventilaktuatoren i en stasjonær konstruksjon.

Med ventilaktuatoren ifølge oppfinnelsen oppnås en billig kombinasjon av en sylinder som stempelet som påvirker aktiveringsstiften, beveger seg i, og en aktiveringsstift med en enkel konstruksjon. Denne kombinasjonen kan brukes i stasjonære konstruksjoner så som kjemiske anlegg, der aktiveringsstiften påvirker den fjærbelastede kjemestiften i en ventil (f.eks. en utløsningsventil), så vel som.i ventilkoblingsstykker (f.eks. til å pumpe opp dekk på kjøretøyer). Ulempen ved konvensjonelle ventilkoblingsstykker er løst med ventilaktuatoren ifølge oppfinnelsen. Denne ventilaktuatoren har et stempel med en stempelring som passer inn i sylinderen, der stempelet i første stempelposisjon befinner seg i en på forhånd fastlagt avstand fra den første enden av sylinderen. I stempelets andre posisjon befinner stempelet seg i en annen på forhånd fastlagt avstand fra den første enden av sylinderen, hvilken andre på forhånd fastlagte avstand er større enn den første. Sylinderveggen er utformet med en ledekanal som lar gassformige og/eller flytende medier passere mellom sylinderen og koblingsseksjonen når stempelet er i første stempelposisjon, mens passasje av gassformige og/eller flytende medier mellom sylinderen og koblingsseksjonen er hindret av stempelet når stempelet står i andre stempelposisjon.

En utgave av ventilaktuatoren ifølge oppfinnelsens krav 6, har en ledekanal fra trykkilden til ventilen som skal aktueres, som består av en forstørring av sylinderdiameteren som er arrangert rundt stempelet på aktiveringsstiften i bunnen av sylinderen når stempelet er i første posisjon, hvilket tillater mediet fra trykkilden å passere frem til den åpnede fjærbelastede ventilkjemestiften, f.eks. fra en Schrader-ventil. Forstørringen av sylinderens diameter kan være jevnt fordelt, eller sylinderveggen kan ha én eller flere seksjoner nær bunnen av sylinderen der avstanden mellom sylinderens senterlinje og sylinderveggen øker slik at gassformige og/eller flytende medier kan passere fritt rundt kanten av stempelringen når stempelet befinner seg i første stempelposisjon. En variant av denne utgaven har en ventilaktuatoranordning der sylinderen har en forstørring av diameteren på to steder. Avstanden mellom disse forstørringene kan være den samme som avstanden mellom forseglingsnivåene på forseglingmekanismen. Når tre ventiler av ulik størrelse kan tilkobles, kan ventilaktuatoren omfatte en sylinder med tre forstørringer. Det er imidlertid også mulig å tilkoble ventiler av forskjellig størrelse til en ventilaktuator med kun en enkelt forstørringen av sylinderens diameter. Derfor kan antallet forstørringer være ulikt antallet forskjellige ventilstørrelser som kan tilkobles.

En annen utgave av oppfinnelsen ifølge krav 10 har en ledekanal gjennom en del av ventilaktuatorhuset. Kanalen danner en passasje for gassformige og/eller flytende medier mellom sylinderen og den delen av ventilaktuatoren som er tilkoblet ventilen. Åpningen på kanalen som åpner inn i sylinderen, er plassert slik at gassformige og/eller flytende medier under trykk som strømmer fra trykkilden ti! sylinderen, kan strømme videre gjennom kanalen til ventilen som skal aktueres, når stempelet befinner seg i første stempelposisjon. Når stempelet er i andre stempelposisjon, blokkerer det sylinderen slik at strømmen av gassformige og/eller flytende medier under trykk inn i kanalen hindres.

I stedet for luft kan (blandinger av) gasser og/eller væsker av ethvert slag aktivere aktiveringsstiften og strømme rundt stempelet på ventilaktuatoren når stempelet befinner seg t første stempelposisjon. Oppfinnelsen kan brukes i alle typer ventilkoblingsstykker der en ventil med en fjærbelastet kjemestift (f.eks. en Schrader-ventil) kan tilkobles, uavhengig av tilkoblingsmetoden eller antallet koblingshull i koblingsstykket. Videre kan ventilaktuatoren tilkobles for eksempel en fotpumpé, bilpumpe eller kompressor. Ventilaktuatoren kan også integreres i enhver trykkilde (f.eks. en håndpumpe eller trykkbeholder) uavhengig av om det finnes en fastgjøringsmekanisme i ventilkoblingsstykket. Det er også mulig å benytte oppfinnelsen i permanente konstruksjoner der aktiveringsstiften i aktuatoren påvirker kjemestiften i en permanent montert ventil.

De forskjellige utgavene som er beskrevet over, er utelukkende ment som eksempler og må ikke betraktes om en begrensning av oppfinnelsen. En fagmann vil lett kunne forestille seg forskjellige modifikasjoner og endringer som kunne gjøres på oppfinnelsen, uten å følge eksemplene og anvendelsene som er illustrert og beskrevet i patentsøknaden slavisk, og uten å avvike fra oppfinnelsens bakenforliggende idé og omfang.

BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

De tidligere nevnte egenskapene og andre aspekter ved oppfinnelsen er forklart i den følgende beskrivelsen i forbindelse med de medfølgende tegningene, der: Figur 1 viser en første utgave av ventilaktuatoren i et tilkoblingsstykke til å

klipse på, og som en Schrader-ventil kan tilkobles til,

Figur 1A viser en forstørring av en detalj på figur 1 med kanaler rundt

stempelet,

Figur 1B viser snitt G-G på figur 1 A,

Figur 2 viser en annen utgave av ventilaktuatoren i et universalt ventilkoblingsstykke til å klipse på og med en strømlinjeformet aktiveringsstift,

Figur 2A viser en forstørring av en detalj på figur 2,

Figur 2B viser snitt H-H i figur 2A,

Figur 3 viser en tredje versjon av ventilaktuatoren i et ventilkoblingsstykke til

å klemme på,

Figur 3A viser en forstørring av en detalj på figur 3,

Figur 4 viser ventilaktuatoren inkludert en aktiveringsstift og sylinderveggen i

en permanent konstruksjon (f.eks. et kjemisk anlegg),

Figur 5 viser en fjerde versjon av ventilaktuatoren i et universalt

ventilkoblingsstykke.

Figur 1 viser en ventilaktuator i et ventilkoblingsstykke som kan klipses på f.eks. en Schrader-ventil. Stempelet 77 er svært nær første ende 92 av sylinderen 70. Koblingsstykket har et hus 100, og forseglingen er utformet med en ringformet del 75. Fastgjøringen er utformet med midlertidige gjenger 76. Huset har også en senterakse 79 og en koblingsseksjon 110. Figur 1A viser en forstørret detalj av figur 1. Sylinderen 70 har en sylinderveggseksjon 111 med en diameter som passer stempelringen 108 på stempelet 77. Nær den første enden 92 omfatter sylinderveggen seksjonene 75a, 75b, 76a med forstørret diameter utformet med ledekanalseksjoner 71, 72, 73 rundt stempelinnretningen 77,108 når aktiveringsstiften har åpnet kjernen på ventilen tilstrekkelig. Dette gjør det mulig for medier fra trykkilden å strømme til ventilen. Den første enden 92 av sylinderen 70 fungerer her som en stopp for bevegelsen på aktiveringsstiften. Kanalseksjonene 73 og 74 er deler av stempelkontrollmekanismen 76c. Disse delene kan ha flere utforminger avhengig av den ønskede produksjonsteknikk: f.eks. kanalseksjonene 73,74 som sektordeler av en sirkel og (107) som sylindrer produsert vha. sprøytestøping, mens alternative kanalseksjoner (107) også kunne være borede hull. Kanalseksjonene 73, 74 kan også være 'strømningsformef og konstruert med tanke på å redusere aerodynamisk motstand. Den skrå utvidede veggseksjonen 75a har en vinkel t i forhold til senteraksen 79 som er større enn 0° og mindre enn 20°, normalt i området 1°< t < 12° avhengig av retningen på det/de gassformige og/eller flytende mediet/mediene som kommer fra trykkilden. Stempelkontrollmekanismen 76c har tre spor med hhv. veggene 76a og 76b. Veggen 76a har en vinkel to som er større en 0° og mindre enn 20° (normalt i området mellom 6° og 12°) avhengig av retningen på det/de gassformige og/eller flytende mediet/mediene som kommer fra trykkilden. Alternativet til de nevnte kanalseksjonene 73 og 74 er kanaler (107) der stempelkontrollmekanismen ikke har noen spor. I dette alternativet skaper et hull (107) som løper parallelt med senteraksen 79 og ved siden av stempelkontrollmekanismen, forbindelse til kanålseksjonen 75b (vist som tre hull med brutt strek) og hullet i

koblingsstykket.

Figur 1B viser snitt G-G fra figur 1A, med kanalseksjonene 73 og 74 og stoppen

92. Den alternative kanalen (107) er vist med brutt strek.

Figur 2 viser en ventilaktuator i et universalt ventilkoblingsstykke til å klipse på, med hus 104 og med en forseglingsmekanisme som består av først en ringformet del 82 og deretter nok en ringformet forseglingsdel 83 plassert koaksialt med senteraksen 86 på koblingsseksjonen i retning av senteraksen 86 på koblingsseksjonen 103. Den første ringformede forseglingsdelen 82 er nærmere åpningen 102 på koblingsseksjonen enn den andre ringformede forseglingsdelen 83, og diameteren på den første ringformede forseglingsdelen 82 er større enn diameteren på den andre ringformede forseglingsdelen 83. De sammenkoblede ventilene kan sikres med minst én 'klips' (= midlertidige gjenger)

76. To klips 93 plassert rett overfor hverandre, er imidlertid å foretrekke. En konus 101

nær forseglingsflaten 82 hjelper med til å sentrere ventilen. Konusen har en vinkel på co i forhold til senteraksen 86, og normalt er vinkelen > 45°. Det er vist en separat sylinderforing 96 med sylinderveggseksjon 109 som er forseglet. Den er festet med for eksempel en snapplås 97 i veggen på huset 104. Dette er en økonomisk måte å muliggjøre en negativ slippvinkel på den skrå utvidede veggseksjonen 112 på. Sylinderforingen 96 har en vinkel <; i en viss avstand fra stempelstoppen 95 slik at stempelringen 108 ikke forsegler her. Figur 2A viser hhv. kanalseksjonene 80 og 81 definert av en forstørring av hhv. veggseksjonene 87 og 88 på stempelkontrollmekanismen. Aktiveringsstiften er strømlinjet med stempelet 84 og stémpelstiften 85. Veggseksjonen 87 har en vinkel k i forhold til senteraksen 86 sett i retning av mediet som kommer fra trykkilden, som er større enn 0° og mindre enn 20° (normalt i intervallet mellom 6° og 12°). Den avtrappede flaten 98 i veggen på huset 104 danner en lufttett forbindelse mellom veggen på sylinderforingen 96 og sylinderen 99. Det er selvfølgelig også mulig å lage en lufttett forbindelse på den andre siden av sylinderen. I bunnen av sylinderforingen 96 er vist den skrå forstørrede veggseksjonen 112 som sammen med stempelringen 115 danner kanalseksjon 71. Figur 2B viser snittet H-H på figur 2A og stoppen 95 for aktiveringsstiftens

bevegelse. Dessuten er også veggseksjonen 88 og kanalseksjonen 81 vist.

Figur 3 viser en aktiveringsstift som svarer til den på figur 1. Stempelet 129 er også vist. Stempelstiften 131 trenger ikke forsegles mot stempelkontrollmekanismen. Sylinderen 136 på ventilaktuatoren er inne i huset 132 på ventilaktuatoren.

Koblingsseksjonen 130 er også vist.

Figur 3A viser en kanalseksjon 133 med en utvidelse 135 og en kanalseksjon 134 utformet som en radial boring 134. Stempelringen 139 åpner og stenger denne ledekanalen ved åpningen 137 avhengig av aktiveringsstiftens stilling. Retningen på kanalseksjonen 134 i forhold til senteraksen svarer til vinkelen t på kanalseksjonen 71 på figur 1 A. Veggen på utvidelsen 135 har en vinkel som svarer til vinkelen u> på veggen 76a på figur 1A. Sylinderveggseksjonen 138 på sylinder 136 er også vist. Figur 4 viser en aktiveringsstift og dens sylinder, som ble vist på figur 1. Den er bygget inn i en samlet rørhusmekanisme 120,121 eller tilsvarende der det finnes en ventil 122 med en fjærbelastet kjernestift 123, f.eks. en Schrader-ventil. Aktiveringsstiften påvirker ventilens kjernestift 123. Figur 5 viser en ventilaktuator i et universalt ventilkoblingsstykke. Den svarer til den som er vist på figur 1. Imidlertid har den to forseglingsmekanismer 140,141 med en innbyrdes avstand A som kan forsegle to ventiler av ulik størrelse. Det er vist to forstørringer 1 og 2 av diameteren på sylinderen 142 i sylinderveggen 150 med en innbyrdes avstand B. Det er også vist en aktiveringsstift 143 med to påvirkningsnivåer med en avstand B. Den innbyrdes avstanden kan være lik eller forskjellig hvis ventilene for eksempel er av ulike type slik at avstanden fra kjernestiften til forseglingen ikke er den samme. Mellom de to forstørringene 1 og 2 er det en sylindrisk veggseksjon 144 med sylinderseksjon 145 som passer til stempelringen 108. Dessuten vises senteraksen 146, koblingsseksjonen 147 og dennes åpning 148 fra huset 149.

Claims (20)

1. Ventilaktuator for betjening med ventiler som har en fjærbelastet ventilkjemestift, som omfatter - et hus (100,104,120,121,132,149) som kobles til en trykkilde med et medium; - inne i huset - en koblingsseksjon (110,103,130,147) som opptar ventilen som skal aktueres, - sylinder (70, 99,136,142) omgitt av en sylindervegg med en på forhånd fastlagt sylinderveggdiameter og med en første sylinderende (92) og en annen sylinderende som er lenger borte fra koblingsseksjonen enn den første sylinderenden, - et stempel (77, 84,129) som kan beveges inne i sylinderen og er fastmontert til en aktiveringsstift (78,143) som påvirker den fjærbelastede ventilkjernestiften på ventilen som er satt inn i koblingsseksjonen, og - en ledekanal (71, 72, 73, 74, (107), 80, 81,133,134,135) som leder trykkmedier fra sylinderen (70, 99,136,142) til koblingsseksjonen (110,103,130,147) når stempelet (77, 84,129) flyttes til en første stempelposisjon, der stempelet er en første på forhånd fastlagt avstand fra den første sylinderenden, og der passasje av trykkmedier mellom sylinderen og koblingsseksjonen hindres når stempelet flyttes til en annen posisjon der stempelet befinner seg i en annen på forhånd fastlagt avstand fra den første sylinderenden, og der den andre avstanden er større enn den første avstanden, k a r a k terisert ved at - ledekanalen (71, 72, 73, 74, (107), 80, 81,133,134,135) er plassert i sylinderveggen og åpner inn i sylinderen (70, 99,136,142) ved en sylinderveggseksjon (111,109,138,144) som har en på forhånd fastlagt sylinderveggdiameter, og - stempelet (77, 84,129) omfatteren stempelring (108,115,139) med en forseglingskant som danner forsegling med den nevnte sylinderveggseksjonen (111,109, 138,144) og dermed hindrer trykkmediet i å passere inn i kanalen når stempelet står i andre stempelposisjon, og som åpner kanalen når stempelet står i første stempelposisjon.

2. Ventilaktuator ifølge krav 1,karakterisert ved at den første på forhånd fastlagte avstanden er større enn null.

3. Ventilaktuator ifølge krav 1,karakterisert ved at den første på forhånd fastlagte avstanden er cirka null.

4. Ventilaktuator ifølge krav 3, karakterisert ved at den er utformet med en stopp (92, 95) som begrenser bevegelsen på stempelet (77, 84) i første stempelposisjon.

5. Ventilaktuator ifølge krav 3, karakterisert ved at den er utformet med en konisk del (87) i den første enden av sylinderen (99) og en konisk del på stempelet (84) som svarer til sylinderens koniske del når stempelet befinner seg i første stempelposisjon.

6. Ventilaktuator ifølge krav 1, karakterisert ved at ledekanalen er utformet med en forstørring (71, 72, 98, 80, 2) av sylinderveggdiameteren som er arrangert radialt rundt stempelet når det befinner seg i sin første stempelposisjon slik åt trykkmediet kan strømme fritt rundt kanten av stempelringen (108,115) når stempelet er i første stempelposisjon.

7. Ventilaktuator ifølge krav 6, karakterisert ved at en forstørring av sylinderdiameteren er formet ved én eller flere deler av sylinderveggens omkrets.

8. Ventilaktuator ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at veggen ved forstørringen er utformet som en sylindrisk forstørret veggseksjon (75b) og en skrått forstørret veggseksjon (75a, 112) med en vinkel (t) i forhold til sylinderaksen (79) som er større enn 0° og mindre enn 20°, der den skrått forstørrede veggseksjonen er plassert mellom den sylindrisk forstørrede veggseksjonen og sylinderveggseksjonen (111,109, 144) som har en på forhånd fastlagt sylinderveggdiameter.

9. Ventilaktuator ifølge krav 8, karakterisert ved at en kanalseksjon av ledekanalen mellom den sylindrisk forstørrede veggseksjonen (75b) og koblingsseksjonen (110) er utformet som en konisk kanalseksjon (73) formet som et spor eller er konstruert som et hull (107) som er parallelt med sylinderens senterakse (79).

10. Ventilaktuator ifølge krav 1,karakterisert ved at koblingsseksjonen (130) er forbundet med ledekanalen (133,134,135) til en åpning (137) i sylinderveggseksjonen (138), hvilken åpning (137) er plassert i en avstand fra den første sylinderenden slik at åpningen (137) er plassert mellom stempelet (129) og den andre sylinderenden (99) når stempelet (129) befinner seg i første stempelposisjon.

11. Ventilaktuator ifølge krav 1, karakterisert ved at stempelet kan beveges ytterligere inn i sylinderen (142) til en tredje posisjon og en fjerde posisjon, svarende til hhv. en tredje på forhånd fastlagt avstand og en fjerde på forhånd fastlagt avstand fra den første enden av sylinderen (142), der den nevnte tredje på forhånd fastlagte avstand er større enn den nevnte andre på forhånd fastlagte avstand, og nevnte fjerde på forhånd fastlagte avstand er større en nevnte tredje på forhånd fastlagte avstand; og - sylinderen (142) er utformet med en annen kanal (1) som - lar gassformige og/eller flytende medier passere mellom sylinderen og koblingsseksjonen (147) når stempelet er i nevnte tredje posisjon, og - hindrer gassformige og/eller flytende medier i å passere mellom sylinderen og koblingsseksjonen når stempelet er i nevnte fjerde posisjon.

12. Ventilaktuator ifølge krav 1, karakterisert ved atdeninnei koblingsseksjonen (103,147) er utformet med forseglingsmekanismer (105,140,141) for forsegling av ventilaktuatoren på ventiler av forskjellige typer og/eller størrelser, og disse forseglingsmekanismene (105,140,141) er utformet med en første ringformet forseglingsdel (82,141) og en annen ringformet del (83,140) anbrakt koaksialt med senteraksen (86,146) på koblingsseksjonen (130,147), og forskjøvet langs senteraksen (86, 146) på koblingsseksjonen (103, 147) slik at førstnevnte ringformede del (82, 141) er nærmere åpningen (102,148) på koblingsseksjonen (103,147) enn den nevnte andre ringformede del (83,140) og diameteren på første ringformede del (82,141) er større enn diameteren på den andre ringformede del (83,140).

13. Ventilaktuator ifølge krav 1,karakterisert ved at den er utformet med festegjenger (76, 93) i koblingsseksjonen for fastgjøring av ventilaktuatoren til oppumpingsventilen.

14. Ventilaktuator ifølge krav 13, karakterisert ved at de nevnte festegjengene er midlertidige festegjenger (76, 93).

15. Ventilaktuator ifølge krav 8, karakterisert ved at sylinderveggen er utformet som en sylinderforing (96), festet og forseglet i huset (104) og utformet med den nevnte skrått forstørrede veggseksjonen (112), der sylinderforingen i en viss avstand fra den første sylinderenden har en veggseksjon med en vinkel (g) slik at stempelringen (115) ikke forsegler her.

16. Ventilaktuator ifølge krav 15, karakterisert ved at nevnte sylinderforing (96) er festet og forseglet med en snapplås (97) i veggen på huset (104).

17. Ventilaktuator ifølge krav 1, karakterisert ved at den er utformet med en forseglingsmekanisme (75) i koblingsseksjonen (110) for forsegling av ventilaktuatoren på en ventil med en fjærbelastet ventilkjemestift.

13- Anvendelse av en ventilaktuator ifølge krav 1 til 16, i et ventilkoplingsstykke koblet til en håndpumpe, en fotpumpe, en bilpumpe, en trykkbeholder eller en kompressor, for oppumping av dekk på kjøretøyer.

19. Anvendelse av en integrert ventilaktuator ifølge krav 1, i en trykkbeholder eller en håndpumpe for oppumping av dekk på kjøretøyer.

20. Anvendelse av en ventilaktuator ifølge krav 1 i en stasjonær konstruksjon så som et kjemisk anlegg.