SE439352B - Dubbel-toroidal tetningsring - Google Patents

Description

7808048-8 10 15 20 25 30 35 Vi det utrymme som den finns i åstadkommes 2 mekanismer för ventilkroppen i förhållande till dess säte, och dessa avser antingen ventilkroppens kinematik eller densammas säte.

Dessa lösningar är emellertid invecklade och föga tillförlitliga och medför en avsevärd ökning av ventilens pris.

Den föreliggande uppfinningen har till syfte att undertrycka dessa olägenheter. För detta ändamål föreslås att i stället för ett centreringssystem som hör samman med ventilkroppen och/eller densammas säte anordna en ring- formig packning, som medger att på samma gång erhålla en god tätning och en självcentrering av packning och en därmed följande god jämnhet hos det utövade tätningstrycket mot antingen ventilkroppens periferikant eller mot sätets koniska yta. I Uppfinningen har vidare till syfte att förbättra de två typer av tätning som erhålles med de kända ring- formiga packningarna, nämligen tätningen mellan packningen och bottnen i det utrymme som den finns i och tätningen mellan packningen och den del som den står i kontakt med. lfråga om tätningen mellan packningen och bottnen en självständig tätningsring- en tillförlitlig statisk tätning och detta sker medelst en struktur av känt slag och därför erhålles och säker tätning. " I motsats härtill åstadkommes vid tätningen mellan packningen och tätningsytan en dynamisk tätning och detta sker medelst en andra tätningsringstruktur kvarhållen av en reaktionsring belägen mitt emot tätnings- ytan,varvid den anordning som bildas av den andra ring- strukturen och reaktionsringen är rörlig i det nämnda utrymmet och elastiskt påverkas för att säkerställa mjuk- heten ifråga om den självcentrering som tillåtes.

De båda ringstrukturerna är förenade medelst en tät förbindelse som är formföränderlíg på sådant sätt att det säkerställas en oavbruten tätning mellan dessa "två strukturer samtidigt som de bibehållas mekaniskt oberoende av varandra.

Uppfinningen avser en tätningsring av ovan angivet 10 15 20 25 30 vsoaona-8 3 slag innefattande en första toroidal tätningsringstruktur an- ordnad i läget och samverkande därmed för att ge statisk tät- ning och en andra toroidal tätningsringstruktur för tätande kon- takt med tätningsytan, varvid de båda tätningsringstruktur- erna är i huvudsak koaxiella och förbundna av en membran, varpå tätningsringstrukturerna är monterade. Tätningsringen kännetecknas av att den andra tätningsringstrukiuren är radi- ellt rörlig relativt den första tätningsringstrukturen, att membranen har en elastiskt deformerbar struktur, som tillåter den andra tätningsringstrukturen att vara självcentrerande med avseende på tätningsytan, samt att en motring är flytande mon- terad mellan tätningsringstrukturerna stödjande den andra tätningsringstrukturen vid motsatt sida mot den där den an- sätts mot tätningsytan.

Utföringsformer av uppfinningen beskrivs i det föl- jande som icke begränsande exempel och under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Pig. 1 är en schematisk perspektivvy med avsnitt bort- brutna av en del av en tätningsring enligt uppfinningen.

Pig. 2 är en delsektionsvy av en tallriksventil där den dubbla packningen enligt uppfinningen bäres av ventilhuset.

Pig. 3 är en delsektionsvy av en tallriksvonti] där ”den dubbla packningen enligt uppfinningen bäres av tallriken.

Pig. H är en sektionsvy av en tallriksventil där den dubbla packningen är anbragt i huset enligt en annan ut- föringsform av uppfinningen.

Pig. 5 är en delsektionsvy i större skala av den i fig. H med C betecknade detaljen.

Den i fig. 1 visade dubbla packningen 1 omfattar i huvudsak två böjliga tätningsringstrukturer, nämligen en första tätningsringstruktur 2 som omfattar en skruv- linjefjäder 3, som åtminstone delvis är täckt av ett primärt hölje R med i huvudsak cirkulär sektion, vilket i sin tur är täckt av ett tätningshölje 5, varvid denna första tätninga- ringstruktur 2 är avsedd att säkerställa en statisk tätning, en andra tätningsringstruktur 6 med en diameter som allmänt är större än den första strukturens 2, och den omfattar på analogt sätt en skruvlinjeformig fjäder 7, som åtminstone delvis är täckt av ett primärt hölje 8 med i huvudsak cirkulär sektion och själv delvis täckt av ett tätningshölje 9. ïg» uxauillfi- h.-~- ff 10 15 20 sd 35 7808048-8 4 Tätningshöljena 8 och 9 på de två packningsuppbygg- 'naderna 2 och 6 utgöras av ett och samma stycke, som exempel- vis består av metall, och de omfattar mellan sig ett radiellt _ tätningsmembran 10, som medger att dels säkerställa konti- nuiteten ifråga om tätningen mellan de två packningsuppbygg- naderna 2 och 6 och dels spela rollen av det elastiska ele- ment som säkerställer mjukheten ifråga om självcentreríngen av packningsuppbyggnaden.8. V _ Närmare bestämt har den ringformiga delen (5, 9 och 10) en rotationssektion med den allmänna formen av ett C, där de två ändarna återgår till respektive primära höljen 4 och 8 och den nämnda delen (membranet 10) uppvisar en eller flera veck 11 i form av ett-V för att härigenom förverkliga en elastisk förbindelse mellan de två packningsuppbyggnader- na 2 och 6.

Den dubbla packningen 1 omfattar vidare en reak- tionsring 12, som är flytande och sträcker sig mellan de två' packningsuppbyggnaderna 2 och 6 och i huvudsak mot membranet 10 för att anligga mot sidan på det tätningshölje 9 för pack- I ningsuppbyggnaden som är beläget mot det inre av nämnda C.

Således kommer packningsuppbyggnaden 6 att förefinnas kvar- hållen vid den kant som ligger motsatt den där den kommer i kontakt med den tätningsdel som hör samman med reak- tionsringen 12, men den anordning som utgöres av uppbyggna- den 6 och reaktionsringen 12 kan emellertid förflytta sig som en enhet utan någon uppenbar formförändring för att själv- centrera sig på tätningsytan; _ Under hänvisning till fig. 2 visas den dubbla pack- ningen 1 vara anbragt i ett ringformigt hålrum 13 utbildat mellan sidoflanken 1% på huset till en tallriksventil och en *bygel 16 fastsatt på den nämnda flanken 1% medelst åtdrag- ningsbultar 17. Detta hålrum 13 mynnar i kroppens 15 inre kammare 18, som ligger innanför bygeln 16, och inuti detta hålrum kan tillstängningsorganet 19 förflytta sig. Detta tíllstängningsorgan 19 utgöres av en tallrik som kan svänga inuti kroppen 15 och utföra en axiell translationsrörclse vid slutet av stängníngsslaget. _Närmare bestämt uppvisar det ringformiga hålrummet 13 (Om 10 15 20 25 30 35 78080148- 5 en tvärsektion som är i huvudsak rektangulär och sträcker sig radiellt och har en bredd som är i huvudsak lika med pack- ningsuppbyggnadens 6 tätningshöljes 9 diameter. Detta hål- rums övre sidoyta 21 och bottnen 22 i detta hålrum är ut- bildade genom en urborrning med steg eller ansatser av by- geln 16 under det att den nedre sidoytan utbildas av den med 14 betecknade sidoflanken på ventilhuset 15.

I hålrummets 13 botten 22 har utbildats ett ring- formigt spår 23 med en i huvudsak rektangulär sektion ut- bildad genom en ansats på urborrningen i bygeln 16 och genom sidoflanken 14 på huset 15.

I detta ringspår 23 har anbragts packningsuppbygg- naden 2, som är avsedd att medföra den nämnda statiska tät- ningen och vars diameter är större än det nämnda spårets 23.

Det är att lägga märke till att monteringen av denna pack- ningsuppbyggnad 2 sker i samma ögonblick som bygeln 16 mon- teras och tätningstrycket erhålles genom åtdragníng av bygeln 16 mot ventilhuset 15.

På det ringformiga hålrummets (flanken 1U) nedre sidoyta har åstadkommits en cirkulär urtagning ZH med rektangu- lär sektion och i denna kan det V-formiga vecket 11 på tät- ningsmembranet 10 gå ned.

I den volym som förefinns mellan bottnen 22 för det ringformiga hålrummet 13, detsammas övre sida 21, packnings- uppbyggnaden 6 och membranet 10, har reaktionsringen 12 med rektangulär sektion anbragts flytande och den styres av den nämnda övre sidan 21 och av det nämnda membranet 10 vinkel- rätt mot den dubbla packningens 1 axellinje.

Packningsuppbyggnaden 6 för den dynamiska tätningen uppvisar en diameter (för ringen) som är något mindre än husets 15 inre diameter i nivå med hålrummet 13 och medel- diametern av den konformiga kanten på ventilen 19 på sådant sätt att paokningsuppbyggnaden 6 kommer att skjuta in något i husets 15 inre volym och att i stängningsläget (det läge som visas i fíg. 2) delen 6 kommer att förefinnas kompri- merad mellan reaktionsringen 12 och ventilens 19 konformíga kant 25. few rain fn' -r n av" fi: 'ï-:Äå “yitlh a v! 10 15 20 25 30 35 78080148-8 g ._ B Det är givet att i enlighet med denna anordning kommer ventilens 19 konformiga kant 25 och de båda packnings- uppbyggnaderna 2 och 6 icke att behöva vara noggrannt kon- centriska på grund av att det under stängningen frambringas ~ en självcentrering av packningsuppbyggnaden 6 omkring ventil- ens konformiga kant 25.

I själva verket kommer vid en dylik ventilanord- _ ning stängningen att erhållas genom en axiell förflyttning av ventilen 19'i riktning mot packningen 1 och parallellt med densamma på sådant sätt att den dynamiska packninge- uppbyggnaden 6 påverkas vid en del av den koniska kanten 25 på ventilen 19 som har den större diametern.

-Följaktligen åstadkommas, om i vila packningsupp- byggnaden 6 icke är korrekt centrerad mot ventilens 19 kant 25, en beröring mellan den nämnda kanten 25 och den nämnda packningsuppbyggnaden 6 vid påbörjandet i en zon på kanten 25 som uppvisar en diameter som är mindre än den nämnda uppbyggnadens 6 diameter. Följaktligen kommer denna att finna sig vara tryckpåverkad i sidled genom reaktionsringen 12 ända till dess att kontaktzonen på kanten 25 blir koaxiell med uppbyggnadens 6 inre zon. I detta ögonblick kommer uppbygg- - naden 6 att anligga över ventilens hela omkrets. Under den sista fasen av stängningen_av_ventilen 19 kommer kanten 25 att på grund av sin koniska form komprimera packningen, som befinnes vara kvarhållen i nivå med densammas diametralt mot- satta sida genom reaktionsringen 12. En kontinuitet ifråga om det tätningstryck som utövas på packningsuppbyggnaden 6 erhålles även om vid påbörjandet ventilens 19 kant 25 och de båda packningsuppbyggnaderna 2 och 6 icke är noga kon- centriska.

Yig. 3 visar en montering som är ínverterad ï För- * hållande till den i fig. 2 visade i den meningen att den dubbla packningen 1 uppbäres av ventilen 26 under det att den tätningsyta som hör samman med den dubbla packningen 1 utgöres av ett koniskt säte 27 som förverkligats inuti ventilhuset 28; Ventilen 26 omfattar sålunda i nivå med sin kant ett ringformigt hålrum 13' av en form som är noga identïsk En 10 15 29 30 35 7808048-8 7 med den i fig. 2 visade och som stänger in den dubbla pack- ningen 1 på redan angivet sätt.

Under hänvisning till fig. 4, som visar en ven- tilanordning 29 med två ventilrörelser, omfattar denna en kropp eller ett hus 30, i vilket ventilen 31 är anordnad.

Detta hus 30 kan omfatta en förlängningsdel 32 i form av ett skaft med en manöverlåda 33, i vilken förefinns en på- verkningsanordning styrd av en manöverratt och/eller en icke visad anordning.

Inuti skaftdelen 32 är en mittaxel 34 anordnad vridhar och förbunden dels med ventiltallriken 31 medelst en förbindelseanordning 35, som tillåter att ventilen 31 medtages under vridning men med möjlighet att tilldela den en translationsförflyttning, och dels en drivkrans belägen inuti lådan 33.

Omkring axeln 34 och inuti skaftet 32 är vrid- bart anordnad en ihålig koaxiell axel 37, som är förbunden med ventilen 31 medelst en excenteranordning 38, som medger en translationsdrivning av den nämnda ventilen 31, och dels med en drivkrans 39 inuti lådan 33.

Kransarna 36 och 39 är själva förbundna med ett lämpligt drivsystem H0 på sådant sätt att genom en syn- kron vridning av axlarna 3% och 37 kommer ventilen 31 att bringas att vrida sig under det att, om den ihåliga axeln 37 vrides under det att axeln 3U bibehålles stillastående, åstadkommes en translationsrörelse av ventilen 31.

I princip åstadkommes denna translationsrörelse endast då ventilen 31 är parallell med det plan som innehåll- er densammas säte.

Det är tydligt att för att tillåta de nämnda rör- elserna (translation och vridning) är ventilen eller tall- riken 31 likaledes anbragt vridbar i huset 30 vid den sida som ligger diametralt motsatt axeln 37 medelst en lageran- ordning 41 som medger två rörelser på en och samma gång.

A Den nu beskrivna ventilanordningen har av sin konstruktör kallats för "DIDROMIQUE". _ Under hänvisning till fíg. 5 omfattar ventílsätel H2 i en tallriksventil av en typ som liknar det som visats ivsoaoae-a 1Û 8 i fig. 2, vidare och samhörande med en bygel H3 en flytande tätningsdel HR, vars nedre sida 45 utgör den övre väggen i det hålrum 13 som tjänar som styrning för den dynamiska pack- ningsuppbyggnaden > 6 i den dubbla paekningen 1, under det _ att den bakre sidan 46 samverkar med en dubbel packning H7 kvarnållen av bygeln H3. Vidare omfattar sätet H2'í sin ned- re del en stamp H8, vars övre sida ntgör den nedre väggen i hålrummet 13. Denna anordning medger att större frihet av packningsuppbyggnaden 6 för den dynamiska tätningen, särskilt* under densammas rörelser vid ventiltallrikens självcentreríng. .. vw urval» (il

Claims (7)

10 15 20 25 30 78080118-*8 ¿v_\_t|'f:N“1'1

1. Dubbeltoroidal tätningsring för en reglerventil, som innefattar ett ventilhus med en genomgående fluidkanal, en relativt ventilhuset för reglering av flödet genom huset rörlig ventilkropp, en rotationsyta, som bildar en tätninga- yta, och ett läge, varvid tätningsytan befinner sig pa ventil- kroppen, så att tätningsytan är rörlig relativt ventilhuset, och läget befinner sig i ventilhuset, eller läget befinner sig i ventilkroppcn och tätningsytan i vcnlílhuswl, ud ar! veutilkroppen är rörlig relativt tätningsvlan, vilken 131- ningsring innefattar en första toroidal tätningsrinn- Z struktur (2) anordnad i läget och samverkande därmed för att ge statisk tätning och en andra toroidal tätningsringstruktur (6) för tätande kontakt med tätningsytan, varvid de båda tätningsringstrukturerna är i huvudsak koaxiella och för- bundna av en memhran (10), varpå tätningsringstrukturerna är monterade, k ä n n e t e c k n a d av att den andra tätningsringstrukturen (6) är radiellt rörlig relativt den första tätningsringstrukturen (2), att membranen (10) har en elastiskt deformerbar struktur, som tillåter den andra tätningsringstrukturen (6) att vara självcentrerande med avseende på tätningsytan, samt att en motring (12) är flytande monterad mellan tätningsringstrukturerna (2, 6) stödjande den andra tätningsringstrukturen (5) vid motsatt sida mot den där den ansätts mot tätningsytan.

2. Tätningsring enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att den första toroidala tätningsringstrwkturen (P) omfattar en elastiskt eftergivlig kärna (3) och ett primärt nölie (H), att den andra toroidala tätningsringstrukturen (E) omfattar en elastiskt eftergivlig kärna (7) och ett primärt höl- jc (8), och att membranen (10) är utförd J ett stycke med de toroidala ringstrukturerna.

3. Tätningsring enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n- n e t e c k n a d av att membranen (10) utgöres av ett ring- formigt stycke med i huvudsak C-formigt tvärsnitt, varvid ändarna gär runt de primära höljena (4, 8) i de toroidala ring~ strukturerna (2, 6), och C-ets stapel har ett veck (11) med V-form. 335012 QUALITY ' . 78080l48'8g C71 10' is 20 10 H.

Tätningsring enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att den är delvis eller helt metallisk.

5. Tätningsring enligt något av de föregående patent- i kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den är belägen i ett ringfqrmigt hâlrum (13), vars tvärsnitt har i huvudsak rek- tangulär form och sträcker sig radiellt och har en bredd som är i huvudsak lika med diametern av den andra ring- strukturens (6) primära hölje (9) diameter, varvid detta hålrum (13) står i förbindelse med ett ringformigt spår (23), i vilket den första tätningsringstrukturen (2) är an- ibragt, med den nedre sidan (14) på det ringformiga hålrummet (13) omfattande en cirkulär urtagning (24), där det V-formiga vecket (11) är anhringat. '

6. Tätningsring enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n_e t e c k n a d av att hålrummet begränsas av åtminstone två med varandra förbundna delar, vilka ingår i ventilhuset, när läget befinner sig i detta, och ingår i ventilkroppen, när läget befinner sig däri.

7. Tätningsring enligt något av de föregående patent- kraven¿ k ä n n e t e c k nia d av att tätningsytan (25, 27) är i huvudsak konisk, och att den andra toroidala tätning.- ringen (6) och tätningsytan (25, 27) kommer i kontakt efter' rörelse av ventilkroppen (19) längs tätningsytans (25, 27) 'axel. v) X9