SE439674B - Medelst en styrventil reglerad avlastningsventil - Google Patents

Description

8102766-6 _2_ ett sätt som effektivt undanröjer möjligheten för sådan dynamiska krafter, som eljest skulle kunna lyfta ut O-ringen från dess tátande läge under ventilens funktion.

Vissa tidigare avlastningsventiler äro kända bland annat genom de amerikanska patentskrifterna 5.595.265, 5.664.562, 5.512.560 och š.5C8.70¿, Emellertid ha dessa ventilkonstruktioner icke fungerat tillfredsställande i fråga om yttätningen mellan kolven och ventilsätet på grund av att mate- rial avlägsnats från materialet i tätningen på grund av turbulensströmning av det genom ventilen passerande mediet under ventlícns funktion. Denna skadegörelse har lett till oavsiktlig genomströmning och ventilläckage.

För att man skall förlänga den servicefria tiden för ventiler av detta slag, särskilt om de användas i anslutning till medier under högt tryck, är det därför önskvärt att man har tillgång till en ventilkropp, som icke utsättes för avnötning av det strömmande mediet.

Den allmänna uppfinningstanken: Man känner redan styrda tryckavíastningsventíler, som använder tvâ av varandra oberoende tryckfuntionssteg. Vid en fördelaktig form av dessa ventiler, utförd enligt föreliggande uppfin1ing, förekommer en styrventil, som styr en avsevärt mycket större huvudventil genom öppnan- de av utlopp från huvudventilens arbetsrum. Tillslutningsorganen i hu- vudventilen befinner sig i tryckbalans med den tank eller behållare, till vilken den är ansluten. Då arbetsrummet tömmes, så att det däri befint- liga mediet strömmar ut i atmosfären, nyttjar man trycket i behållaren för att öppna huvudventilen, och härigenom sker den önskvärda tryckavlastning- en. En ytterligare impuls till styrventílen åstadkommes genom en av ven- turiförhållande uppkommande bakström, vilken innebär en indikation av det verkliga behållaretrycket, och vilken möjliggör att styrventilen och huvud- ventilen återvänder till sina vilolägen, så snart behållaretrycket blivit det riktiga, något som sålunda äger rum oberoende av strömningen genom hu- vudventilen. Man kan även för detta ändamål använda en anordning för av- ständsmanövrering från ett avkänningsorgan.

Uppfinningen avser sålunda en medelst en styrventil reglerad avlastningsventil, vilken inom sitt ventilhölje innehåller en kolv- artat fram och åter rörlig del, som är anordnad att avgränsa tryck- mediefyllda rum på vardera sidan om sig. Ytan på det bryckfränvän~ da rummet är större än ytan på det mot trycket Vanda rummet, och det sistnämnda rummet begränsas av ett ringformigt organ. Det förstnämnda rummet är anslutet till styrventilen, vilken fungerar så, att vid uppkommande övertryck det nämnda rummet tömmes pi satt 8102766-6 Lind-Br tryck ståenlf-æ mefliei.nn;-h-°xll, så. att :en |:<_>l~.-..1..,_;i, fwm om; 51 Lef- :fï-L-Liggyi delen i'1S;r.*sk_jul.«.-:~: bort från det -*í.\;¿1'«-'~ i_~y:1 «>-q_;un-t., vt-i. öppnar en kanal För avledning av tryçket. I det fín¿formi¿a orgin-L av ett spår anordnat för upptagande av en titningsríng, ßnliçt uppfinningen är spåret så format, att det innenfür och/eller utanför tátningsringen företer avlednin¿srum, den på insi- dan och/eller utsidan av spåret äro ett antal kanal r inocunane utan förbindelse med den i spåret inlagda tåtniu¿:rin¿~». t«.nn kunaler förbinda de i botten av spåret anordnade avlvdnin¿wrtnme@ med en tryckavlastningskanal.

Ett särdrag för den här ifrågavarande, i tva steg verkande avlast- ningsventilen utgöres av förekomsten av ett särskilt ackumuleringsrum, vil- ket tjänar till bestämmande av graden för förändringen av mediestrommen till huvudventilen mellan det första och det andra steget, En sådan an- ordning är i och för sig redan föremål föl donamerikanska patentsns kring- en 945.372, vilken dock icke var publicerad vid tiden för ingivande av den prioritetsgrunáande patentansökningen. Genom den nämnda anordningen vinner man en tillförlitligare funktion av avlastningsventilen.

Nedan kommer ävenledes en tätning för huvulventilen att beskrivas, vid vilken man använder utloppsöppningar på givna stallen nära det spår, i vilket tätningsringen är anbragt, varigenom man åstadkommer effektiv av- lastning av eljest förekommande fryukskillnader och ett motstånd mot aero- dynamiska krafter, som skulle kunna verka på tdtningen under ventilen: funk- tion. Detta möjliggör användning av traditionella Lötnjngsringar, vilka lätt kan ersättas, och härigenom minskas avsevärt kostnaderna ooh arbetet vid service på ventilerna. Möjligheten för felfunktion av huvudventilen minskas samtidigt väsentligt.

Kort beskrivning av ritningarna: Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas i anslutning till ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel på uppfinningen, men det är underförstått, att uppfinningen icke skall vara inskränkt till detta särskilda utföringsexempel, utan att allehanda olika modifikationer kan förekomma inom uppfinningens ram.

På ritningarna visar: Fig 1 en bild i parallellperspektiv av en medelst en styrvcntil styrd avlastningsventil i en fördelaktig utföringsform, varvid den i tvn steg verkande styrventilen är anordnad tätt intill huvudventilen, Fig 2 en sektion genom huvudventilen enligt det av föreliggande 81027<š6-6 uppfinning omfattade utföringsexemplet i ventilens öppna stillninr, in- klusive tätningen och anslutning till st rventilen, Fig 5 en bild efter sektionslinjcn 5 - 5 i fig ?, och Pig 4 en förstorad tvärsektion genom tätningen , avsedd att närka- re visa hur tätningsringen kvarhålles i sitt rätta lige.

Beskrivning av den valda utföringsformen: Här skall först hänvisas till fig 1 och 2. Den i dessa ritninge- figurer visade tryckavlastningsventilen 20 innehåller en styrventil 5 med ett första steg 10 och ett andra steg 41, båda inneslutna i höljet 14.

Vid en fördelaktig utföringsform är styrventilen monterad tätt intill övre änden på huvudventilen 7 i kommunikation med densamma genom en öpgning 61 i ventilhuset för huvudventilen respektive 11 i ventilhuset för styrventilen.

Ett rör 9 förbinder de båda nämnda öppningarna med va andra. Dessutom fin- nes emellertid även en yttre ledningsförbindelse i form av tryckröret 6, vilket kommunicerar med ett tryckavtappningsställe 63 i nedre delen av ven- tilhuset till huvudventilen 7 omedelbart ovanför dess inloppsfläns 66 och inloppsöppning 65. Avtappningsstället 65 leder till en kanal 64, i vilken mediet uppträder med sitt totala tryck, motsvarande behållaretrycket un- der pågående medieströmning, För detta ändamål är ventilkostruktinnen medelst flänsen 66 ansluten till den behållare eller den ledning, i vilka trycket skall hållas under kontroll. Funktionen av tryßkazlastningsvnn- tilen är därför i detta skede att överföra medietrycket från den nämnda behållaren respektive ledningen till styrventi1en_ Under förutsättning. att trycket i behållaren ar lägre dn dat var- de på trycket, för vilket avlastningsventilen 20 skall reagera, föreligg- ger därför ett statiskt tryck, som från behållaren, ledningen eller lik- nande överföres genom kanalen 54 med dess öppning 65 samt genom ledningar- na 6 (bh 12 till styrventilens första steg 10 och andra steg 41v Man kan sålunda säga, att behållaretrycket avkännes över denna ledningsväg. Styr- ventilens första såväl som andra steg påverkas på detta sätt av behållare- trycket, vilket i strrventilen verkar mot en förspänd fjäder, vid vars kom- pression styrventilen träder i verksamhet. Sedan styrventilens första steg 10 och andra steg 41 på detta sätt vid förekommande övertryck trätt i funktion, föres det totala trycket till kanalen 64.

Härefter skall anordningen för kvarhfillande av tätningsringen i hu- vudventilen 7 närmare beskrivas.

När de två stegen 10 och 41 i styrventilen påverkats så, att de överföra trycket genom ledningen 9 och anslutningen 61 till arbetsrummet 81132766- 6 68 i huvudventilen, föreligger därför följande trynkförnällande: Für- bindelseledninßen 64 övexför trycket i behållaren gvfivm WHHSLNURUL 11 ïlï underFi¿dn av kolven 69 i huvudventilen, mon eftersom denna vid det valde tillfället antages vara stängd, påverkar detta tryck den nämnda undersidan ._ . w U. _. , ~ ~ vi - ' 0; 7' “_ ^' - "- eo endast over den begransade ytan av oppningrn (U. nimtidiut overforas dock samma medietryck medelst styrventilen till arbetsrummet 68, där det verkar på hela överytan av kolven 69. Det över respektive ytor integre- rade trycket leder då till att kolven hälles hårt pressad i sitt nvire inge i kontakt med tätningsrnngen 107. Kolven befinner sig sålunda vid detta tillfälle icke i det öppna läge, som visas i fig 2.

Om nu trycket skulle stiga så, att styrventilen träder i funktion, så leder detta till att styrventilen öppnar väg för Lryckmediei i densamma till atmosfären över vägen 61 och 11. Som följd härav minskar trycket i huvudventilens arbetsrum 68, och kolven 69 förskjutes snabbt till det i fig 2 visade öppna läget, varvid en medieavströmning under tryckavlast- ning äger rum genom kanalerna 64 och 71 samt genom spalten under kolvens 69 undre yta i radiell riktning utåt. Denna spalt 117 kommunicerar med tryckavlastningsöppningen 67 och på detta sätt med atmosfären.

Den turbulens, som uppkommer vid strömningsomkastningen, leder till stark virvelbildning i området kring tätningen 10§, se särskilt fíg 4, av vilken man ser, hurusom tätningsringen 105 åtminstone till sin stör- re del är innesluten i en i sektion triangulär, ringformad kanal 116, begränsad av de båda eggformade ringarna 100 och 101 ningen 101 än lös- tagbart anordnad i huvudventilen 7 genom gänganslutning eller på annat likvärdigt sätt, så att den kan tagas bort i och för service eller ut- byte av tätningsring eller insättande av annan Lätningsring av avvikande dimension, det sistnämnda för ändring av flödeskapaciteten i nuvudventi- len Y. Späret är assymmetriskt i tvärsektion, så att en kavitot 115 upp- kommer på insidan, vilken kavitet är större än den motsatta kaviteten 11n om utsidan av spåret. Detta har till ändamål att möjliggöra termisk ex- pansion av tätningsringen 103. Spårets dimension är emellertid så avpas- sad, att tätningsringen pressas utåt till kontakt med kolven 69, då venti- len befinner sig i sitt stängda läge. Under dessa omständightter kommer den ovan nämnda virvelbildningen att ha till följd att den mediummängd, företrädesvis i gauform, som är innes!utcn i knvitvtwn 116 inom d~L lrnngu- lära spåret, kommer att pressas ut och därvid tvinga LaLningsrin¿«n 105 ut nr detta spår förbi insatsdelarna 10u och 101. Genom anordnandct av ven- tilationsöppningar 109, företrädesvis på båda sidor om det triangnidra spä- ...v,._ ret respektive insatsdelarna 100 och 101, möjlíggönsemellertid, :tt det utströmmande mediet från kaviteterna 115 och 116 strönmar ut fritt utan kon» takt med tätningsringen. Härigenom undviker man t«ndensen med lösslíiande av partiklar från tätningsringen eller i värsta fall hela denna tdtninpa- rings utpresning från det normala läget i spåret. Denna unordninw möjlig- gör därför att man i en ventil av ovan beskrivet slag använder en helt Lon- ventíonell O-ring som tätningsring, men det är givetvis även möjligt att använda annan ring än en 0-ring, som i övrigt har liknande funktion. Har- till kommer, att tätningsringens yta icke längre befinner sig i omedelbar kontakt med det strömmande mediet, vilket kan ínnehalla fasta giftiklar, som skulle kunna verka nötande på tätningsríngen, dírest icke anordningen enligt uppfinningen vore vidtagen.

Vid försök har det visat sig, att en tätningsanordning av ovan te- skrivet slag är synnerligen effektiv, särskilt i ventiler med kolv 69 med en diameter av mer än 20 om respektive vid tryck över 700 kg/omg. Anord- ningen är tämligen enkel till sin konstruktion och tar hänsyn till flerta- let av krav pâ avlägsningsmöjlighet för komponenter, samtidigt som den leder till en pålitlig och varaktig tätning för avlastningsventiler för stor kapacitet. Allt detta sammanhänger med att tdtningsringfln 705 kunnat förskjutas till ett ställe, utanför det, där turhuiwns uppkommer i det strömmande mediet vid avlastning av Lryukeh J den b~niil»r« ei,»1 den ledning, till vilken ventilen är ansluten, samtidigtznm tütningenn funktion i övrigt förblir intakt.

Claims (8)

_'[.. P a t e n t k r a v

1. Föreliggande uppfinning avser en medelst en styrventíl (5) reglerad avlaetningsventil (7), vilken inom sitt ventilhölje innehåller en kolvartat fram och åter rörlig del (69), uom är en» ordnad att avgränsa tryckmediefyllda rum (68, 71) på vardera si- dan om sig. Ytan på det tryckfrånvända rummet (68) är större än ytan på det mot trycket vända rummet (11), och det sistnämnda rum- met begränsas av ett ringformigt organ (100, 101). Det fërstnämn- da rummet (68) är anslutet till ßtyrventilen (5), vilken fungerar nå, att vid dbpkommande övertryck det nämnda rummet (68) tömmas på sitt under tryck stående medieinnehåll, så att den kolvartat fram och åter rörlíta delen (69) förskjutes bort från det ringformiga organet (100, 101) och öppnar en kanal (67) för avledning av tryck- et. I det ringformiga orgnnet (100, 101) är ett npär anordnat för upptagande av en tätningaring (105). E^n 1 1 g t u p p f i n - n i n 5 e n är spåret sd format att det innnnfür uuh/eller utan- för tätningeringen (103) företer avledningsrum (115, 116), och på insidan och/eller utsidan av spåret äro ett antal kanaler (109) anordnade utan förbindelse med den i spåret inlagda tätnin¿srin¿en (103). Dessa kanaler (109) förbinda de i botten av spåret anordnade avledningsrummen (115, 116) med en tryckavlastníngskannl (67).

2. Vid en avlaatningsventil enligt pntvntkrnvvt 1 Jro du på insidan och/eller utsidan av det tätningsringen (10)) innehållande spåret anordnade kanalerna (109) så anordnade i förhållande till nämnda spår, att vid modialtrömning 1 och för tryckavlastning en tryckutjämning uppkommer mellan trycket 1 botten av spåret och trycket i överkanten av spåret.

3. Vid en avlastningsventil enligt patentkravet 1_el1er 2 utgöres tätningsringen av en 0-ring (105). CJ ...à (I) B3 '~_'.! "N C\ E CÄ

4. Vid en avlastningsventíl enligt något av föregående pa- tetnkrav är ventilen uppdelad i en huvudventil (7), innehållande den kolvartat fram och åter rörliga delen (69) jämte tätningsringen (105) med sitt spår, å ena sidan, och en styrventil (5) av mindre kapacitet, vilken 5 beroende av trycket på det kontrollerade mediet nentämmnr trynkot 1 rummet (68) på den tryckfrånvánda sidan av den nämnda, fram och åter rörliga delen (69), å andra sidan.

5. Vid en avlastningsventíl enligt något av förewående patent- krav år spåret för tätníngsringen (105) såväl som hïtningsríngen (105) så formade, att i ventilens slutna läge tätningsfíngen (105) :trick- er sig delvis utanför spårmynningen.

6. Vid en avlastningsventíl enligt patentkravet 5 är spåret för tätningsringen (103) av åtmènstone i huvudsak triangulär sektions- form med spetsen riktad mot den tryckavlastningsledning (117), i vil- ken tätningsringen (103) fungerar som tätning.

7. Vid en avlastningsventil enligt patentkravet 5 eller 6 in- nehåller spåret två i huvudsak ringformíga delar (100, 101) med kil- formig tvärnektion, så anordnade att de begränsar ytan av öppningen L spåret För tätníngsringen (103).

8. Vid en nvlastningsventil enligt något av föregående patent- krav är spåret för tätningsringen (105) vidgut vid nín bnttvn för bildandu av såsom avledníngsrum verkande, innanför och/eller utanför Lätningsríngen (105) anordnade, av tätningsringen (105) icke uppta¿- na ringformade kanaler (115, 116), och den ena eller båda dessa ka- naler (115, 116) stå i förbindelse med på insidan och/eller utsidan av spåret anordnade kanaler (109).