NO851314L

NO851314L - Anordning med roterbar aksel.

Info

Publication number: NO851314L
Application number: NO851314A
Authority: NO
Inventors: Paul Anthony Yohner
Original assignee: Keystone Int
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1985-10-04
Also published as: AU3970185A; SE8501577D0; ZA851877B; EP0158444A3; DK150185A; KR850007478A; NZ211329A; IN164642B; FI851265L; JPS60222678A; BR8501542A; CA1229835A; EP0158444A2; DK150185D0; SE8501577L; FI851265A0; US4541612A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en konstruksjon med en dreibar aksel, og nærmere bestemt en akselkonstruksjon til bruk i forbindelse med dreibare ventilkonstruksjoner, slik som f.eks. spjeldventiler.

Det finnes utallige apparater i hvilke det anvendes konstruk-sjoner med dreibare aksler, og hvor det må treffes forholds-regler for å hindre at akselen presses ut av konstruksjonen. En slik utpressing kan f.eks. skje dersom akselen befinner seg i en konstruksjon som er utsatt for høye trykk som kan påvirke akselen og presse den ut av konstruksjonen. Særlig i kon-struksjoner med dreibare ventiler, slik som f.eks. kuleventiler, spjeldventiler og lignende, er det ofte nødvendig at den aksel eller de aksler som er festet til det dreibare ventilelement, f.eks. en kule, en skive osv., utstyres med organer som hindrer at akselen presses ut av ventilhuset i tilfellet akselen forskyves, eller dersom akselen på annen måte fri-gjøres fra det dreibare ventilelement, f.eks. fordi de feste-organer som anvendes for å feste akselen til ventilelementet svikter. Kjente ventilkonstruksjoner som har spindler eller aksler som er sikret mot utpressing har vanligvis den ulempe at akselen er vanskelig å fjerne fra konstruksjonen dersom det skulle bli nødvendig å demontere ventilen eller å skifte ut akselen dersom den skulle bli ødelagt.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å komme frem til en konstruksjon med en dreibar aksel, og der akselen hindres i uønsket utskyvning fra konstruksjonen.

Et annet formål med oppfinnelsen er å komme frem til en for-bedret konstruksjon med en dreibar aksel til bruk i forbindelse med ventiler som har dreibare ventilelementer, slik som f.eks. kuleventiler, spjeldventiler og lignende.

Med oppfinnelsen tilveiebringes dessuten en dreibar akselkonstruksjon til bruk i forbindelse med spjeldventiler der akselen er sikret mot utpressing.

De ovenfor nevnte og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå nærmere av de vedføyde tegninger og den etterfølgende beskriv-else samt patentkrav.

Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen, med den dreibare aksel, har et hus eller legeme, i hvilket det finnes en boring med en første og en annen ende, og som er utstyrt med et ringformet anlegg som er utformet mellom denne første og annen ende av boringen, og som rager radialt innover i boringen. I boringen er dreibart anbragt en aksel, som har organer som danner en ringformet, hovedsakelig aksialt vendende skulder, som befinner seg mellom akselens ender, og som har minst en mot den nevnte annen ende av boringen vendende flate. En holdekrave, som er innrettet til å hindre utpressing av akselen fra legemet, er anbragt i boringen i nærheten av skulderen. Holdekraven har et ringformet bånd og flere elastiske fingre som er festet til dette og som rager nedover og radialt innover fra båndet. Hver av fingrene har en del som danner en støttedel som ender i en fri ende. Støttedelens frie ende ligger nær akselen, og kan derfor komme i inngrep med skulderen på denne ved bevegelse av akselen i retning mot den nevnte annen ende av boringen. Når støttedelens frie ende kommer i inngrep med skulderen, utsettes støttedelen hovedsakelig for trykkpåkjenning i sin lengderetning, hvorved en hver ytter-ligere beveglse av akselen ut av legemet begrenses. Det finnes også stoppeorganer, fortrinnsvis i form av et ringformet organ, som med presspasning er anbragt i boringen og tjener til å stanse enhver bevegelse av holdekraven ut av legemet i retning mot den nevnte annen ende av dette. Konstruksjonen med den dreibare aksel finner særlig anvendelse i forbindelse med ventiler som har dreibare ventilelementer, slik som f.eks. kuleventiler, spjeldventiler og lignende.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under hen-visning til tegningene, som viser en foretrukket utførelses-form av akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen, og på hvilken

Fig. 1, i et vertikalsnitt, viser en del av en spjeldventil som har en akselkonstruksjon i henhold til oppfinnelsen, med en dreibar aksel. Fig. 2 viser det samme som fig. 1, men med akselen gjennom-skåret. Fig. 3 viser det samme som fig. 1, men med akselen fjernet fra akselkonstruksjonen. Fig. 4 viser, sett ovenfra, den ene side av en holdekrave som anvendes i akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 viser, sett fra siden og i snitt, holdekraven vist i fig. 4, og Fig. 6 viser holdekraven som anvendes i konstruksjonen, sett fra den annen side.

Selv om akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen i det følgende særlig blir beskrevet i forbindelse med en spjeldventil eller en skiveventil, er det klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til dette. Akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes i et hvilket som helst apparat der det benyttes en dreibar aksel som er dreibart lagret eller på annen måte dreibart montert i et legeme eller et hus, og hvor det er ønskelig å hindre at akselen ved et uhell blir presset ut eller drevet ut av konstruksjonen. Det skal bemerkes at konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen, foruten i spjeldventiler kan anvendes i forbindelse med en hvilken som helst dreibar ventilkonstruksjon, slik som f.eks. en kuleventil, en kikkran osv., der det er nødvendig å hindre at den aksel som er forbundet med ventillukkeelementet blir presset ut eller drevet ut dersom akselen går i stykker og ventilen er utsatt for et høyt trykk. Akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen er særlig anvendelig i forbindelse med den ventil-konstruks jon som er beskrevet i US-patentansøkning nr. 06/344.501 innlevert 2. februar 1982.

Fig. 1 viser en del av en spjeldventilkonstruksjon 10, med et ventillegeme eller ventilhus 12, gjennom hvilket det er utformet en strømningskanal 14 for et fluid. En sylindrisk hals

16 rager ut fra og er utformet i ett med samt danner en del av

ventilhuset 12. En flens 18 på halsen 16 gjør det mulig å feste en aktiveringsinnretning (ikke vist) til ventilen 10.

I strømningskanalen 14 er det svingbart montert en reguler-ingsskive 20 med en rundtgående tetningsflate 22 som samvirker med et tetteorgan 24, for dannelse av tetning mellom skiven 22 og huset 12 rundt omkretsen av strømningskanalen 14. Tette-organet 24, som danner et sete, er anbragt i en boring 26 i den ene endeflate av ventilhuset 12, og holdes på plass i dette ved hjelp av en ringformet holdeplate 28 som er anbragt i en annen boring 30 i huset 12.

Skiven 20 understøttes i strømningskanalen 14 ved hjelp av en første spindel eller aksel 32, som er anbragt i en boring 34 i halsen 16, samt en annen aksel (ikke vist) som er anbragt i en boring diametralt overfor boringen 34, i en knast (ikke vist) på ventilkonstruksjonen 10. Akselen 32 er festet til skiven 20 ved hjelp av stifter 36, 38, og er dreibart lagret i boringen 34 ved hjelp av bøssinger 42 og 44. Fluider hindres i å slippe ut av ventilkonstruksjonen 10 gjennom boringen 34 ved hjelp av en pakkboks med en pakningsring 45 og pakninger 46 som holdes på plass ved hjelp av en ring 48 og en bøssing 50.

Boringen 34, som har en første ende 52 og en annen ende 54, omfatter en første del 56 med en liten diameter, en annen del 58 med en mellomliggende diameter og en tredje del 60 med en stor diameter. Delene 58 og 60 danner forsenkningsboringer i boringen 34. Et ringformet anlegg 62 er utformet ved overgangen mellom delen 56 med den lille diameter og delen 58 med den mellomliggende diameter, og dette anlegg 62 er utformet inne i huset eller legemet 12 mellom den første og annen ende 52 og 58 av boringen 34, og det rager radialt innover i boringen 34. En holdekrave 64 er anbragt i den del 58 av boringen 34 som har den mellomliggende diameter, i nærheten av anlegget 62. Av fig. 4, 5 og 6 fremgår at holdekraven 64 har et ringformet bånd 66 og flere perifert anbragte fingre 68, som er forbundet med båndet 66 og rager radialt innover fra dette. Fingrene 68 har, som det best fremgår av fig. 5, støttedeler 70 som er forbundet med båndet 66 ved hjelp av forbindelsesdeler 72. Støttedelen 70 har en fri ende 74. Støttedelen rager, slik det fremgår av tegningen, fra den hovedsakelig radialt forløpende forbindelsesdel 72 i hovedsakelig aksial retning i forhold til båndet 66. Fingrene 68 har tilstrekkelig elastisitet til at de kan presses radialt utover mot båndet 66.

Av fig. 1 fremgår at akselen 32 har en første endedel 76 og en annen endedel 78, og disse endedeler 76 og 78 har hovedsakelig samme diameter. Mellom endedelene 76 og 78 finnes en akseldel 80 med minsket diameter og hovedsakelig form som en avkortet kegle, idet den ende av delen 80 som har minst diameter befinner seg ved den første endedel 76, mens den ende av delen 80 som har størst diameter ligger ved endedelen 78. Akseldelen 80 med den minskede diameter danner sammen med den første endedel 76 en ringformet skulder 82, som har en hovedsakelig aksialt vendende flate som vender mot enden 58 av boringen 34. Når båndet 66 ligger mot den i huset 12 utformede anleggsflate 62, vil støttedelene 70, slik det fremgår av tegningen, med sine frie ender 74 ligge mot eller nær inntil den midtre del 80 av akselen 32 som har minsket diameter. Videre fremgår at når akselen 32 befinner seg i huset eller legemet 12, vil de frie ender 74 av støttedelene 70 hovedsakelig vende mot den ringformede skulder 82 på akselen 32. I den del 58 av boringen 34 som har den mellomliggende diameter er det anbragt en stoppering 84, som med presspasning er ført inn i denne del 58 og befinner seg nær inntil holdekraven 64.

Når akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen monteres, anbringes holdekraven 64, stopperingen 84, ringen 45, pakningene 46 og pakkboksen først i boringen 34, på den måte som er vist i fig. 1. Deretter føres akselen 32 inn gjennom bøssing-en og pakkboksen, stopperingen 84 og holdekraven 64. Det vil fremgå at når akselen 32 passerer gjennom holdekraven 64, vil fingrene 68, fordi de er radialt ettergivende, bli presset radialt utover mot båndet 66 når den første endedel 76 av akselen 32 passerer gjennom fingrene 68. Når akselen 32 er ført lenger inn i boringen 34 i huset 12, vil den del 80 av akselen 32 som har minsket diameter bli liggende ut for holdekraven 64, og fingrene 68 vil, fordi de er radialt ettergivende, fjære radialt innover, slik at de kommer i kontakt med eller i det minste kommer til å ligge nær inntil delen 80 med minsket diameter.

I fig. 2 er det vist en tilstand der akselen 32 er gjennom-skåret på det sted som er angitt med en pil A. Dersom ventilen befinner seg i omgivelser der den er utsatt for et høyt trykk, og dersom holdekraven 64 ikke hadde vært tilstede, ville trykket i strømningskanalen 14 under slike omstendig-heter påvirke akselen 32 og trykke den bort fra strømnings-kanalen 14 og ut av ventillegemet eller ventilhuset 12. Fluidet i kanalen 14 vil derved fritt kunne unnslippe gjennom boringen 34. På grunn av holdekraven 64 holdes imidlertid akselen 32 på plass i ventilhuset 12, med det resultat at ikke noe fluid strømmer ut av strømningskanalen 14, på grunn av den tegning som er dannet mellom pakningene 46 og akselen 32. En sammenligning av fig. 1 og 2 viser at fluidtrykket, når akselen 32 er kappet, virker i en slik retning at akselen 32 trykkes bort fra strømningskanalen 14, inntil skulderen 82 kommer i inngrep med de frie ender 74 på fingrene 68 på holdekraven 64. På dette tidspunkt er støttedelene 70 til fingrene 68 hovedsakelig under trykkbelastning i hele sin lengde. Som en følge av denne trykkbelastning, som følger av den særskilte form til fingrene 68, kan holdekraven 64 eller i det minste fingrene 68 fremstilles av metall, og kan være forholdsvis tynne. Når de frie ender 74 til støttedelen 70 kommer i inngrep med skulderen 62, stanses fortsatt bevegelse av akselen 32 oppover, det vil si ut av boringen 34, idet holdekraven 64 vil bli trykket til inngrep med og stanset av stopperingen 84. I denne tilstand vil støttedelene 70 hovedsakelig være under trykkspenning langs sin lengde mellom skulderen 62 og stoppe ringen 84. Holdekraven 64 virker således effektivt til å hindre utpressing av akselen 32 fra ventilhuset 12, og det har vist seg at akselen ikke presses ut selv dersom en typisk ventil utsettes for et trykk som overstiger ventilens ønskede arbeidskapasitet fem ganger. Selv under innvirkning av ekstreme trykk som søker å presse akselen 32 ut av ventilhuset 12 vil støttedelene 70 ikke bryte sammen, men snarere søke å rette seg ut, med den virkning at akselen blir klemt enda mere fast i ventilen.

Som nevnt ovenfor, har de kjente ventilkonstruksjoner med aksler som er sikret mot utpressing blant annet den ulempe at det er vanskelig å fjerne akselen fra ventilkonstruksjonen dersom akselen skulle gå i stykker eller dersom det blir nød-vendig å demontere ventilen. Ved konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen kan den dreibare aksel fjernes hurtig og enkelt uten at ventilkonstruksjonen eller holdekraven 64 skades.

Fig. 3 viser ventilhuset 12 med akselen 32 fjernet. For å oppnå dette fjernes først pappboksen med bøssingen og pakningene fra boringen 34. En sylindrisk bøssing 86 som tilsvarer bøssingen 44 skyves deretter inn på akselen 32 og trykkes nedover, inntil den kommer i inngrep med fingrene 68 på holdekraven 64. En fortsatt bevegelse nedover av bøssingen 86 medfører at fingrene 68 fjærer og bøyes elastisk utover, slik at det blir mulig å bringe den sylindriske bøssing 86 til anlegg mot bøssingen 44. Fordi den sylindriske bøssing har en innerdiameter som er større enn ytterdiameteren til akselen 32, kan akselen, når den er bragt ut av inngrep med skiven 20, trekkes oppover og ut av boringen 34, uten at støttedelene 70 kommer i inngrep med skulderen 82 på akselen 32. Når akselen 32 først er fjernet, kan også bøssingen 86 fjernes, hvoretter fingrene 68, fordi de kan fjære i aksial retning, igjen vil fjære innover til den stilling som er vist i fig. 1. Det kan deretter innsettes en aksel på den ovenfor beskrevne måte.

Selv om akselen 32 er vist med en hovedsakelig konstant diameter, bortsett fra den mellomliggende del 80, er det klart at akselen 32 kan utformes slik at den hovedsakelig har en første del med en stor diameter og en første ende samt en annen del med en liten diameter og en annen ende, idet den skulder som er nødvendig er utformet ved overgangen mellom de to deler som har forskjellig diameter. Det skal også bemerkes at akselen 32 kan være slik utformet at den på begge sider av skulderen har en del med konstant diameter, og at skulderen kan dannes av en fjærring eller lignende, som anbringes i et ringformet spor mellom akselens ender. Selv om den del av akselen 32 som har minsket diameter er vist med en kjegleflate, er det klart at det også kan anvendes en sylindrisk flate eller en på annen måte utformet flate, forutsatt at det dannes en skulder som kan komme i inngrep med fingrene på holdekraven. Anvendelsen av en kjegleflate eller en lignende konisk flate 80 er hen-siktsmessig, idet en slik form eliminerer skarpe kanter, som kunne forekomme dersom delen med minsket diameter dannet en sylinderflate, og derved er antall steder med kervvirkning langs akselen 32 minsket.

Selv om det ovenfor er beskrevet bestemte utførelsesformer av akselkonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen, er det klart at det innen rammen av oppfinnelsen kan foretas forskjellige endringer og modifikasjoner.

Claims

1. Akselkonstruksjon med en dreibar aksel og en legeme, i hvilket det finnes en boring med en første og en annen ende, og som dessuten har et mellom den første og annen ende av boringen utformet, ringformet anlegg, som rager radialt innover i boringen, samt med en aksel som dreibart er anbragt i boringen, og som mellom sine ender har organer som danner en ringformet, hovedsakelig aksialt vendende skulder, som har minst en flate som vender mot boringens annen ende, karakterisert ved en holdekrave som er anbragt i boringen i nærheten av anlegget, og som har et ringformet bånd og flere elastiske, radialt bø yelige fingre, som fra båndet rager radialt innover, og som hver danner en støttedel som ender i en fri ende, som kan bringes i inngrep med skulderen ved bevegelse av akselen i retning mot boringens annen ende, idet stø ttedelen hovedsakelig utsettes for en trykkbelastning, samt stoppeorganer, som er anbragt i boringen og tjener til å stanse holdekravens bevegelse i retning mot den annen ende.

2. Akselkonstruksjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at legemet omfatter et ventillegeme eller- hus.

3. Akselkonstruksjon som angitt i krav 2, karakterisert ved at ventillegemet eller-huset omfatter et legeme eller et hus for en spjeldventil.

4. Akselkonstruksjon som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at boringen har en første del med en liten diameter og den annen del med en større diameter, og at skulderen er utformet ved overgangen mellom delene med henholdsvis den lille diameter og den større diameter.

5. Akselkonstruksjon som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at akselen har en del med minsket diameter som danner skulderen.

6. Akselkonstruksjon som angitt i krav 5, karakterisert ved at akselen har en første endedel og en annen endedel med hovedsakelig samme diameter.

7. Akselkonstruksjon som angitt i krav 6, karakterisert ved at den del som har minsket diameter på akselen danner en kjegleflate.

8. Akselkonstruksjon som angitt i krav 5, karakterisert ved at støttedelenes frie ender er innrettet til elastisk å komme i inngrep med den del av akselen som har minsket diameter.

9. Akselkonstruksjon som angitt i krav 8, karakterisert ved at fingrene er elastisk bøyelige radialt utover, slik at akselen kan trekkes i retning mot boringens annen ende uten at støttedelenes frie ender kommer i inngrep med skulderen.