NO763191L - Line{rt stempel-drivorgan for en dreieventil. - Google Patents

Abstract

Lineært sterapel-drivorgan for en dreieventil.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et lineært stempel-drivorgan (Linear piston operator) for en dreiaventil.

US patent nr. 3 670 106 viser et lineært stempel-drivorgan med to aksielt på linje innrettede stempler som er forbundet via en stang på hvilken er montert to innbyrdes adskil-te ruller for selektivt inngrep med motsatte sider av en veivarm med en krage som er fastkilt til en ventilstamme som strekker seg på tvers gjennom en sirkulær utsparing i stempelhuset, og et tverrløpende rørformet hus for ventilstammen og kragen, hvilket hus er utformet konformt med og omslutter utsparingen og er sveiset til sporets kanter. Denne konstruksjon tilveiebringer et

forseglet avlukke for lagring av høytrykksfluid i hulrommet i stempelhuset mellom de to stempler.

En ulempe ved denne konstruksjon er at styringen

av ventilstammen, i en mellomstilling mellom fullt åpen og fullt lukket ventilstilling, ikke er direkte (positive) idet en viss vandring eller drift av ventilen kan forekomme, på grunn av av-standen mellom veivarmen og en av rullene på stempel-forbindelsesstangen. En gaffelformet krysshodeforbindelse med konstant sleideinngrep med en enkelt rull på stempel-forbindelsesstangen bevirr-ker direkte styring av ventilen i alle stillinger, men slissen i krysshodét krever betydelig masse på begge sider av slissen og deravfølgende øket total bredde for å tilveiebringe den nødvendige styrke for opptagelse av stempeltrykk. Følgelig kreves en vesentlig større utsparing i stempelhuset for å oppta den økede bredde av trykkhodet når dette svinger mellom ventilens åpne og lukkede stillinger, og en slik utsparing svekker i vesentlig grad sylin-derveggens evne til å motstå de høye innvendige trykk når høy-trykkfluid lagres i hulrommet mellom de to stempler.

Det forbedrede lineære stempel-drivorgan for å med-dele rotasjonsbevegelse har en forholdsvis trang eller smal langs gående slisse for opptagelse av et oscillerende gaffel-krysshode som forbinder stempel-forbindelseselementet med ventilstammen,

og har et forbedret tverrløpende hus som omslutter ventilstammen og stammeenden på krysshodet. Det forbedrede hus er også innrettet til å omslutte ventilstammen og stammeenden på en veivarm som er svingbart forbundet med en forbindelsesstang som er svingbart forbundet med et enkelt stempel som kan beveges frem og tilbake i sylinderen. Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å. tilveiebringe et forbedret stempel-drivorgan som har to aksielt på linje innrettede stempler forbundet med innbyrdes avstand'og

et gaffel-krysshode som strekker seg gjennom en langsgående slisse, i stempelsylinderen og forbinder stempel-forbindelseselementet med en rotasjonsventilstamme som strekker seg på tvers av og tangentialt på sylinderen, samt et hus som omslutter ventilstammen

og i hvilket ventilstammen er opplagret.

Et annet formål er å tilveiebringe et forbedret hus som omslutter ventilstammen og stammeenden til krysshodet og er påsveiset forsterkningspartier som forsterker sidekantene til den langsgående slisse i stempelsylinderen.

Et ytterligere formål er å tilveiebringe et forbedret hus som omslutter ventilstammen og stammeenden til krysshodet og tilveiebringer et avtettet avlukke for hulrommet i stempelsylinderen mellom de to stempler.

Enda et formål er å tilveiebringe et forbedret hus som er innrettet til også å omslutte ventilstammen og stammeenden til veivarmen og er driftsmessig forbundet med et enkelt stempel som kan bevége seg frem og tilbake i sylinderen.

Disse samt tilknyttede formål oppnås ved de for-bedringer som utgjør foreliggende oppfinnelse, av hvilken fore-trukne utføringsformer er vist som eksempler på tegningen og be-skrevet i det følgende. Forskjellige modifikasjoner og endringer i konstruksjonsdetaljene ligger innenfor rammen av patentkravene. Figur 1 er et oppriss delvis i snitt av en utfø-ringsform av det forbedrede stempel-drivorgan, som viser gaffel-krysshodet ved den ene ende av dets slag.

Figur 2 er et enderiss av dette.

Figur 3 er et tverrsnitt langs linjen 3-3 i fig. 1, og viser gaffel-krysshodet halvveis i slaget. Figur 4 er et utsnitt av ét oppriss sett fra linjen 4-4 på fig. 2 . Figur 5 er et oppriss, delvis i snitt, av en annen utføringsform av det forbedrede stempel-drivorgan, med et enkelt stempel i sylinderen, og en koplingsstang og veivarm som forbinder stemplet med ventilstammeelementet som er innesluttet i det forbedrede huset.

Figur 6 er et sideriss med enkelte deler fjernet.

Figur 7 er et tverrsnitt langs linjen 7-7 i fig. 6,

og viser veivarmen halvveis i slaget.

Sylinderen som generelt er angitt med 10 kan være fremstilt av standard stålrør og har endevegger 11 som holdes' sammen slik at de tett avlukker sylinderens ender ved hjelp av slagbolter .12 som strekker seg gjennom diametralt motstående ører 13 på endeveggene.

I sylinderen 10 er to aksialt på linje innrettede stempler 14 forbundet med innbyrdes avstand ved en stang 15 ved hjelp av bolter 16 som strekker seg gjennom stemplene og er inn-skrudd i endepartiene 15' på forbindelsesstangen 15. Hodene til boltene 16 er fortrinnsvis forsenket i stemplenes ytterflater,

og er innrettet til å ligge an mot den indre endeflate på regulerskruer 17 som strekker seg gjennom endeveggene 11 i den hensikt å

muliggjøre variering av stemplenes slaglengde. Som vist har regu-lerskruene 17 fortrinnsvis tetningskapper 18 som innbefatter0-rin-ger 19 og 20 som omgir skruene.

Forbindelsesstangen 15 kan ha sirkulært tverrsnitt med en diameter vesentlig mindre enn sylinderens innerdiameter, og er utformet med en langsgående slisse 22 som strekker seg mellom endepartiene 15' og tvers gjennom stangen. Midt mellom endene av slissen 22 strekker seg tvers over slissen en rullmonteringspinne 24 hvis endepartier er festet i motstående sider av stangen 15, og en rørformet rull 25 er opplagret på pinnen 24 i slissen.

En langsgående slisse 26 er utformet i veggen til sylinderen 10 midt mellom sylinderendene og tvers overfor slissen 22, og ventilstammen 28 til dreieventilen (ikke vist) strekker seg gjennom slissen på tvers av sylinderen og stort sett tangentialt til denne. Et gaffel-krysshode 29 strekker seg gjennom slissen 26 og forbinder ventilstammen 28 driftsmessig med rullen 25 som strekker seg tvers over slissen 22 i stangen 15.

Som vist har krysshodet 29 et endeparti som omgir ventilstammen 28 og er festet til dette ved hjelp av en kile 30.. I krysshodets andre endeparti er utformet en åpen slisse 31 med hvil-

ken rullen 25 danner bevegelig inngrep. Slissens 22 ender 15'

"har en innbyrdes avstand sorti gir tilstrekkelig klaring for krysshodet ved dettes endestillinger.

Huset som innkapsler slissen og omgir ventilstammen og krysshodet danner også en avtettet innkapsling for hulrommet i sylinderen mellom stemplene 14, slik at den kan benyttes for lagring av høytrykks fluid. Som vist kan dette huset omfatte en buet, stort sett halvsylindrisk seksjon 32 hvis krumningsakse løper på tvers av krumningsaksen til sylinderen 10, idet friksjonen spenner over, og ved sine ender er sveiset ved 33 til slissens 26 'ender, og idet seksjonen er innkapslet mellom to stenger 34 som strekker seg langs slissesidene og er sveiset ved 35 til sylinderen, og ved 36 til seksjonens 32 kanter.

Ettersom fluid under meget høyt trykk kan lagres i sylinderen mellom stemplene må sidene i slissen 26 forsterkes slik at de ikke trykkes fra hverandre, og følgelig må stengene 34 ha en betydelig masse og vekt. Av samme grunn er det ønskelig å leg-ge sveisenett 37 på innsiden av endepartiene til den budede seksjon 32 for å hindre at endene buer radielt utover og svekker de utven-dige sveiser 33.

Selvsagt kan huset som omgir ventilstammen utformes på annen måte, f.eks. ved å maskinere et bueformet hulrom i en flate i en stålblokk, men blokkens side- og endepartier måtte ha tilstrekkelig masse til forsterkning av sidene i slissen slik at disse ikke trykkes fra hverandre på grunn av høyt innvendig trykk.

Som vist i fig. 3 er ventilstammen 28 opplagret i forsterkningsstengene 34 til huset ved hjelp av lagerforinger 38 som holdes på plass ved hjelp av plater 39 som ligger an mot stengenes 34 ytterflater og er festet til disse ved hjelp av hodeskruer 40.

0- ring-pakninger er anordnet rundt stammen. Stengenes 34 betyde-lige masse gir fast og stabil opplagring for ventilstammen.

Ved drift av det forbedrede stempel-drivorgan på fig. 1- 4, idet det antaesat krysshodet er i den med heltrukken linje angitte stilling på fig. 1, innføres trykkfluid gjennom en åpning 42 i den høyre endevegg 11 og utblåses gjennom en tilsvarende åpning 42 i den andre endevegg. Dette bevirker at stemplene 14 beveges mot venstre og rullen 25 og krysshodet 29 dreier ventilstammen 28 i retning mot urviseren på fig. 1. Dersom det er

ønskelig å holde ventilstammen i en mellomstilling mellom ventilens åpne og lukkede stilling, vil avstengning av fluidtrykket til

sylinderen positivt holde ventilstammen i ønsket stilling fordi rullens 25 inngrep i slissen 31 hindrer ventilen i å drive eller vandre.

Hulrommet i sylinderen 10 mellom stemplene 14 kan benyttes for lagring av trykkfluid fordi huset omfatter den buede seksjon 32 og stengene 34 danner en avtettet innkapsling over slissen 26. Vinkelåpninger 44 er fortrinnsvis utformet i én av stengene 34 for kommunisering med trykkfluidet i dette hulrom.

På grunn av forsterkningen som utgjøres av huset som innkapsler slissen 26 kan fluid ved meget høye trykk lagres. En potensiell anvendelse for slik lagret trykkfluid er i tilfelle trykktilfør-selen for drift av stemplene skulle svikte, i hvilket tilfelle det lagrede trykk kan forbindes med en av åpningene 42 for å dreie ventilstammen 28 og manøvrere ventilen.

I det følgende skal beskrives en annen foretrukket ut-føringsform av oppfinnelsen.

Sylinderen som generelt er angitt ved 110 kan være konstruert på samme måte som sylinderen 10 av standard stålrør med endevegger 111 som sammenholdes ved hjelp av slagbolter 112. I sylinderen 110 er frem-og-tilbake-bevegelig anordnet et enkelt stempel 114 som er forsynt med en tverrløpende tapp 145 som er dreibart forbundet med den ene ende av en forbindelsesstang 146. Stangens 146 andre ende er en sjakkel 147 som ved hjelp av en tapp 148 er dreibart forbundet med den ene ende av en oscillerbar veiv-•arm 149 hvis andre ende er sveiset til en krage 150 som omgir ventilstammeelementet 128 og er fast forbundet til dette ved hjelp av kiler 130.

Endeveggene 111 har fortrinnsvis regulerskruer 117 for anlegg mot enden av veivarmen 148 ved sylinderens ene ende og mot flaten til stemplet 114 ved sylinderensandre ende, slik at stempel-slaget kan varieres.

En langsgående slisse 126 er utformet i veggen til sylinderen 110nær dennes ene ende, og ventilstammeelementet 128 strekker seg gjennom slissen på tvers av sylinderen og stort sett tangentialt til denne.Veivarmen 149 strekker seg gjennom nevnte slisse 126.

Huset som innkapsler slissen 126 og omgir ventilstammeelementet 128 og veivarmen 148 er konstruert på samme måte som huset ifølge fig. 1 -4, og danner en avtettet innkapsling for kammeret i sylinderen på innersiden av stemplet 114. Huset omfatter for trinnsvis en buet, stort sett halvsylindrisk seksjon 132 hvis krumningsakse løper på tvers av krumningsaksen til sylinderen 110, idet seksjonen strekker seg over og ved sine ender er sveiset til slissens126 ender, og idet seksjonen er innkapslet mellom to stenger 134 som strekker seg langs slissesidene og er sveiset ved 135 til sylinderen og ved 136 til kantene på seksjonen 132.

Som vist i fig. 7 strekker forsterkningsstengene 134 seg ved sine indre ender inn i sylinderen 110, idet sylinderen 110 har forholdsvis større diameter enn sylinderen 10 og slissen 126 er dypere enn slissen 26. Stengene 134 har således større dybde hvorved de gir øket forsterkning til sylinderen mot utbuling under trykk.Hodeskruer 137 kan være anordnet for å forbinde stenge 134 innbyrdes innenfor endene av den buede seksjon 132.

Ventilstammeelementet 128 er opplagret i forsterkningsstengene 134 til huset ved hjelp av lagerforinger 138 som holdes på plass ved hjelp av plater 139 som ligger an mot ytterflatene på stengene 134 og er festet til disse ved hjelp av hodeskruer 140. O-ring-pakninger er anordnet rundt stammeelementet. En anviser-plate 152 kan være festet til enden av ventilstammeelementet 128 for å angi stillingen til ventilen (ikke vist) som den er forbundet med.

Ved drift av stempel-drivorganet på fig. 5-7, idet det antaes at stemplet 114 er i den på fig. 5 viste stilling, inn-føres trykkfluid gjennom en åpning 142 i den høyre endevegg 111 og utblåses gjennom en tilsvarende port 142 i den andre endevegg, hvorved stemplet 114 bringes til å bevege seg mot venstre og dreie veivarmen 149 i retning mot urviseren.Veivarmforbindelsen med forbindelsesstangen 146 bevirker at ventilstammeelementet 128 om ønskelig holdes i en mellomstilling.

Mens konstruksjonen ifølge fig. 5-7 frembringer mak-simalt dreiemoment ved midten av slaget istedenfor ved begynnelsen, kan tilstrekkelig startmoment lett oppnåes ved å øke diameteren til stemplet og sylinderen, og sylinderens økede størrelse gjør det mulig å forlenge forsterkningsstengene videre inn i sylinderen for å forsterke denne mot utbuling under høyt innvendig trykk.

Videre kan konstruksjonen på fig. 5-7 enkelt settes sammen ved å forbinde stemplet, forbindelsesstangen og veivarmen, og deretter innføre dem, med veivarmen først, gjennom venstre ende av sylinderen. Når veivarmen når det bue formede kammer som dannes av seksjonen 132 mellom stengene 134 faller den ned i kammeret i stilling for opptagelse av ventilstammeakselen 128 som deretter innskyves på tvers av kammeret. ved demontering foretas de oven-nevnte arbeidstrinn i motsatt rekkefølge.

9

Claims (8)

1. Lineært stempel-drivorgan for en dreieventil, omfattende en sylinder (10, 110), i det minste ett stempel (14, 114) i sylinderen, en forbindelsesstang (15, 146) som er forbundet med stemplet eller hvert stempel, et dreibart ventilstammeelement (28, 128) som strekker seg på tvers av og stort sett tangentialt på sylinderen, hvilken sylinder har en langsgående slisse (26, 126) nær ventilstammen, et oscillerbart element (29, 149) som driftsmessig forbinder forbindelsesstangen med ventilstammeelementet og strekker seg gjennom slissen under oscillering, et bueformet hus (32, 132) som spenner over slissen med sin krumningsakse på tvers av sylinderens krumningsakse og med sine ender fastsveiset til slissens endepartier, samt to langsgående stenger (34, 134) som er sveiset til husets sidekanter og til sylinderen langs slissens sidekanter.

2. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at sylinderen (10) har to aksielt på linje og i avstand fra hverandre innrettede stempler (14, og at forbindelsesstangen (15) forbinder de to stempler.

3. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at det oscillerbare element (29) er et gaffelformet krysshode (29) som er festet til ventilstammeelementet (28) og danner sleideinngrep med en enkelt rull (25) som, er opplagret i forbindelsesstangen (15).

4. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 2 eller krav 3, karakterisert ved at huset (32) danner en avtettet innkapsling for et trykkfluid-lagringshulrom mellom de to stempler (14).

5. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at sylinderen (110) inneholder ett stempel (114), og at det oscillerbare element (149) er en veivarm (149) som er festet til ventilstammeelementet (128) og ved sin yt- re ende dreibart forbundet med forbindelsesstangen (146).

6. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 5, karakterisert ved at huset (132) danner en avtettet innkapsling ved én side av stemplet (114) og at endepartiene til sylinderen (110 ) har åpninger (142) for innføring og utblåsing av trykkfluid.

7. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 5 eller krav 6, karakterisert ved at veivarmen (149), forbindelsesstangen (146) og stemplet (114) er slik konstruert at de kan sammen-monteres og deretter innføres gjennom den ene ende av sylinderen (110), hvoretter ventilstammeelementet (128) kan inn-føres gjennom de langsgående stenger (134) og veivarmen (149).

8. Lineært stempel-drivorgan som angitt i krav 5, karakterisert ved at ventilstammeelementet (28, 128) er opplagret i de to langsgående stenger (34, 134) til huset (32, 132).