SE437711B

SE437711B - VENTILSETE

Info

Publication number: SE437711B
Application number: SE7909460A
Authority: SE
Inventors: F H Hubertsson
Original assignee: Somas Ventiler
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1985-03-11
Also published as: DE2945817C2; FI70461B; FI70461C; JPS6249511B2; NO152308C; CA1131607A; JPS5569362A; SE7909460L; DE2945817A1; NO152308B; NO791933L; FI793305A

Abstract

A valve seat contains a seat ring with flat, parallel side faces. The seat ring consists of steel or possibly of PTFE. When the valve is being shut by a throttle, a sealing surface of the throttle is pressed against the seat ring which adopt itself as to form and position to the mean line of the throttle, and the seat ring is displaced in a groove in the plane of the seat. A couple of spring washers sealingly engage the parallel side faces of the seat ring. When the throttle is re-opened the spring washers secure the seat ring in its position.

Description

7909460-5 typ visas i USA-patentskriften 4058290. En nackdel med denna ventil är emellertid det slitage som uppstår mellan spjället och sätet, som består av en fjädrande ring, och även mellan det rörliga sätet och ventilhuset varje gång ventilen öppnas och stängs. 7909460-5 type is disclosed in U.S. Patent No. 4,058,290. However, a disadvantage of this valve is the wear that occurs between the damper and the seat, which consists of a resilient ring, and also between the movable seat and the valve housing each time the valve is opened and closed.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN _ Ett första syfte med uppfinningen är att erbjuda ett ventilsäte med en god tätningsförmåga, vilken icke förutsätter mjuka tätningselement av gummi, plast eller liknande. Mer bestämt är ett syfte att framställa 10 ett ventilsäte med god tätningsförmåga, vilket ventilsäte helt kan framställas av metall. Ett syfte med uppfinningen är emellertid även att uppfinningens principer icke skall utesluta användning av sådana mjuka material som exempelvis PTFE och nylon. Fastmer är ett syfte att även sådana material skall kunna användas för tillverkning av ventil- 15 sätet, om de av något skäl är lämpligare eller eljest mer önskvärda än metalliska material. Ett syfte med uppfinningen är med andra ord att skapa valfrihet mellan olika material med hänsyn till materialets lämplighet för det medium som ventilen är avsedd att arbeta med.DISCLOSURE OF THE INVENTION A first object of the invention is to provide a valve seat with a good sealing ability, which does not require soft sealing elements of rubber, plastic or the like. More specifically, an object is to produce a valve seat with good sealing ability, which valve seat can be made entirely of metal. However, an object of the invention is also that the principles of the invention should not preclude the use of such soft materials as, for example, PTFE and nylon. However, it is an object that such materials may also be used for the manufacture of the valve seat, if for some reason they are more suitable or otherwise more desirable than metallic materials. In other words, an object of the invention is to create freedom of choice between different materials with regard to the material's suitability for the medium with which the valve is intended to work.

Vidare är ett viktigt syfte att erbjuda ett ventilsäte som kan an- 20 vändas för ventilspjäll eller motsvarande tillslutningsorgan med skiftande form, mer bestämt spjäll eller motsvarande med såväl elip- tisk som cylindrisk, sfärisk, eller konisk tätningsyta eller kombi- nationer av två eller flera av dessa former. Syfte med uppfinningen är även att erbjuda ett ventilsäte som är robust och driftsäkert, och som 25 har lång livslängd. Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att från ventilsätesringens nämnda platta parti sträcker sig ringformade, fjädrande tätningsorgan utåt och åt sidorna för att med sina yttre partier anpressas mot ventilhusets huvuddel och mot täckbrickan utan- för det platta partiets yttre kant i den urtagning som är anordnad 30 mellan ventilhusets båda delar.Furthermore, an important object is to provide a valve seat which can be used for valve dampers or corresponding closing means of varying shape, more specifically dampers or equivalent with both elliptical and cylindrical, spherical, or conical sealing surface or combinations of two or more of these forms. The object of the invention is also to provide a valve seat which is robust and reliable, and which has a long service life. These and other objects can be achieved in that from the said flat portion of the valve seat ring extends annular, resilient sealing means outwards and to the sides to be pressed with their outer portions against the main part of the valve housing and against the cover plate outside the outer edge of the flat portion in the recess provided Between the two parts of the valve housing.

Enligt en föredragen utföringsform utgörs de ringformade, fjädrande tätningsorganen av separata fjäderbrickor. De ringformade fjädrande tätningsorganen kan härvid mellan sig bilda ett ringformigt spår och 35 vara anordnade att tätande anligga mot sätesringens parallella sido- ytor då sätesringen rör sig i nämnda spår. Normalt består sätesringen 10 15 20 35 79Û9460-3 OJ av stål, företrädesvis rostfritt eller syrafast stål, eller annan metall eller legering. Uppfinningen utesluter emellertid inte att sätesringen helt eller delvis kan bestå av styv plast i de fall sådana material kan tolereras med hänsyn till det medium som ventilen skall arbeta med.According to a preferred embodiment, the annular, resilient sealing means consist of separate spring washers. The annular resilient sealing means can in this case form an annular groove therebetween and be arranged to abut sealingly against the parallel side surfaces of the seat ring when the seat ring moves in said groove. Normally the seat ring 10 15 20 35 79Û9460-3 OJ consists of steel, preferably stainless or acid-resistant steel, or other metal or alloy. However, the invention does not exclude that the seat ring may consist wholly or partly of rigid plastic in cases where such materials can be tolerated with regard to the medium with which the valve is to work.

-Ytterligare syften och fördelar med samt kännetecken på uppfinningen kommer att framgå av efterföljande beskrivning av en föredragen utföringsform.Additional objects and advantages and features of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment.

KORT FIGURBESKRIVNING I följande beskrivning av den föredragna utföringsformen kommer att hänvisas till ritningsfigurerna.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following description of the preferred embodiment, reference will be made to the drawing figures.

Fig. 1 utgör ett snitt genom ett ventilhus försett med ett ventil- säte enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen.Fig. 1 is a section through a valve housing provided with a valve seat according to the preferred embodiment of the invention.

Figuren visar även ett spjäll som tätande anligger mot ventilsätet.The figure also shows a damper that seals against the valve seat.

Fig. 2 visar ventilsätet mer i detalj samt hur detta kan samverka med det i Fig. l visade spjället.Fig. 2 shows the valve seat in more detail and how this can interact with the damper shown in Fig. 1.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Refererande först till Fig. l betecknas ett vridspjäll allmänt med siffran l. Spjället 1 kan vridas medurs från det tätande läget enligt Fig. 1 till öppet läge och vice versa medelst en spindel 2 fixerad i ett lager 3 på spjället.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring first to Fig. 1, a rotary damper is generally denoted by the number 1. The damper 1 can be rotated clockwise from the sealing position according to Fig. 1 to the open position and vice versa by means of a spindle 2 fixed in a bearing 3 on the damper.

En tätningsyta på spjället 1 har betecknats 4. Tätningsytan 4 är ring- formad, och dess medellinje 5 har formen av en ellips med storaxel sammanfallande med vertikalplanet till Fig. 1. Alternativet har medel- linjen 5 cirkulärform. Spjället 1 är excentriskt lagrat i ett ventil- hus 6, det vill säga spindelns 2 oentrumaxel skär ej symmetriaxeln genom ventilöppningen i ventilhuset 6.A sealing surface on the damper 1 has been designated 4. The sealing surface 4 is annular, and its center line 5 has the shape of an ellipse with a major axis coinciding with the vertical plane of Fig. 1. The alternative has the center line 5 circular shape. The damper 1 is mounted eccentrically in a valve housing 6, i.e. the center axis of the spindle 2 does not intersect the axis of symmetry through the valve opening in the valve housing 6.

Ventilhuset 6 består av en huvuddel 7 och en täckbricka 8 som är fast- 7909460-3 10 15 20 25 30 skruvad vid huvuddelen 7 medelst icke visade bultar. I den sida som är vänd mot täckbrickan 8 uppvisar ventilhusets huvuddel 7 en ringformad urtagning 9. I urtagningen 9 är anordnad tvenne fjäderbrickor1O och 11, vilka utgör hållare och lager för ett ventilsäte i form av en sätesríng 12. Ett par packningar har betecknats 13 respektive 14.The valve housing 6 consists of a main part 7 and a cover plate 8 which is screwed to the main part 7 by means of bolts (not shown). On the side facing the cover washer 8, the main part 7 of the valve housing 7 has an annular recess 9. In the recess 9 are arranged two spring washers 10 and 11, which constitute holders and bearings for a valve seat in the form of a seat ring 12. A pair of gaskets have been designated 13 and 13, respectively. 14.

Fig. 2 visar mer i detalj hur ventilsätesringen 12 och dennas hållare och lager 10 och ll är utformade. De senare utgörs som nämnts av ett par fjäderbríckor, vanligen av rostfritt stål. De båda brickorna 10 och 11 är spegelformat utförda. I ett radiellt_snítt uppvisar de ett liv 15a respektive ldb samt en skänkel 16a och l7a respektive 16b och l7b i yttre respektive inre änden av respektive liv. Skänklarna på vardera bricka är vinkelräta mot respektive liv och vända åt samma håll. Vidare är de inre skänklarna l7a och l7b kortare än de yttre skänklarna 16a respektive 16b. Det ringformade spåret mellan brickorna 10 och 11 har betecknats 18.Fig. 2 shows in more detail how the valve seat ring 12 and its holders and bearings 10 and 11 are designed. The latter consist, as mentioned, of a pair of spring washers, usually made of stainless steel. The two washers 10 and 11 are mirror-shaped. In a radial section, they have a web 15a and 1db, respectively, and a leg 16a and 17a and 16b and 17b, respectively, in the outer and inner ends, respectively, of the respective web. The legs of each washer are perpendicular to each waist and face in the same direction. Furthermore, the inner legs 17a and 17b are shorter than the outer legs 16a and 16b, respectively. The annular groove between the washers 10 and 11 has been designated 18.

Ventilsätet, det vill säga ringen 12, är jämförelsevis platt och upp- visar tvenne parallella, plana sidoytor 19 och 20, vilka samtidigt utgör ringens båda ändytor, samt en rundad sätesyta 21. Enligt ut- föringsformen består sätesringen 12 av stål. Dess utsträckning i radiell led är cirka fyra gånger så stor som dess tjocklek.The valve seat, i.e. the ring 12, is comparatively flat and has two parallel, flat side surfaces 19 and 20, which simultaneously form the two end surfaces of the ring, and a rounded seat surface 21. According to the embodiment, the seat ring 12 consists of steel. Its radial extent is about four times its thickness.

Fjäderbrickorna 10 och ll är vidare så bearbetade att de i obelastat tillstånd är svagt koniska. Mer bestämt innebär koniciteten att skänklarna l7a och l7b tenderar att närma sig varandra. Vid montering anordnas sätesringen 12 mellan skänklarna 17a och 17b varefter aggre- gatet bestående av fjäderbrickorna 10 och 11 och mellanliggande sätesring 12 förs samman medelst täckbrickan 8. Härvid pressas skänk- larna l7a och l7b ut till ett maximum som bestäms å ena sidan av en spalt 22 mellan ventilhusets huvuddel och fjäderbrickan 10, och å andra sidan en spalt 23 mellan täckbrickan 8 och den andra fjäder- brickan 11. De krafter som utövas av fjäderbrickorna 10, ll är härvid dimensionerade så att de inte är större än att sätesringen 12 kan röra sig i sitt plan i spåret 18 under påverkan av spjället 1 då detta förs till stängningsposition, medan skänklarnas l7a och l7b plana, tätande, parallella ändytor 24a, respektive 24b, anligger mot sätesringens 10 15 20 25 30 7909460-3 (IW sidoytor 19 och 20. Samtidigt är emellertid fjäderkrafterna hos brickorna 10, ll dimensionerade så att de är tillräckligt stora för att sätesringen 12 kan bibehållas i siLt eventuellt nya läge och behålla sin eventuellt ändrade form då belastningen upphör. Genom brickornas 10 och 11 fjäderverkan får man alltså ett tätt förband utan att låsa fast sätesringen 12 hårdare än att den kan anpassa sig efter spjällets 1 form och läge och därefter bibehålla form och läge då belastningen upphör. Nästa gång spjället stängs ändras alltså normalt icke sätesringen varken till läge eller form. Detta ger den fördelen att sätesringen icke normalt rör sig under stängnings- och öppnings- momenten, varigenom slitage kan undvikas.The spring washers 10 and 11 are furthermore so machined that in the unloaded state they are slightly conical. More specifically, the conicity means that the legs l7a and l7b tend to approach each other. During assembly, the seat ring 12 is arranged between the legs 17a and 17b, after which the unit consisting of the spring washers 10 and 11 and intermediate seat ring 12 is brought together by means of the cover washer 8. Hereby the legs 17a and 17b are pressed out to a maximum determined on one side by a gap 22 between the main part of the valve housing and the spring washer 10, and on the other hand a gap 23 between the cover washer 8 and the second spring washer 11. The forces exerted by the spring washes 10, 11 are dimensioned so that they are not larger than the seat ring 12 can move in its plane in the groove 18 under the influence of the damper 1 when this is moved to the closing position, while the flat, sealing, parallel end surfaces 24a and 24b, respectively, of the legs 17 abut against the seat ring 10 15 20 25 30 7909460-3 (IW side surfaces 19 and At the same time, however, the spring forces of the washers 10, 11 are dimensioned so that they are large enough for the seat ring 12 to be maintained in any new position and retain a its possibly changed shape when the load ceases. Due to the spring action of the washers 10 and 11, a tight joint is thus obtained without locking the seat ring 12 tighter than it can adapt to the shape and position of the damper 1 and then maintain the shape and position when the load ceases. The next time the damper is closed, the seat ring does not normally change either in position or shape. This gives the advantage that the seat ring does not normally move during the closing and opening moments, whereby wear can be avoided.

I utgångsläget har sätesringen 12 helt cirkulär form, vilken har streckmarkerats i Fig. 2, som illustrerar det fall då spjällets medel» linje 5 har elliptisk form. Då ventilen stängs tvingar emellertid tätningsytan 4 på spjället 1 sätesringen 12 att bli alltmer oval men med bibehållen omkrets för att slutligen, då spjället är helt stängt, helt ansluta sig till medellinjens 5 elliptiska form. Vid dessa form- förändringar av sätesringen 12 kommer denna alltså att röra sig i spåret 18 med bibehållen tätningsfunktion mellan sätesringens 12 och fjäderbriokornas 17a och 17b plana ändytor 24a respektive 24b. När belastningen från spjället 1 upphör, bibehålls den sålunda intagna formen på sätesringen som enligt utföringsformen är elliptisk, genom att fjäderbrickorna 10, 11 trycker mot ringens 12 sidoytor 19, 20 med krafter tillräckliga för att hindra att ringen 12 återtar sitt ut- gångsläge. I det fall medellinjen 5 istället är cirkulär, ändras icke sätesringens 12 form vid den "primära" tillslutningen av spjället 1, men däremot kan dess läge i spåret 18 justeras, vilket läge därefter normalt bibehålles med hjälp av fjäderbrickorna 10, ll då spjället åter öppnas.In the initial position, the seat ring 12 has a completely circular shape, which has been marked in dash in Fig. 2, which illustrates the case where the means 5 of the damper 'line 5 have an elliptical shape. When the valve is closed, however, the sealing surface 4 on the damper 1 forces the seat ring 12 to become increasingly oval but with a retained circumference in order to finally, when the damper is completely closed, fully connect to the elliptical shape of the center line 5. During these changes in the shape of the seat ring 12, it will thus move in the groove 18 with the retaining sealing function maintained between the seat ring 12 of the seat ring 12 and the flat end surfaces 24a and 24b of the spring brackets 17a and 17b, respectively. When the load from the damper 1 ceases, the thus assumed shape of the seat ring which according to the embodiment is elliptical is maintained, by the spring washers 10, 11 pressing against the side surfaces 19, 20 of the ring 12 with forces sufficient to prevent the ring 12 from returning to its initial position. In case the center line 5 is instead circular, the shape of the seat ring 12 does not change at the "primary" closing of the damper 1, but instead its position in the groove 18 can be adjusted, which position is then normally maintained by means of the spring washers 10, 11 when the damper is reopened. .

I \W*? mïä-h 4%'I \ W *? mïä-h 4% '

Claims

¿Q§3f9UÄ @ 3 7909460-3 10 15 20 25 30 35 PATENT REQUIREMENTS

Valve seat in a valve housing comprising a main part (7) and a cover washer (8) arranged to be pressed against the main part, an annular recess (9) being formed in the valve housing between its main part and the cover washer, and one of rigid material, preferably steel, manufactured valve seat ring is movably arranged in said recess, which seat ring has a comparatively flat portion with at least twice as large a radial as in axial direction and with flat, parallel side surfaces (19, 20) and with an inner, rounded edge forming a seat surface (21) in the valve, characterized in that from said flat portion extends annular, resilient sealing means (10, 11) outwards and to the sides to be pressed with their outer portions against the main part of the valve housing and against the cover plate outside the outer edge of the flat portion in the recess between the two parts of the valve housing.

2. A valve seat according to claim 1, characterized in that the annular, resilient sealing means consist of separate spring washers.

Valve seat according to claim 2, characterized in that the annular resilient sealing means between them form an annular groove (18) and that they are arranged to abut against the parallel side surfaces (19, 20) of the seat ring when the seat ring moves in said track.

Valve seat according to claim 3, characterized in that said spring washers are arranged to be pressed out of the seat ring when it is mounted, and that a pair of inner legs (17a, 17b) on the spring washers are arranged to be resiliently pressed against the parallel side surfaces of the seat ring.

Valve seat according to any one of claims 1 - 4, characterized in that the spring brackets outside the outer edge of the seat ring are pressed against each other by a pair of facing outer legs (16a, 16b) and against the main body of the valve housing and against the cover ridge via gaskets (13, 14).

Valve seat according to one of Claims 1 to 5, characterized in that. e-w. ~ f »... 7909460-3 of the fact that the outer legs of the spring washers (loa, l6b} have a greater axial extent than the inner legs (l7a, 17b). _. .., ...._