NO841632L - Ventilsammensetning, sete og tetning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører glideventiler, og spesielt

en type glideventiler med gjennomgående kanal, og seter dertil, skjønt visse prinsipper ved foreliggende oppfinnelse også kan være anvendelige til andre typer ventiler. En glideventilsammensetting innbefatter vanligvis et ventilhus som deffinerer en langsgående strømningsbane og et ventilelement som er anordnet i ventilhuset og som er bevegelig på tvers av strømningsbanen.

I glideventiler med gjennomgående kanal har dette ventilelementet eller glideren en massiv del med tilstrekkelig størrelse til å sperre av og lukke strømningsbanen når den er på linje dermed. Glideren innbefatter også en boring eller port som går parallelt med strømningsbanen. Ved å bevege glideren på den tidligere nevnte måte kan den massive delen derav bli flyttet fra å være på linje med strømningsbanen, og porten blir flyttet så den ligger på linje med strømningsbanen for å åpne ventilen. Slike ventiler innbefatter vanligvis også sirkelformete ventilseter anordnet i ventilhuset, koaksielt med strømningsbanen og på motsatte sider av glideren, for tettende inngrep med glideren.

Noen typer glideventilsammensettinger, er ventilsetene fast anordnet i ventilhuset. Glideren i en slik ventilsammensetting er utformet i flere deler, som, når ventilen er lukket, er utvidet i lengderetningen mot ventilsetene for å danne tette tetninger.

I andre ventilsammensettinger er det anvendt såkalt "flytende tetninger". Disse tetningene blir tillagt begrenset aksiell bevegelse med hensyn til ventilhuset, det er på grunn av slik flytning at de har tettende inngrep med glideren. Flytende seter er en faktisk nødvendighet for ordentlig oppstrøms tetning der glideren er av plate eller en enkelt rettsidet rettstykktype.

En av fordelene ved gjennomgående kanalglideventilsammensettinger til oljefeltbruk, eller andre bruksområder, der gjennomstrømmende fluidum kan inneholde slipende materiale, er at glideren periodisk rykker setenes tetningsflater, i det den beveges til åpen stilling, og den forblir i kontakt med setenes tetningsflater og dermed beskytter den. Imidlertid har disse ventiltypene også ulemper,

og noen av disse er omvendt relatert, slik at tidligere forsøk på

å dempe et av problemene forsterker det andre.

Et av disse problemene dreier seg om en kraft som er nødvendig

for å åpne ventilen. Denne kraften er avhengig av glidefriksjons-kreftene mellom glideren og setene. Selv i de ventilsammensettingen* som er konstruert kun for å tette ved nedstrøms setet, er betjeningskraften er funksjon av nedstrøms setet sirkelformete tetningsflates ytre diameter. Der hvor ventilen også tilveiebringer en andre tetning ved oppstrøms setet blir betjeningskraften ytterligere forsterket. En reduksjon av setets tetningsflates ytre diameter vil rette opp dette problemet. Imidlertid vil for stor reduksjon av denne diameteren forsterke et annet problem, som dreier seg om behovet for tilstrekkelig bæreflate. Etter som tetninsflaten og bæreflaten i konvensjonelle ventilseter er sammen-fallende, vil en reduksjon av tetningsflaten også redusere bæreflaten. Dette er spesielt uønsket i høytrykksventiler. Særlig etter som de anvendelige industristandardene krever bruk av relativt myke metaller..Det er lett å forstå at ved anvendelse av slike relativt myke metaller kan en høytrykkskraft fordelt over kun en meget liten bæreflate, frembringe gnagning og materialsammen-brudd.

En tredje alminnelig problem med disse ventilsammensettingstypene

er relatert til den kjensgjerning at ventilhuset definerer hulrom-tilliggende strømningsbane for mottak av glideren. Ved normal drift med åpen ventil kan fluidum under trykk komme inn i disse hulrommene. I et hvilket som helst tilfelle, når ventilen blir beveget til dens lukkete stilling, vil dette fluidum under trykk komme inn i hulrommene og kan så bli liggende inne i ventilhuset. Denne oppsamlingen foregår i sammensetninger med flytende seter

der tetningens diameter mellom setet og ventilhuset er mindre enn setets tetningsflatediameter mot glideren. Med dette forholdet i diametere vil trykket som allerede er inne i hulrommene i ventilhuset tvinge setene i enda tettere inngrep med glideren og dermed øke den kraften som er nødvendig for å åpne ventilen. Når ventilen er lukket vil det tilbakeholdt fluidum i ventilhuset gjøre det ømfindtlig for eksplosjon og dermed representere en meget farlig situasjon.

Enda et annet problem i forbindelse med disse flytende seteglide- ventiltypene er setene i tillegg til å definere en metall-mot-metalltetningsflate også har en elastomer utvennende tetning for å tett mot glideren eller ventilelementet. Når ventilen er lukket vil trykket innbefattet inne i ventilhuset ha en tendens til å presse disse tetningene i tetningsinngrep med glideren.

Når glideren er åpen har den elastomere tetningen en tendens til

å bli trukket ut over fra sporet til setet, i hvilke den er montert, slik at den stikker godt inn i gliderens port, i det det den porten blir liggende på linje med tetningen. I det porten så fortsetter sin bevegelse for å komme fullt koaksielt på linje med ventilhusets. strømningsbane vil bakkanten på porten skjære av den fremstikkende delen.av den elastomere tetningen. Dette problemet er spesielt fremtredende i forbindelse med platetet-ningen i oppstrøms setet, og man tror at minst to faktorer er grunn til problemet at tetningen stikker for mye ut av dens spor,

i det glideren blir åpnet. Det første av dise er en kjensgjerning at tetningen, med etablert tetningsforbindelse med glideren, vil ha en tendens til å opprettholde tetning mot gliderens massive del og dermed følge med den massive delen, i det glideporten beveges forbi tetningen. Trykk inne i ventilhuset føres også inn i sporet der flatetetningen er anordnet og har en tilbøyelighet til å tvinge tetningen ut av det sporet. Grunnen til at problemet er spesielt fremtredende ved oppstrømstetningen er at det kan være en klaring mellom oppstrøms setet og glideren, inn i hvilke den elastomer tetningen kan flyte under innvikning av slike faktorer.

I henhold til et trekk ved foreliggende oppfinnelse er ventilsetets generelt aksielle utvendende sirkelformete kontaktflate, som har inngrep med glideren ved bruk, forsynt med et sirkeformet spor deri, nær dens radielle inner- og ytterkanter. Setet har også ventilasjonsinnretninger som har forbindelse med det sirkelformete sporet og som forløper utover derfra, og gjennom den radielle ytre periferien av nevnte setedel. Dette reduserer den ytre diameteren av tetningsflaten på kontaktflaten uten vesentlig å redusere bæreflaten. Hvis det tidligere nevnte sporets innvendige diameter er mindre enn den effektive tetningsoverflatediameteren mellom ventilsetet og ventilhuset vil eventuell fluidum under trykk inne i glidehulrommet i ventilhuset, når ventilen er lukket, ha en tilbøyelighet til å presse setet bort fra, heller enn mot, glideren slik at fluidumet ikke vil bli fanget inne i ventilhuset.

I foretrukket utførelsesversjoner av oppfinnelsen, omfatter setets hoveddel en hylselignende del.for anordning på ventilhuset, og en flens som forløper radielt utover fra en ende av den hylselignende delen," og den tidligere nevnte kontaktflaten blir definert av nevnte ene ende av den hylselignende delen og den tilliggende siden av flensen. Ventilasjonsinnretningene nevnte ovenfor, blir fortrinnsvis definert av flere ventilasjonsspor som er dannet i kontaktflaten. I et hvilket som helst tilfelle definerer den delen av kontaktflaten umiddelbart tilliggende det sirkelformete sporet og den radielle innvendige ytterste delen av kontaktflaten, en metall-mot-metall tetningsflate som, som nevnt ovenfor, er vesentlig mindre enn kontaktflatens bæreflate.

I henhold til et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse, er det tilveiebragt en forbedret type elastomer utovervennende tetning.

I foretrukkete utførelsesversjoner er denne forbedrete tetningen anordnet i det tidligere nevnte sirkelformete sporet i setets kontaktflate, og med ventilasjonssporene i forbindelse med det sirkelformete sporet radielt utover i tetningsflatens elastomere del. Den forbedrete flatetetningen i hht. den foreliggende oppfinnelse kan imidlertid også med fordel bli benyttet i mer konvensjonelle seter, som ikke omfatter ventilasjonssystemet i foreliggende oppfinnelse.

I alle tilfeller innbefatter den forbedrete flatetetningen, i

hht. foreliggende oppfinnelse, en sirkelformet elastomer tetningsdel med en fundamentdel som i bruk er anbragt i et sirkelformet spor, i tilsetets aksielle kontaktflate, og en tetningsdel som i en ubenyttet tilstand stikker noe aksielt ut over fra nevnte sirkelformete spor. Tetningsdelen har ytterligere en sirkelformet hjelpetetning som forløper om dens ytre diameter og har tettende kontakt med det sirkelformete sporets radielle ytre sidevegg. Disse utførelsesversjonene innbefatter et ventilasjonssystem som beskrevet tidligere, og et almindelig sirkelformet spor er brukt til å definere den ytre diameteren av metalltetningens flate på

ventilsetet og også'for å montere den elastiske tetningsdelen,

og ventilasjonssporene eller andre ventilasjonsinnretninger har forbindelse med dette sirkelformete sporet radielt ut over for tetningsdelen og aksielt inn over for den tidligere nevnte hjelpetetningsdannelsen.

Hjelpetetningsdannelsen er fortrinnsvis anbragt på fundamentdelen av tetningsdelen, og omfatter en kant som, i ubenyttet tilstand, buer radielt ut over og aksielt inn over for å tett mot fluidum-strøm inn i det sirkelformete sporet langs den radielle ytre sideveggen derav. Således fluidum inne i ventilhuset ikke kun bli til-latt å strømme bak tetningen og tvinge den ut av dens spor, men tvert i mot bli fanget i skålen eller sprekken som er definert av den buete kanten, og i virkeligheten hjelpe til å holde tetningsdelen i en utbunnet stilling inne i dens sirkelformet spor.

Tetningsdelens fundamentdel er fortrinnsvis tykkere i radiell størrelse enn tetningsdelen, der den sistnevnte er anbragt i avstand radielt innenfor fundamentdelens ytre diameter. Dermed er det dannet et sirkelformet hulrom eller tomrom, mellom det sirkelformete sporets radielle ytre sidevegg og tetningsdelens tettende del. Dette hulrommet tillater ikke kun bøyning av den tettende delen av tetningsdelen, men tilveiebringer også en beleilig beliggenhet for forbindelse for ventilasjonssporene i de utførelsesversjonene der ventilasjonsspor er anvendt.

En avstivende innretning kan med fordel bli benyttet sammen med tetningsdelens fundamentdel for ytterligere sikring mot mulig utoverutbuling av tetningsdelen fra dens sirkelformete spor ved enkelte steder over dens periferi.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et forbedret ventilsete.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret glideventilsammensetting med minst en flytende type sete.

Enda et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveie bringe en slik ventilsammensetting og/eller et sete som har en elastomer flatetetning som innbefatter en hjelpetetningsdannelse som har inngrep med den radielle ytre sideveggen av den sirkelformete håndteringsspor og som tetter mot fluidumstrøm inn i det sporet.

Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slik ventilsammensetting og/eller sete der setet har ventilasjonsinnretninger som har forbindelse med det sirkelformete sporet og forløper utvendig gjennom setedelen.

Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe

en forbedret flatetetning for et ventilsete.

Enda ytterligere formål, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil komme klart frem av den følgende detaljerte beskrivelsen, tegningene og patentkravene. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en tidligere kjent glideventilsammensetting. Fig. 2 er et tverrsnitt, tilsvarende det i fig. 1, som viser foreliggende oppfinnelse. Fig.. 3 er et forstørret sideriss av ventilsetets kontaktflate langs linjen 3-3 i fig. 2. Fig. 4 er et langsgående tverrsnitt gjennom et modifisert ventilsete . Fig. 5 er et enda ytterligere forstørret langsgående tverrsnitt gjennom flatetetningen i en ubenyttet tilstand før innføringen i dens monteringsspor. Fig. 6 er et tilsvarende tverrsnitt som det i fig. 5, men viser tetningen anordnet i monteringssporet. Fig. 7 er et tilsvarende sideriss som det i fig. 3, men viser en alternativ utførelsesversjon av ventilsetet. Fig. 1 viser hva som vil, for forenklingens skyld, bli henvist til som en "tidligere kjent" glideventilsammensetting. Skjønt fig. 1 viser ikke nødvendigvis nøyaktig noen kjent enhet av tidligere kjent teknikk, men klassifiserer generelt tidligere kjent

teknikk ved at den viser prinsippene og problemene som er in-volvert. Sammensettingen i fig. 1 innbefatter et ventilhus 10

som har en forlenget strømningsbane 12 derigjennom. Betegnelser som "langsgående", "perifer" og "radiell" vil i beskrivelsen bli brukt i forbindelse med strømningsbanen 12 og de tilsvarende boringene i ventilsetene, hvis ikke andre betegnelser er brukt. Også betegnelser "oppover" og "nedover" vil henvise til anordningen slik den er vist i tegningene, skjønt det bør være underforstått at anordningen kan bli anbragt i andre stillinger ved praktisk bruk, slik at disse sistnevnte betegnelsene ikke bør gi en begrenset betydning. Ventilhusets 10 sidedeler, tilliggende de motsatte endene av strømningsbanen 12 (ikke vist) er tilpasset for forbindelsen til en strømningsretning, så som en rørledning eller annen kanal. Ventilhuset 10 har en hul forlengelse 14 som for-løper oppover og bort fra strømningsbanen 12. Projeksjonen 14 definerer et hulrom 16 som gjennomskjærer strømningsbanen 12.

Et ventillokk 18 er forbundet til en flens 14a ved den øvre enden av projeksjon 14 med boltene 20, slik at ventillokket 18 fullsten-diggjør og generelt lukker hulrommet 16. En metalltetning 22

er anordnet i grenseflaten av projeksjonen 14 og ventillokk 18

ved deres innvendige diametere. En lukket projeksjon 24 forløper nedover generelt motsatt av projeksjon 14 og definerer et hulrom 26 som gjennomskjærer strømningsbanen 12.

Et ventilelement med form som en plateglider 28 er anordnet i ventilhuset 10. Glideren 28 ligger på tvers av strømningsbanen 12, og er også bevegelig inne i huset 10 i en retning på tvers av strømningsbanen 12, mer bestemt i en vertikal retning som vist i tetningen. En ventilstamme 30 er festet til den øvre enden av glider 28 med paringsnøkkeldannelse 32 på den nedre enden av ventilstammen 30 og sporet 34 i den øvre enden av glider 28. Stammen 30 forløper oppover gjennom en vertikal boring 36 som virker som en pakningsboks i lokket 18, og er tettet med hensyn til med pakninger 38. Den øvre enden (ikke vist) av ventilstammen 30 er forbundet til en passende aktuator og hvilken ventilstammen 30 og den påmonterte glideren 28 kan bli beveget oppover og nedover .

innover og utover derav.

Den hylselignende delen 42a av ventilhoveddelen 42 har et utvendig sirkelformet spor 46 ved enden motstående flensen 42b. En O-ring 48 er innbefattet i spor 46, slik at dens ytre diameter danner en sirkelformet tettende overflatedel for tettende inngrep med ventilhusets 10 forsenkning 12a. Etter som O-ring 48 ligger an langs den aksielle enden av setet hoveddelen 42, og ytter-liggere etter som den er sammenpresset mot skulderen mellom strømningsbanen 12 og forsenkningen 12a når ventilen er satt sammen, vil den virke som en fjær som elastisk forspenner setet hoveddelen 42 mot glider 28, mens den tillater begrenset aksiell bevegelse eller flytevirkning av setet hoveddelen.

Nedstrøms ventilsetet er et speilbilde av oppstrøms ventilsetet og vil således ikke bli beskrevet i detalj. Kort innbefatter dens setet hoveddel 44 en sylindrisk hylselignende del 44a, en radiell flens 44b, en kontaktflate 44c og en O-ring 50, hvilke deler tilsvarer hhv. delen 42a, 42b, 42c og 48 av oppstrøms setet. O-ring 50 både tetter og forspenner setet med hensyn til ventilhuset. En elastomer flatetetning 45 er innbefattet i et sirkelformet spor 47 i flaten 44c.

Når ventilen er i den lukkete stilling virker oppstrømstrykket i retning av pil P for å presse glider 28 mot nedstrøms ventilsetets kontaktflate 44c med en kraft som er proporsjonal med trykket. Dette øker friksjonskreftene mellom glideren og nedstrøms setet som igjen øker den kraft som er nødvendig for å åpne ventilen. Det kan bli vist at den sistnevnte kraften også er en direkte funksjon av kontaktflatens 44c ytre diameter, hvilke er en metall-mot-metalltettende overflate som har inngrep med glider 28.

I den utførelsesversjonen som er vist er det også tilveiebragt

en oppstrømstetning, i kraft av den flytende tetningshoveddelen 42 blir den kraften som er nødvendig for å åpne ventilen t.o.m. ytterligere øket. En reduksjon av den ytre diameteren av kontaktflaten 44c, i et forsøk på å redusere den tettende flaten, og således betjeningskraften, vil imidlertid også redusere bærema-terialet av tetningshoveddelen 44 som er tilgjengelig for kontakt

med glider 28. Dette er spesielt uønsket i en høytrykksversjon der en stor kraft er fordelt over kun et lite areal, og spesielt etter som industristandardene krever relativt myke materialer i slike ventiler. Resultatet kan bli gnaging og/eller material-sammenbrudd.

Ytterligere kjente ventiler, som vist i fig. 1, har også et problem med ansamling av fluidumtrykk inne i ventilhuset. Anta f.eks. at en andre ventilsammensetting (ikke vist) er anbragt nedstrøms i sammensettingen i fig. 1, og at begge ventilene blir åpnet og at fluidumet i røret er under trykk. Anta videre at nedstrøms ventilen blir lukket først, etterfulgt av å lukke ventilen i fig. 1. Hvis rørtrykket så blir redusert, både oppstrøms og nedstrøms, vil fluidum under trykk bli fanget i hulrommene 16 og 26. Denne fluidumen under trykk vil bli hindret fra å lekke ut forbi ventilsetene, f.eks. i tilfelle oppstrøms setet av tetningene som er dannet av flaten 42c og O-ringtetningen 48. Det sirkelformete arealet mellom tetningsflatens 42c ytre diameter og 0-ringens 48 innvendige diameter på oppstrøms setet virker som et sirkelformet stempel på hvilke det fangete fluidumet kan virke. Etter som den innvendige diameteren på den aksielle ytterste tetningen 48 er mindre enn den ytre diameteren på den aksielle innvendige tetningsflaten 42c, vil det fangete trykket presse setet hoveddelen 42 enda mer tett mot glider 28, og dermed fange fluidum i hulrommene 16 og 26. Dette øker ikke kun den kraften som er nødvendig for å igjenåpne ventilen, men tilveiebringer også en farlig situasjon.

Problemene ovenfor er forbundet med tidligere, som vist, ventiler, så vel som ventiler, i hvilke flatetetninger 43 og 45 ikke er anvendt, d.v.s. i ventiler der et tettende areal, enten bare metall-mot-metall eller delvis metall-mot-metall og elastomere i tetningsdeler forløper over praktisk talt hele aen radielle om-kretsen av den flytende setehoveddelens kontaktflate.

I de ventilene der setehoveddelene fører med seg flatetetninger, som vist, møter man på et ytterligere problem. I det glideren 28 blir beveget fra dens lukkete stilling til dens åpne stilling, begynner den øvre delen av oppstrøms flatetetningen 43 å stikke aksielt innover i port 40 i det den sistnevnte kommer på linje med nevnte øvre del av tetningen, som vist med henvisningstallet 43a. Man kan se at tetningens 43 øvre dels fundament har blitt flyttet ut av inngrep med bunnen av sporet 41, og dermed etterlater et hulrom, som vist med henvisningstallet 41a. I det glideren 28 fortsetter å bevege seg nedover til dens åpne stilling til bakkanten eller den øvre kanten av porten 40, skjære av tetningsdelen 43a som hå stikker godt ut i port 40. Det samme problemet kan bli erfart, skjønt i en mindre utstrekning, med ned-strøms tetningen 45 som er vist med 45a.

Dette fenomenet tror man frembringes av minst to faktorer.

Først, i det glider 28 beveges nedover har tetning 43 en tilbøye-lighet til å opprettholde tetningen den har etablert med glideren, og således, etter at portens 40 nedre eller lederkant har passert tetningens 43 øver del, vil den tetningsdelen ha en tilbøyelighet til å følge glideren nedover. For det andre, kan fluidum fanget inne i ventilhuset, og særlig i hulrommet 16, strømme inn i bunnen av sporet 41 og på den måten presse tetningen 43 utover derfra. Man tror videre at grunnen til dette problemet er mer akutt i tilfellet av oppstrøms tetningen er det, når glideren 28 blir lukket, og oppstrøms siden er under trykk, blir glideren 28 presset mer tett mot nedstrøms tetningen 45, mens det ved oppstrøms flatetetningen 43 ikke er et slikt tett inngrep, og det kan i grunnen være en avstand mellom kontaktflaten 42 og glideren 28, som tillater spillerom for tetningen 23 til å flyte utvendig fra dens spor.

Ved å vise til fig. 2, er det der vist en glideventilsammensetting i samsvar med en første utførelsesversjon av foreliggende oppfinnelse. Alle delene i sammensettingen, med unntak av ventilsetene er praktisk talt identiske med de tilsvarende delene i ventilsammensettingen i fig. 1. Følgelig har de like delene i fig. 1 og 2 de samme henvisningsnumrene og disse delen, f.eks. ventilhuset 10, ventillokket 18, og glideren 28, vil ikke bli beskrevet igjen i detaljer i forbindelse med fig. 2.

Oppstrøms ventilsetet i utførelsesversjonen i fig. 2 ligner

på oppstrøms ventilsetet i tidligere kjent teknikk, ved at det omfatter en setehoveddel 52 og en O-ring type tetning 54. Setehoveddelen 52 innbefatter en hylselignende del 52a, og en

flens 52b som forløper radielt ytterst fra en ende av den hylselignende delen 52a. O-ringen 54 blir på samme måte ført ned i et utvendig sirkelformet spor 56 i den motsatte enden av den hylselignende delen 52a fra flensen 52b.

Ved å henvise til fig. 3 og 4, har kontaktflaten 52c, som er definert av høyreenden av den hylselignende delen 52a og den til-støtende siden av flensen 52b, et sirkelformet spor 58 mellom dens helt radielle inner og ytterpunkter. Sporet 58 har sylindrisk innersidevegg 58a og sylindrisk yttersidevegg 58b dimensjonert for mottak av en forbedret tetning 80. Mange parallelle ventila-sjonsspore 60 og 62 er også maskinert i flaten 52c. Ventilasjonssporene 60 er orientert radielt med hensyn til spor 58, mens venti-las jonssporene 62 er orientert tangentielt til spor 58. Alle sporene 60 og 62 gjennomskjærer eller har forbindelse med spor 58 ved dets ytre diameter 58b og forløper utvendig derfra over flate 52c. For et formål som skal beskrives mer detaljert neden-for etterlater maskineringen av sporene 58, 60 og 62 en i hovedsaken uavbrutt sirkelformet tetningsflate 64, mellom spor 58 og det radielle innerpunktet på flaten 52c.

Nedstrøms^setet er et speilbilde av oppstrøms^ setet, og omfatter

en setehoveddel 66 med hylselignende del 66a og flens 66b, en O-ringtetning 68 som blir ført i et utvendig sirkelformet spor 70 i enden av den hylselignende delen 66a, som er anordnet i ventilhuset. På samme måte som flaten 52 i oppstrøms setets hoveddel har den sirkelformete kontaktflaten 66c i nedstrøms setets hoveddel et maskinert sirkelformet spor 72, monteringsflate-tetning 82, og mange ventilasjonsspor, to av hvilke er vist med henvisningstallet 74.

Ved igjen å vise til fig. 2 og 3, kan man se at p.g.a. ventilasjonssystemet som omfatter sirkelformete spor 58 og ventilasjonssporene 60 og 62 vil kun det uavbrutte sirkelformete arealet 64, definert mellom sporets 58 innvendige diameter ved vegg 58 og av flatens 52c innvendige diameter, som et hele danne en effektiv trykktett tetning mot oppstrømssiden av glider 28. Tetning 80 opptrer med en noe forskjellig type tetningsfunksjon ved å tilpasse seg hvilke som helst ujevnheter eller andre ufullkommenheter som kan foreligge på overflaten av glider 28 og endrer dermed direkte fluidumstrøm. Ved høytrykk oppfører imidlertid det elastomere materialet i tetningsdelen 80 seg som en del av all fluidumen i ventilen. Således kan trykk bli overført gjennom eller over tetning 80, og følgelig innbefatter, det effektive tetningsarealet i kontaktflaten 52c, og. uttrykt som trykk eller kraftoverføring, kun metalltetningsarealet 64 tilstøtende tetningens 80 innvendige diameter. En uavbrutt sirkelformet tetningsflate 76 er på samme måte dannet mellom nedstrøms setehoveddelens 66 spor 62 og den hoveddelens innvendige diameter, og flaten 76 er kun den delen av kontaktflaten 66c som danner en effektiv trykktett tetning mot nedstrømssiden av glider 28.

Etter som sporenes 58 og 72 innvendige diametere er vesentlige mindre enn de ytre diameterene av de korresponderende kontaktflatene 52c og 66c, er.disse sirkelformete tetningsflåtene mye mindre enn f.eks. de i de tidligere kjente setene i fig. 1, selv om disse setene har lignende total innvendig og ytre kontaktflate-diamtere. Denne reduksjonen av tetningsflaten, spesielt av ned-strøms setets hoveddel 66, reduserer spesielt trykkraften og resulterende betjeningskraft som er nødvendig for å åpne ventilen. Reduksjonen av bæreflate er imidlertid ubetydelig. Mer nøyaktig er hele overflatearealet av kontaktflatene 52c og 66c, med unntak av sporene 58, 60, 62, 72 og 74, tilgjengelig for fordeling av bærebelastningen mot glider 28.

Et annet fremtredende trekk ved ventilsetene i fig. 2-4 er' at

de elliminerer problemet ved å fange fluidum under trykkf i ventilhusets hulrom 16 og 26. Som nevnt, forløper det effektive tettende inngrepsarealet mellom glideren 28 og hver av setets kontakt-flater 52c og 66c, kun fra kontaktflatens innerdiameter til innerdiameteren av dens respektive sirkelformete spor 58 eller 72. Den sistnevnte diameteren er mindre enn O-ringens 54 eller 68 innerdiameter, hvilke definerer den effektive tetningsdia-meteren, for tettende inngrep mellom det respektive ventilsetet og ventilhuset, med hensyn til fluidumtrykk som virker radielt innover. Derfor vil fluidum under trykk fanget i ventilhuset ha en tilbøyelighet til å presse de flytende setene bort fra glideren 28, slik at fluidum kan strømme ut av hulrommene 16 og 26, og forbi den ene eller den andre av tetningene, og avlaster trykket deri.

Ved å henvise til fig. 5, er tetning 80 vist mer i detalj.

Spesielt innbefatter tetning 80 en sirkelformet elastomer del,

som, best vist i langsgående tverrsnitt, innbefatter en hoveddel 84 tilliggende en aksiell ende og dimensjonert for presspasning i spor 58. Ved den motsatte eller den aksielle innerenden er en tettende del 86 av den sirkelformete elastomere tetningen. Fundamentdelen 84 er tykkere i radiell størrelse enn tetningsdelen 86, og tetningsdelen 86 er anbragt i avstand radielt innenfor fundamentdelens 84 ytre diameter, og de innvendige diameterene av delene 84 og 86 er generelt sammenhengende med hverandre.

Den sirkelformete elastomere tetningen innbefatter også en sirkelformet hjelpetetningsdannelse som forløper om dens ytre diameter.

I den viste utførelsesversjonen er denne hjelpetetningsdannelsen

i form av en leppe 88, som er utformet på fundamentdelen 84, nær dens tilslutning med tetningsdelen 86. Som vist i fig. 5, buer leppen 88, i en ikke spent tilstand, radielt ut over aksielt inn over, d.v.s. aksielt mot tetningsdelen 86. Således vil leppen 88, når tetningen 80 er innmontert i sporet 58, som vist i fig. 6, tettende gripe inn i den ytre sideveggen 58b av sporet 58 på en slik måte at den tetter mot fluidumstrøm inn i det sporet langs nevnte ytre vegg derav.

Fig. 6 viser tetningen innmontert i sporet 58, men ikke i tettende inngrep med ventilspindelen 28. På den måten er tetningsdelen 86 i dens ikke belastete tilstand der den stikker noe aksielt inn over forbi kontaktflaten 52c. Tetningsdelens radielle innover avstand fra den ytre diameteren av fundamentdelen 84, tilveiebringer et mellomrom 90, som tillater bøyning av tetningsdelen 86, slik at den kan få inngrep med glider 28 for det tidligere nevnte formålet uten å hindre fullt metall-mot-metalltettende inngrep av arealet 64, med glider 28. Som tidligere nevnt oppfører den tettende delen 86 seg, mens den tilveiebringer en fluidumtett tetning mot glider 28, som en fluidum under trykk i den betydning at trykk kan bli overført over den elastomere tetningen,

på den måten hemmer tilstedeværelsen av den elastomere tetningen inne i sporet 58 ikke trykkventilasjonsvirkningen av sporene 58, 60 og 62, som beskrevet ovenfor. Ventilasjonssporene gjennomskjærer sporet 58 radielt utenfor tetning 80 og aksielt innenfor leppen 88.

Som nevnt hindrer leppen 88 fluidum inne i ventilhuset fra å strømme inn i sporet 58 langs den ytre sideveggen 58b derav. Dette hindrer ikke kun fluidum fra å strømme inn i bunnen av sporet 58 og som har en tilbøyelighet til å presse tetning 80 ut av sporet, som beskrevet i forbindelse med fig. 1, men i virkeligheten anvender slik fluidum, som har en tilbøyelighet til å strømme inn i sporet 58, til å hjelpe til å holde tetningen 80 helt på plass inne i spor 58. Mer bestemt vil sprekken som er dannet mellom leppe 88 og tetningsdelen 86 virke som en slags lomme og dermed fange og effektivt anvende slikt fluidum under trykk til å holde tetningen på plass, som beskrevet.

For ytterligere å sikre mot muligheten for at tetningen buler ut av dens monteringsspor 58 ved enkelte punkter om dens omkrets er det anordnet en avstivningsinnretning i forbindelse med fundamentdel 84. I den utførelsesversjonen som er vist er avstivningsinnretningen tilveiebragt i form av en metallring 92 i hovedsaken innbefattet i fundamentdel 84.. Avstivningsinnretningen kan imidlertid bestå av andre materialtyper og kan f.eks. innbefattes i fundamentdel 84 eller bli festet eller mekanisk låst fast til ut-siden av fundamentdelen 84.

Tetning 82 av nedstrøms sete 66 er en speilbilde av tetning 80, og vil derfor ikke bli ytterligere beskrevet i detalj.

Ved å vise til fig. 7, er det der vist en andre utførelsesversjon av ventilsetet i hht. foreliggende oppfinnelse. Enda en gang innbefatter setet en setehoveddel 94 med en hylselignende del 94a med en flens 94b som forløper radielt utvendig fra en ende av den hylselignende delen 94a. Den enden av den hylselignende delen 94a og den tilstøtende siden av flensen 94b definerer en sirkelformet kontaktflate 94 for inngrep med en ventilglider.

Den andre enden av den hylselignende delen 94a bli bli anordnet

i en forsenkning av ventilhusets strømningsbane og har et utvendig sirkelformet spor for å føre med seg en O-ring som skal tette mot ventilhuset og fjærende forspenne setets hoveddel 94 mot ventilglideren.

Som i den første utførelsesversjonen, har et sirkelformet spor

96 blitt dannet i kontaktflate 94c, mellom dens radielle helt innvendige og helt utvendige punkter og sporet 96, for anordning av en tetning 80 '. som er identisk med tetning 80 i den første utførelsesversjonen. Den uavbrudte sirkelformete metallflaten 98 som er anbragt mellom spor 96 og flatens 94c innerdiameter tilveiebringer en metall-mot-metalltetning. En par ventilasjonsspor 100 er også maskinert i flaten 94c og disse gjennomskjærer spor 96 og forløper radielt utvendig derfra gjennom setets hoved-dels 94 ytre periferi. Sporene 96 og 100 har som oppgave, som i den foregående utførelsesversjonen, å redusere det effektive metall-mot-metalltettende arealet mot ventilglideren, uten vesentlig å redusere kontaktflatens 94c bæreareal, og dermed redusere betjeningskraften og hindre oppfanging av fluidum under trykk inne i ventilhuset.

Det foregående representerer kun to foretrukkete utførelsesver-sjoner av foreliggende oppfinnelse, og en rekke andre modifikasjoner kan bli foreslått av de som er kjent innen denne teknikken. I hver av de viste utførelsesversjonene er f.eks. sirkelformete tettende arealet på ventilsetet for tettende inngrep med ventilhuset definert av en O-ring som blir ført av ventilsetet. Imidlertid kan tetningen være en O-ring i et innvendig spor i ventilhuset. I alle tilfeller kan en slik tetning bli anbragt hvor som helst langs lengden av setets hoveddel, og hvis ikke anbragt ved den aksielle ytre enden derav, kan andre elastiske forspennings-

innretninger for flytende setehoveddelen bli tilveiebragt.

I andre modifikasjoner vil setet kanskje ikke bli montert i

en forsenkning eller en lomme i ventilhuset.

Skjønt et spesielt effektivt ventilsete eller ventilsammensetning kan bli tilveiebragt ved å anvende den forbedrete tetningen, i foreliggende oppfinnelse, i forbindelse med ventilasjonsspor, så som 60 og 62, og den forbedrete.tetningen i hht. foreliggende oppfinnelse kan også med fordel bli brukt i mer konvensjonelle ventilseter som ikke innbefatter ventilasjonsinnretninger for effektiv reduksjon av metall-mot-metalltettende areal.

Andre modifikasjoner kan innbefatte forandringer i utformingen

av selve setets hoveddel. F. eks. antall, størrelsen, og arrangementet av ventilasjonsspor på kontaktflaten kan bli vari-ert. Det er imidlertid ikke en gang nødvendig at ventilasjonsinnretningene som har forbindelse med det sirkelformete sporet i kontaktflaten har form som andre spor, som er maskinert i den samme kontaktflaten. Ventilasjonsinnretningene kan omfatte en eller flere innvendige boringer, som forløper gjennom setet, og det er kun nødvendig at ventilasjonsinnretningene har forbindelse med det sirkelformete sporet (radielt utvendig av flatetetningen og aksielt innvendig av dens aksielle tettende leppe) og at den forløper gjennom den andre periferien av setet (enten gjennom flensen eller gjennom den hylselignende delen) aksielt innvendig av tetninger mellom setet og ventilhuset. I den viste utførelses-versjonen er også det radielle inner metall-mot-metalltettende arealet på gliderens kontaktflate av setet vesentlig uavbrudt og forløper til inndiameteren av setet. Det er imidlertid kun nød-vendig at et sirkelformet areal er i stand til metall-mot-metalltetning blir tilveiebragt et sted mellom det sirkelformete sporet og setet I.D. Således kan f.eks. kontaktflaten bli forsynt med ytterligere uventilerte sirkelformete spor som er anbragt radielt innvendig av det ventilerte sporet, eller kontaktflatens I.D. kan bli skrånet.

Claims (14)

1. Et sirkelformet sete for en ventilsammensetning, karakterisert ved at det innbefatter; en tetning med en generelt aksielt vendende sirkelformet kontaktflate for motstand til et ventilelement og med et sirkelformet spor som forløper aksielt deri, og nevnte sirkelformete spor har inner- og yttersidevegger; og en flatetetning som omfatter en sirkelformet elastomer tetningsdel med en fundamentdel anbragt i nevnte sirkelformete spor og en tetningsdel som, i en ubelastet tilstand, stikker aksielt ut fra nevnte sirkelformete spor, og nevnte tetningsdel har ytterligere en sirkelformet hjelpetettende dannelse som forløper om den ytre diameter som tettende har inngrep med den ytre sideveggen av nevnte sirkelformete spor.

2. Et sete ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fundamentdel er tykkere i radiell størrelse enn nevnte tettende del og der nevnte hjelpetettende dannelse er anbragt på nevnte fundamentdel, og denne innbefatter en leppe, som, i en ubelastet tilstand, buer radielt utover og aksielt innover for å tette mot fluidumstrøm inn i nevnte sirkelformete spor langs nevnte ytre sidevegg.

;3. En tetning ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte tettende del i nevnte tetning er anbragt delvis i nevnte sirkelformete spor og i avstand radielt inn over fra nevnte ytre sidevegg, hvorved et hulrom blir dannet inne i nevnte sirkelformete spor, mellom nevnte yttersidevegg og nevnte tettende del av nevnte )tetning for å tillate bøying av nevnte tettende del, og hvori nevnte fundamentdel er dimensjonert for å passe nøyaktig mellom nevnte inner- og yttersidevegger i nevnte sirkelformete spor, hvorved nevnte hjelpetettende dannelse blir bøyd radielt innover av nevnte ytre sidevegg.

3

4. Et sete ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte inner- og yttersidevegger i nevnte sirkelformete spor generelt er sylindrisk, og at nevnte tettende dels innerdiameter i nevnte tetning er- sammenhengende med nevnte fundamentdels innerdiameter og er parallell med nevnte innersidevegg og at nevnte flatetetning innbefatter avstivningsinnretninger som omfatter en sirkelformet avstivningsdel innbefattet i nevnte tetningsfundaméntdel.

5. En glideventilsammensetting innbefatter; et ventilhus som definerer en langsgående strømningsbane; et ventilelement anordnet i nevnte ventilhus og bevegelig på tvers av nevnte strømningsbane mellom en første stilling som åpner nevnte strømningsbane og en andre stilling som stenger nevnte strømningsbane; karakterisert ved at minst et ventilsete er anordnet i nevnte ventilhus for begrenset aksiell flytebevegelse, i forhold til nevnte ventilhus og er anbragt generelt koaksielt med nevnte strømningsbane, at nevnte sete innbefatter en setedel med en aksielt vennende kontaktflate for inngrep med en side av nevnte ventilelement, at nevnte kontaktflate har et sirkelformet spor der imellom dens radielle innerpunkter og ytterpunkter, og at nevnte sete ytterligere omfatter en flatetetning som innbefatter en sirkelformet elastomertetning med en fundamentdel anbragt i nevnte sirkelformete spor og en tetningsdel som, i en ubelastet tilstand, stikker aksielt ut fra det sirkelformete sporet, og en sirkelformet hjelpetettende dannelse som forløper om den ytre diameteren av nevnte fundamentdel og tettende har inngrep med nevnte sirkelformete spors ytre sidevegg.

6. Ventil ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte fundamentdel er tykkere i radiell størrelse enn nevnte tettende del og at nevnte hjelpetettende dannelse omfatter en leppe som, i en ubelastet tilstand bøyes radielt utover og aksielt innover for å tette mot fluidumstrøm inn i nevnte sirkelformete spor langs nevnt ytre sidevegg.

7. Ventilen ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte tettende del i nevnte tetning er anbragt delvis i nevnte sirkelformete spor og i avstand radielt innover fra nevnte ytre sidevegg, hvorved et mellomrom er dannet i nevnte sirkelformete spor mellom nevnte yttersidevegg og nevnte tettende del for å tillate bøying av nevnte tettende del, og at nevnte tetningsfundamentdel er dimensjonert for å passe nøyaktig mellom nevnte inner- og yttersidevegger i nevnte sirkelformete spor, hvorved nevnte hjelpetettende dannelse blir bøyd radielt innover av nevnte ytre sidevegg.

8. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte flatetetning ytterligere innbefatter avstivningsinnretninger som omfatter en sirkelformet avstivningsinnretning, innbefattet i nevnte fundamentdel.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte setedel omfatter en generelt hylselignende del og en sirkelformet flens som forløper radielt utvendig av en ende av nevnte hylselignende del, nevnte kontaktflate blir definert av den ene nevnte enden av nevnte hylselignende del og den tilliggende siden av nevnte flens, og at den andre enden av nevnte hylselignende del er anordnet i nevnte ventilhus, og at nevnte setedel videre har ventilasjonsinnretninger som har forbindelse med nevnte sirkelformete spor radielt utvendig av nevnte tetning og aksielt innvendig av nevnte hjelpetettende dannelse og som forløper ut fra nevnte sirkelformete spor gjennom den radielle ytre periferien av nevnte setedel.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den ytterligere omfatter en sirkelformet tetning anordnet aksielt utvendig for nevnte ventilasjonsinnretning for tettende inngrep mellom nevnte ventilsete og nevnte ventilhus, og at nevnte sirkelformete spors innvendige diameter er mindre enn nevnte tetningseffektive tettende diameter, med hensyn til fluidumtrykk som virker radielt innover.

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at nevnte kontaktflate i hovedsaken er plan og omfatter et sirkelformet tetningsareal anbragt mellom nevnte sirkelformete spor og den radielle kontaktflatens helt innvendige kant.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at nevnte tetningsfundaraentdel er tykkere i radiell størrelse enn nevnte tettende del, at nevnte tettende del er anbragt delvis i nevnte sirkelformete spor og i avstand radielt innvendig fra nevnte ytre sidevegg, hvorved et mellomrom blir dannet i nevnte sirkelformete spor mellom nevnte ytre sidevegg og nevnte tettende del, og at nevnte ventilasjonsspor gjennomskjærer nevnte mellomrom.

13. En flatetetning for et ventilsete, karakterisert ved at det omfatter; en sirkelformet elastomer tetning med en fundamentdel tilliggende en aksiell ende og en tettende del som stikker aksielt ut fra nevnte fundamentdel og definerer den andre aksialenden, og nevnte tetning har videre en sirkelformet hjelpetettende dannelse, som forløper om den ytre diameteren av nevnte fundamentdel; der nevnte hjelpetettende dannelse omfatter en leppe bøyd radielt ut over og aksielt mot nevnte tettende del; der nevnte fundamentdel er tykkere i radiell størrelse enn nevnte tettende del; der nevnte tettende del er anbragt i avstand radielt innover fra nevnte fundamentdels ytre diameter; og der nevnte tettende dels innerdiameter og nevnte fundamentdel er sammenhengende og generelt sylindrisk.

14. En tetning ifølge krav 13, karakterisert ved at den ytterliger innbefatter avstivningsinnretninger som omfatter en sirkelformet avstivningsdel innbefattet i nevnte fundamentdelt.