SE455723B - Anordning vid regler- eller avstengningsventiler - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 455 723 I de fall sätesringen består av ett plastiskt, jämförelsevis mjukt material, såsom exempelvis PTFE eller liknande, är det vidare vanligt att man i urtaget bakom sätesringen mellan ventilhusets huvuddel och nämnda täckbricka anordnar en fjäderbricka av syrafast kvalitetsstål.

Kända fjäderbrickor kan emellertid inte användas som kombinerat tät- nings- och fjädríngsorgan i de fall man använder en hårdtätning inne- fattande en sätesríng av en hårdlegering, såsom Stellit eller motsva- rande eller av keramiskt material. I dessa fall är det känt att bakom sätesringen, istället för nämnda grafitelement, anordna en bricka av PTFE som pressas ut och tätar mot spårets väggar. Bakom PTFE-brickan har man vidare anordnat en stålring som anligger mot ett antal spiral- fjädrar anordnade i urborrningar i täckbrickan. Både stålbrickan och spiralfjädrarna är framställda av rostfritt stål. I detta fall möter man emellertid det problemet att spiralfjädrar måste ha en hög fjäder- konstant för att kunna fungera tillfredsställande. Vid uppvärmning till 300 â 400°C förlorar spiralfjädrar i alltför hög grad sin fjäd- ringsförmåga för att kunna fungera tillfredsställande. Detta innebär en mycket allvarlig begränsning för denna konstruktions användbarhet, eftersom ventiler av det aktuella slaget ofta skall användas för medier vid ifrågavarande temperaturer.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda en lösning på ovan nämnda problem. Enligt uppfinningen kan detta åstadkommas genom att man använder en kombinerad första fjäder- och tätningsring anordnad i nämnda spår bakom sätesringen, vilken fjäder- och tätningsring upp- visar dels en inre första skänkel som sträcker sig huvudsakligen parallellt med ventilens genomlopp mot sätesringen och avslutas med en smal första kant som tätande anligger mot en första tätningsyta på sätesringen anordnad på dennas baksida, dels en yttre andra skänkel som sträcker sig huvudsakligen parallellt med den första skänkeln men istället bort från sätesringen mot urtagets botten och avslutas med en smal andra kant som tätande anligger mot en första tätningsyta i urtaget anordnat i dettas botten. Denna första fjäder- och tätnings- ring har i tvärsektion företrädesvis den huvudsakliga formen av ett :KB 10 15 20 25 30 35 455 723 liggande Z eller S, varvid ett liv, som är huvudsakligen parallellt med ringens plan eller lutar en vinkel upp till 30° mot ringens plan i obelastat tillstånd, samtidigt som det bildar en vinkel > 90° mot skänklarna, förenar de båda skänklarna. Företrädesvis bör förstnämnda lutningsvinkel uppgå till mellan 10 och 20° i ringens obelastade tillstånd.

Lämpligen är därjämte en andra fjäder- och tätningsring, som är av väsentligen samma typ som den första men mindre i tvärsektion, lämpligen anordnad i ett runtomgående urtag i sätesringens främre, från avstängningsanordningen vända del, varvid en inre, första skänkel på denna andra ring sträcker sig huvudsakligen parallellt och i samma riktning som den första inre skänkeln på den första ringen, och avslu- tas med en smal kant som anligger mot en runtomgående andra tätnings- yta i urtaget i ventilhuset, medan en andra yttre skänkel sträcker sig huvudsakligen parallellt med och i samma riktning som den andra yttre skänkeln på den första ringen mot en tätníngsyta i nämnda urtag i sätesringen.

De kombinerade tätnings- och fjädringsringarna är normalt tillverkade av metall, lämpligen syrafast fjäderstål. De kan tillverkas genom svarvning, men i princip kan deras form även framställas genom press- ning. De tätande, smala kanterna prepareras genom att slipas in mot tillhörande tätningsytor på sätesringen respektive på ventilhuset och/eller på den till ventilhuset hörande täckbrickan. Det är i princip även tänkbart att tillverka de för uppfinningen kännetecknande ringarna helt eller delvis av icke-metalliska material, exempelvis fiberarmerade kompositmaterial.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt fördelar med uppfinningen kommer att framgå av patentkraven och av följande beskrivning av en föredragen utföringsform. Enligt utföringsformen är anordningen enligt uppfinningen applicerad till en kalottventil, dvs en speciell typ av kulsektorventil. Det inses att uppfinningens principer emellertid kan appliceras även vid andra ventiler av det slag som anges i ingressen. 10 15 20 25 30 35 455 723 KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsform kommer att 1 hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. l utgör ett axiellt snitt genom en kalottventil med en ventil- sätesfjädring och -tätning enligt uppfinningen, och Fig. 2 visar det i Fig. 1 inringade området i större skala.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Med hänvisning till Fig. 1 betecknas en kalottventil allmänt med siffran 1. Denna innefattar ett delbart ventilhus 2 med en täckbricka 3, som är fastskruvad i ventilhuset 2 och som därför i denna text betraktas som en integrerad del av ventilhuset 2. Ett avstängnings- organ består på känt sätt av en sfärisk kalott 4. Denna är vridbar i ventilhuset 2 runt en vridningsaxel 5 med hjälp av en i ventilhuset lagrad spindel 6. Genomloppets inloppsöppning 7 definieras av täck- brickan 3. Utloppsöppningen har betecknats 8, och genomloppets centrumlinje har betecknats 9.

I ett urtag 11 mellan ventilhuset 2 och täckbrickan 3 finns en ventilsätesring 10. Denna är homogen och kan bestå av metall, av en hårdlegering, såsom exempelvis Stellit, av en jämförelsevis hård polymer, såsom exempelvis PTFE, eller polyuretan, av ett keramiskt material, av flera sammansatta material eller av annat lämpligt material eller materialkombination. Då kalotten 4 vrids i ventilhuset 2 glider kalottens sfäriska tätningsyta 12 mot en motsvarande tät- ningsyta 13 i form av ett konkavt sfärískt segment på sätesringen 10.

Sätesringen 10 avslutas med en bakre ringformad yta 14, vars inre del 15 utgör nämnda första tätníngsyta på sätesringen. (Uttrycket "bakre" används då man betraktar anordningen i riktning från vridningsaxeln 5.) Ytorna 14, 15 ligger i ett plan som är vinkelrätt mot genomloppets centrumlinje 9. Bottnen av urtaget 11 utgörs av en mot sätesringens 10 bakre yta 14 vänd och med denna parallell ringformad yta 16 på täck- än: 10 15 20 25 30 35 455 723 brickan 3. Den yttre delen 17 på denna yta 16 bildar nämnda tätnings- yta i urtagets botten. Mellan ytorna 14 och 16 bildas ett slutet ring- format första utrymme 18 som i radiell riktning utåt begränsas av ventilhuset 2 och inåt av en mot ventilsätet 10 riktad fläns 19 på täckbrickan 3. Den främre kanten på flänsen 19 sträcker sig in i ett första urtag 20 på sätesringen 10 anordnat i det hörn på sätesringen 10 som är vänt mot ventilens genomlopp men vänt från sätesringens sfäriska tätningsyta 13. Flänsen 19 är dock inte bragt till tätande anliggning mot sätesringen 10. I hörnet 21 mellan flänsen 19 och ytan 16 finns av tillverkningstekniska skäl en viss radie.

I det hörn på sätesringen 10 som är diagonalt motstående det första urtaget 20 på sätesringen 10 (då man betraktar en tvärsektion av sätesringen) finns ett andra urtag 22. Detta begränsas av en ring- formad yta 23 som är parallell med de ringformade ytorna 14 och 16 och av en ringformad, cylindrisk yta 24 på sätesringens 10 utsida. I den yttre delen av nämnda ringformade yta 23 finns nämnda andra tätnings- yta 25 på ventilsätet 10. Urtaget 11 i ventilhuset 2 avslutas uppåt av en ringformad yta 26, som är parallell med ytorna 14, 16 och 23 och vänd mot nämnda yta 23. Tillsammans bildar ytorna 23, 24, 26 och urtagets 11 cylindriska vägg ett ringformat andra slutet utrymme 27.

Hörnen 28 och 29 i detta andra utrymme 27 uppvisar i likhet med hörnet 21 i det första utrymmet 18 en radie.

I det första ringformade utrymmet 18 finns en kombinerad första fjäder- och tätníngsring 30. Denna har i tvärsektion den huvudsakliga formen av ett liggande Z eller S (beroende på vilken sida av ringen man tar snittet). I tvärsektion består ringen 30 alltså av en första skänkel 31, en andra skänkel 32 och däremellan ett liv 33. Livet 33 lutar ca 15° mot ringens plan, då ringen är obelastad. Då ringen är belastad och placerad i utrymmet 18, intar livet 33 en väsentligt mindre lutningsvinkel mot sitt plan, företrädesvis ca lO°. Livet 33 har en längd som är endast något mindre än bredden på de ringformade ytorna 14 och 16. Skänklarnas 31 och 32 längd är väsentligt mindre än längden på livet 33 och uppgår vardera till företrädesvis max halva 10 15 20 25 30 35 455 723 och lämpligen max 1/3 av livets 33 längd.

De smala kanterna 34 och 35 på skänklarna 31 respektive 32 anligger mot nämnda första tätningsyta 15 på sätesringen 10, respektive mot nämnda tätningsyta 17 i urtagets ll botten 16. Genom att vända ringen 30 så att den första, inre skänkeln 3l vänds uppåt mot sätesringen 10 undviks kontakt med radien i hörnet 21. Kanterna 34, 35 anligger sålunda tätande mot tätningsytorna 15 respektive 17. I det andra ring- formade, slutna utrymmet 27 är anordnad en andra fjäder och tätninga- ring 40. Denna har samma allmänna form som den första ringen 30 men är mindre än denna i tvärsektion. I analogi med ringen 30 har delarna betecknats sålunda, nämligen en första inre skänkel 41, en andra yttre skänkel 42, ett liv 43 och kantytor 44 och 45 på skänklarna 41 respek- tive 42. Dessa kantytor 44 och 45 anligger tätande mot en ringformad tätningsyta 36 i inre delen av den ringformade ytan 26 i urtaget ll, respektive mot den andra tätningsytan 25 på sätesringen 10. De rela- tiva dimensionsförhållandena mellan å ena sidan skänklarna 4l och 42 och å andra sidan livet 43 är väsentligen desamma som för den första ringen 30. Genom att arrangera ringen 40 med den första inre skänkeln 41 vänd uppåt, dvs från sätesringen 10 och med den andra yttre skänkeln 42 vänd nedåt mot yttre delen på den ringformade ytan 23 på sätesringen 10 kan man undvika kontakt med radierna i hörnen 28, 29, varigenom även i detta fall utrymmets 27 hela bredd kan utnyttjas.

Före monteringen slipas ringarnas kantytor 34, 35 respektive 44 och 45 in mot respektive tätningsytor 15, 17 respektive 36, 26 genom att ringarna manuellt vrids fram och tillbaka mot sina respektive tät- ningsytor, vilka dessförinnan försetts med slipmedel. Före slutmonte- ring avlägsnas slipmedlet. fL!

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 455 723 PATENTKRAV

1. Anordning vid regler- eller avstängningsventiler med ett vridbart avstängningsorgan (4) med formen av en sfär eller av ett segment eller en sektor av en sfär, ett ventilhus (2) med ett ventilsäte i form av en sätesring (10), som är lagrad i ett urtag (11) i ventilhuset eller mellan ventilhuset och en med ventilhuset integrerad täckbricka (3) eller motsvarande, samt bakom sätesringen, sett i riktning från avstängningsorganets vridningsaxel (5), ett integrerat fjädrings- och tätningsorgan (30) för att pressa sätesringen mot avstängningsorganets tätningyta (12) och för att förhindra läckage intill sätesringen, innefattande en första kombinerad fjäder- och tätningsring (30) anordnad i nämnda urtag (ll) bakom sätesringen (10), vilken fjäder- och tätningsring (30) uppvisar dels en inre första skänkel (31) som sträcker sig huvudsakligen parallellt med ventilens genomlopp mot sätesringen och avslutas med en smal första kant (34) Som tätande anligger mot en första tätningsyta (15) på sätesringen eller på ett element mellan ringen (30) och sätesringen på dennas baksida, k ä n n e t e c k n a d av att den kombinerade första fjäder- och tätningsringen (30) även innefattar en yttre andra skänkel (32) som sträcker sig huvudsakligen parallellt med den första skänkeln men i stället bort från sätesringen mot urtagets botten och avslutas med en smal andra kant (35) som tätande anlígger mot en tätningsyta (17) i urtagets botten (16), varjämte fjäder- och tätningsringen (30) uppvisar ett liv (33) som förenar de båda skänklarna (31, 32).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fjäder- och tätníngsríngen (30) i tvärsektion har den huvudsakliga formen av ett liggande Z eller S.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att livet (33) är huvudsakligen horisontellt eller lutar en vinkel upp till 30° mot ringens plan, varvid i det senare fallet vinkeln mellan skänklarna och livet är > 9Ou_ 455 723 10 15 20 25 30 35

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda vinkel mellan livet och ringens plan uppgår till mellan 10° och 20°. _

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att de med kanterna (34, 35) på ringen (30) samverkande tätningsytorna är anordnade på sätesringen (10) respektive på en täckplatta (3) eller motsvarande som bildar urtagets (ll) botten.

6. Anordning enligt något av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a d av att en andra fjäder- och tätningsring (40) som är av väsentligen samma typ som den första ringen (30) men mindre i tvärsektion är anordnad i ett runtomgående urtag (27) i sätesringens främre, från avstängnings- anordningen stängda del, varvid en inre, första skänkel (41) på denna andra ring (40) sträcker sig huvudsakligen parallellt med den första skänkeln på den första ringen och avslutas med en smal kant (44) som anliggermot en runtomgående andra tätningsyta (36) i urtaget i ventil- huset, medan en andra, yttre skänkel (42) sträcker sig väsentligen parallellt med den andra yttre skänkeln på den första ringen (30) och avslutas med en smal kant (45) som tätande anlígger mot en tätningsyta (26) i yttre delen av nämnda andra ringformiga utrymme (27).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att de med kanterna (44, 45) på nämnda andra ring (40) samverkande tätningsytorna (36 resp. 26) är anordnade på ventilhuset i inre delen av urtaget (11) respektive på sätesringen (10) i yttre delen av ett yttre urtag i sätesringen (10).