SE445851B - Ventil att anvendas i notande miljo vid hog temperatur - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 8106093-1 2 Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa en förbättrad ventil att användas i hårt nötande miljö vid hög temperatur avsevärt över l20°C och med en acceptabel livslängd, vilken ventil har en kropp med ett inlopp, ett utlopp och en ventilkammare däremellan med ett ventilsäte i kammaren kring utloppet, ett i riktning mot och bort från ventilsätet rörligt skaft av metall och en på ventilskaftet monterad ventil- del, vilken nar till uppgift att vid vontilskaftets rörelse styra flödet genom ventilsätet.

Ett annat ändamàl är att anvisa en ventil med en slitstark ventildel som inte utsätts för dragspän- ningar till följd av de höga temperaturer som kan uppstå.

Ett ytterligare ändamål är att anvisa en ventil som kan arbeta under förhållanden med hög hastighet och hög temperatur och som inte utsätts för vibrationer eller skador till följd av olika utvidgning.

Dessa och andra ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att ventildelen har en hylsa av slitstarkt material kring ventilskaftet av metall och att det finns organ, vilka fixerar hylsan säkert på ventilskaftet och omfattar eftergivliga organ mellan ventilskaftet och hylsan för att centrera hylsan på ventilskaftet och isolera hylsan från dragspänningar till följd av differential- expansion när den utsätts för ökad temperatur.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna som visar föredragna utföringsformer. Fig l visar en längdsektion genom en ventil enligt uppfinningen. Fig 2 visar i större skala monteringen av en slitstark ventildel på ett ventilskaft. Pig 3 visar från änden monterings- fjädrar för att fixera en ventilhylsa på ett fästdon.

Fig 4 visar i större skala och i sektion ett modifierat utförande av den slitstarka ventildelen.

Den i fig 1 visade, generellt med l0 betecknade ven- tilen har en ventilkropp 12 med ett inlopp 14, som sträc- ker sig till en invändig ventilkammare 16, och ett ut- bl 10 15 20 25 30 35 8106095-1 3 lopp 18, vilket sträcker sig från ventilkammaren 16 via ett ventilsäte 20. En gavel 22 är monterad på kroppen 12 medelst bultar 24 och muttrar 26 och har en rörformig förlängning 28, vars öppna ände befinner sig i kammaren 16 på avstånd från ventilsätet 20.

Ett ventilskaft 30 sträcker sig genom gavelns 22 rör- formiga förlängning 28 och är anslutet till ett manöver- don 32, varvid ett packningsgland 34 utgör tätning mellan gaveln 22 och skaftet 30.

Som framgår av fig 2 är en ventildel 36 monterad pa änden av ventilskaftet 30 och är glidförskjutbar inuti den rörformiga förlängningen 28 för att samverka med ventilsätet 20 för styrning av flödet genom ventilen 10. Ventildelens 36 utsida glider inuti den rörformiga _förlängningen 28 uppstödd av slitstarka metallstyrningar 38, 40 och avstrykare 42, 44, vilka pressas mot ventil- delens 36 utsida med hjälp av en expander 46. Styrningen 38 är en rörformig och placerad i en försänknings- borrning 48 i den rörformiga förlängningen 28 i anligg- ning mot en ansats 50. Avstrykarna 42 och 44 är anbragta i försänkningsborrningen 48 med expandern 46 mellan sig, och styrningen 40 är inskruvad i försänkningsborr- ningen 48 för att fixera avstrykarna 42, 44 och styr- ningen 38 däri. Styrningen 40 är fixerad i sitt inställda läge medelst en ställskruv 52.

Ventildelen 36 är monterad på ventilskaftet 30 på det sätt som bäst framgår av fig 2. Ventilskaftet 34 har en spindel 54 som sträcker sig bortom en ansats 56, och en axiell fjäderbricka 58 är anbragt på spindeln 54 i an- liggning mot ansatsen 56. En rörformig insats 60 är an- bragt på spindeln 54 och anligger mot fjäderbrickan 58.

Insatsen 60 har en yttre cylindrisk yta 62 intill fjädern 58, en mellanliggande cylindrisk yta 64 med mindre dia- meter än ytan 62 och en tredje cylindrisk yta 66 med mindre diameter än ytan 64. En fjäder 68 är belägen kring insatsens 60 yta 64. En nötningsbeständig eller slit- stark hylsa 70 är anbragt kring insatsen 60 och fjädern 68 såsom visas. Materialet i hylsan 70 är lämpligen ett keramiskt material eller en hårdmetall, exempelvis vol- framkarbid, kiselkarbid eller titandiborid. Hylsan 70 har 10 15 20 25 30 35 8106093-1 4 en invändig upphöjning 72 som bildar ringformiga ansatser 74 och 76. Hylsan 70 är så placerad på insatsen 60 att ansatsen 74 anligger mot en ansats 78 på insatsen 60 mellan ytorna 64 och 66. En ytterligare insats 80 är skruvad på änden av spindeln 54 med sin ansats 82 i anliggníng mot hylsans 70 ansats 76. Insatsen 80 har en yta 84 med liten diameter, en mellanliggandf yta 86 med större diameter än ytan 84 och ansatsen 82 däremellan och en yttre yta 88 med större diameter än ytan 86. En fjäder 90, vilken lämpligen är likadan som fjädern 68, är anbragt kring insatsens 80 yta 86 och inuti hylsan 70. Det må påpekas att hylsans 70 inre yta 92 är belägen på avstånd från ytan 62 och att hylsans 70 inre yta 94 är belägen på avstånd från insatsens 80 yta 88. Hylsan 70 är vändbar, dvs att den kan demonteras från insatserna 60 och 80 och spindeln 54 och återmonteras med sin andra ände i anliggning mot fjädern 58.

Ventilsätet 20 är bildat av en insats 96, vilken är ringformig och är gjord av ett slitstarkt material, exempelvis hårdmetall, keramiskt material eller annat lämpligt material enligt ovan, samt har en utvändig fläns 98. En tätring 99 är placerad i en borrning 100 och kring insatsens 96 utsida såsom visas och avtätar insatsen 96 i borrningen 100 samt kvarhåller insatsen 96 i denna.

Insatsen 96 är också vändbar genom att den kan anbringas endera vägen i borrningen 100. Som framgår av fig 1 har utloppet 18 ett foder 102 av slitstarkt material, exem- pelvis volframkarbid, kiselkarbid eller annat lämpligt material enligt ovan.

Utsidan av den rörformiga förlängningen 28 kan ehuru det inte visas vara försedd med en hård yta av volfram- karbid, men i de flesta tillämpningar är den inte utsatt för så extrem nötning som området mellan hylsan 70 och insatsen 96 där en snabb förångning av vätskan sker.

Som framgår av fig 3 har de identiska fjädrarna 68, 90 (endast fjädern 68 är synlig) formen av en kluven ring 104 med fjäderns bredd i axiell riktning. Fjädern 68 har i den i fig 3 visade projektionen en sinusliknande *mm-__ 10 15 20 25 30 35 8106093-1 5 form relativt dess medelläge 106. Detta medelläge har vid en ventildimension av 25,4 mm en radie på 8,13 mm.

Våghöjden är 1,50i0,13 mm, medan krökningsradien hos vågtopparna 108 uppgår till 2,28 mm och krökningsradien på dalarna 110 uppgår till 3,30 mm. Gapet mellan fjäderns ändar uppgår till 8,90i0,76 mm. Fjäderns bredd är 19,00 mm.

Fjädern 68 är lämpligen gjord av ett korrosionsbeständigt material, exempelvis Inconel X 750 med 0,254 mm tjocklek.

Ett modifierat utförande av ventildelen 36' visas i fig 4. I detta utförande finns det inga insatsdelar för att kvarhålla hylsan 70' i läge på ventilskaftet 30'. Den yttre änden av ventilskaftet 30' har en yta 112 med re- ducerad diameter, varvid denna yta bildar en ansats 114 mot vilken en axiell fjäderbricka 115 anligger. Hylsan 70' anligger mot fjädern 115 när den är installerad mel- lan en skaftyta 116 och en yttre skaftyta 118 vilken har reducerad diameter och på vilken en fjäder 68' är an- bragt. Den yttre änden av ventilskaftet 30' och gängad vid 120 för att ta emot en gängad ände 122 på en tapp 124. Tappen 124 har en yta 126 med liten dia- meter, en mellanliggande yta 128 med större diameter och är borrad en yttre yta 130 med stor diameter. Hylsans 70' område 72' står i ingrepp med en ansats 132 på skaftet 30' och en ansats 134 på tappen 124. En fjäder 90' är anbragt på ytan 128. Ytan 130 är indragen ett kort stycke från hyl- sans 70' yta 94', och skaftets 30' yta 116 är också in- dragen från hylsans 70' yta 92'. Ytan 126 är belägen på ett ringa avstånd från hylsans 70' område 72'.

Av det ovanstående framgår att föreliggande uppfin- ning anvisar en förbättrad ventil att användas i ytterst nötande och varma miljöer eftersom ventil- delens slitstarka hylsa uppbärs av ventilskaftet på ett sätt som garanterar att den inte skakar eller vibrerar ens vid låg temperatur och även är isolerad från de inre stöd som expanderar eller utvidgar sig snabbare vid en temperaturökning eftersom sådana stöd har mycket större värmeutvidningskoefficient än den slitstarka hylsan. Den slitstarka hylsans ingrepp mellan ansatser på dess upp- 8106095-1 6 höjning och det inre centrerande stödet från de kluvna fjädrarna säkerställer att ventildelen inte utsätts för vibrationer eller dragspänningar till följd av den snab- bare utvidgningen av dess stöddelar genom temperaturök- ning.

Uttrycket "ventildel" är avsett att betyda den del av ventilen som samverkar med sätet för att reglera eller stänga av flödet genom ventilen.

Claims (10)

1. LD 10 15 20 25 30 8106093-1 PATENTKRAV l. Ventil att användas i nötande miljö vid hög temperatur, vilken ventil har en kropp (12) med ett inlopp (14), ett utlopp (18) och en ventilkammare (16) däremellan med ett ventilsäte (20) i kammaren kring utloppet, ett i riktning mot och bort från ventil- sätet (20) rörligt skaft (30; 30') av metall och en på ventilskaftet monterad ventildel (36; 36'), vilken har till uppgift att vid ventilskaftets (30; 30') rörelse styra flödet genom ventilsätet (20), k ä n n e - t e c k n a d av att ventildelen (36; 36') har en hylsa (70; 70') av slitstarkt material kring ventil- skaftet (30; 30') av metall och att det finns organ (60, 80, 68, 90), vilka fixerar hylsan (70; 70') säkert på ventilskaftet och omfattar eftergivliga organ (58, 90) mellan ventilskaftet och hylsan för att centrera hylsan (70; 70') på ventilskaftet (30; 30') och iso- lera hylsan från dragspänningar till följd av diffe- rentialexpansion när den utsätts för ökad temperatur.

2. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fixerings- och isoleringsorganen omfattar åt- minstone en fjäder (68, 90) mellan skaftet (30; 30') och hylsan (70; 70').

3. Ventil enligt krav 2, 90) är en kluven ring och har sin bredd i hylsans (70; 70') axialled.

4. Ventil enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att fjädern (68, 90) har sinusform i sektion tvärs k ä n n e t e c k n a d av att fjädern (68, dess cirkulära axel.

5. Ventil enligt krav l, av att hylsan (70) är rörformig och har en invändig k ä n n e t e c k n a d upphöjning (72) med ringformiga ansatser (74, 76) vid vardera änden och att monteringsorganen (60, 80) har organ för att klämma fast hylsan (70) på skaftet (30) genom ingrepp med ansatserna (74, 76) på upphöj- ningen (72). 10 15 20 25 30 8106093-1 8

6. Ventil enligt krav 5, av att fixeringsorganen omfattar en första insats (60) placerad inuti den ena änden av hylsan (70) och försedd med en ansats (78) i ingrepp med en av ansat- serna (74) på upphöjningen (72), en andra insats (80) k ä n n e t e c k n a d placerad inuti den andra änden av hylsan (70) och försedd med en ansats (82) i ingrepp med den andra ansatsen (76) på upphöjningen och att insatsernas (60, 80) utsida är belägen på avstånd från innerytorna på upphöjningen (72) och hylsan (70) på ömse sidor om upphöjningen (72), varvid det finns organ för fixe- ring av insatserna (60, 80) på skaftet (30) i ingrepp med upphöjningens (72) ansatser (74, 76).

7. Ventil enligt krav l och 6, k ä n n e t e c k - n a d av att isoleringsorganen omfattar två kluvna fjädrar (58, 90), vilka är placerade kring var sin insats (60, 80) för att centrera hylsan (70) på insat- serna.

8. Ventil enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att fixeringsorganen omfattar en ansats (114) på skaftet (30') och en tapp (124), som är inskruvad i den yttre änden av skaftet och har en ansats (134) riktad mot skaftet, varigenom upphöjningen (72') är fastklämd mellan de båda ansatserna (114, 134).

9. Ventil enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att materialet i hylsan (70, 70') är valt ur den grupp som omfattar volframkarbid, kiselkarbid och titandiborid.

10. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att materialet i hylsan (70, 70') är ett keramiskt material.