SE466770B - Ventil med fjaederinspaend saetesring - Google Patents

Description

466 770 10 15 20 25 30 35 att åstadkomma den goda tätningsförmågan med hjälp av endast ett fåtal, enkla komponenter.

Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att uppfinningen känne- tecknas av vad som anges i de efterföljande patentkraven.

Ytterligare syften och fördelar med samt kännetecken på uppfinningen kommer att belysas av följande beskrivning av ett par föredragna utföringsformer.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av ett par föredragna utföringsformer kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. l visar en kulventil enligt en första utföringsform av uppfinningen betraktad i riktning mot ventilens ena gavel, Fig. 2 utgör en längdsektion av ventilen utmed snittet II-II i Fig. l, Fig. 3 visar det inringade partiet i Fig. 2 i större skala, Fig. 4 utgör ett axiellt snitt genom en kalottventil enligt en andra utföringsform av uppfinningen, och Fig. 5 visar det inringade partiet i Fig. 4 i större skala.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Med hänvisning först till Fig. 1-3 betecknas en kulventils ventilhus allmänt med siffran 1. Ventilhuset består av en central del 2 och i vardera änden en gavel 3 resp 4. I stället för gavel används inom detta tekniska område även andra benämningar, såsom exempelvis ändför- bindning, och i stället för central del används även benämningarna huvud- eller centrumkroppssektion. Inuti den centrala delen 2 finns en ventilkropp, som har formen av en kula ll. Dennas yttre diameter är på lO 15 20 25 30 35 466 770 i och för sig känt sätt endast något mindre än den centrala delens 2 innerdiameter. Ett genomlopp för ett fluidum har betecknats 5, och genomloppets centrumlinje har betecknats 6. Den del av genomloppet 5 som sträcker sig genom kulan 11 i ventilens helt öppna läge har betecknats 7. Ventilhuset 1 är monterat till en enhet med hjälp av skruvar 9 och muttrar 10. Kulan 11 kan vridas mellan sitt helt stängda och sitt öppna läge med hjälp av ett handtag 14 omkring ett vridnings- centrum 13 via en axeltapp 15. För anslutning av rörledningar till gavlarna 3 och 4 finns inre gängor 8.

Kulan 11 är flytande lagrad i ventilhuset enligt en konventionell grundprincip. I vardera av den centrala delens båda ändar finns en sätesring 18 resp 19 av Stellit. Även andra hårda metalliska, kera- miska, polymera eller sammansatta material är tänkbara. Fig. 3 visar mer i detalj utformningen av sätesringen 18 (sätesringen 19 har identiskt likadan form) och angränsande delar av ventilhusets 1 centrala del 2 och gavel 3 (den andra gaveln 4 har identiskt likadan form). Kulan ll har på känt sätt två motstående, sfäriska tätningsytor 12, som i patentkraven har benämnts första sfärisk tätningsyta. Sätes- ringen 18 har en med kulans sfäriska tätningsytor 12 samverkande andra, konkavt sfärisk tätningsyta 20. Sätesringen 18 uppvisar en yttre, cylindrisk yta 21, som glidbart anligger mot den cylindriska insidan 22 på ventilhusets 1 centrala del 2. De båda cylindriska ytorna 21 och 22 har alltså med glidpassning samma diameter, så att ventilhusets 1 insida 22 verkar som styryta för sätesringen 18.

Sätesringens 18 tjocklek i axiell led ökar trappstegsformat från nämnda yttre, cylindriska yta 21 mot en inre, cylindrisk yta 34, så att det bildas tre ringformade ytor benämnda första ringformade parti 23 närmast den yttre cylindriska ytan 21, andra ringformade parti 25 närmast den inre cylindriska ytan 34 och däremellan en tredje ring- formad yta, som benämns ansättningsyta 24.

Mellan den yttre (andra) ringformade ytan 25 och gavelns 3 ändyta 28 finns en spalt 36, vars bredd (tjocklek) kan variera på grund av sätesringens 18 axiella förskjutning i ventilhusets 1 centrala del 2. 466 770 10 15 20 25 30 35 En ringformad fjäderbrícka har betecknats 17. Denna har en perifer del 29 och en inre del 30. Den senare delen 30 är svagt bockad relativt den perifera plana delen 29, såsom visas i Fíg. 3. En första pack- ningsring har betecknats 31 och en andra packningsring har betecknats 32. Den senare har samma inner- och ytterdiameter, dvs samma bredd som fjäderbrickan 17, medan den första packningsringen 31 har samma ytter- diameter som fjäderbrickan 17, men mindre innerdiameter än denna.

Fjäderbrickan 17 är med sin perifera del 29 inspänd mellan en ringfor- mad ändyta 27 i ett urtag 35 i ventilhusets centrala del 2 och ändytan 28 på gaveln 3, varvid packningsringarna 31 och 32 är anordnade på ömse sidor om fjäderbrickan 17 med den första, smalare packningsringen 31 vänd mot gaveln 3 och den bredare, andra packningsringen 32 vänd mot ventilhusets centrala del 2 och mot sätesringen 18, så att fjäder- brickans 17 inre del 30 kommer att anligga mot ansättningsytan 24 via den andra packningsringens 32 inre del, medan den första smalare packningsringen 31 kommer att ligga helt utanför ansättningsytan 24.

Vidare är fjäderbrickan 17 svagt kupad mot ansättningsytan 24, så att fjäderkraften mot ansättningsytan 24 förstärks.

Den i Fíg. 2 och 3 visade ventiltätningen fungerar på följande sätt.

Den hårda sätesringen 18 (och på analogt sätt även sätesringen 19) anpressas av den mellan ventilhusdelarna 2 och 3 fastspända fjäder- brickan 17 i axiell riktning med sätesringens 18 konkavt sfäríska yta 20 i ytkontakt utan glapp med kulans 11 konvext sfäriska tätningsyta 12. Den axiella styrningen åstadkommas genom samverkan mellan de cylindriska ytorna 21 och 22. God tätning åstadkommas såväl mellan de sfäriska ytorna 12 och 20 som mellan ventilhusets 1 delar 2, 3 och 4.

I Fíg. 4 visas en kalottventil. Denna innefattar ett ventilhus allmänt betecknat 40 bestående av en delbar huvuddel 41 och en täckbricka 42, som är fastskruvad i huvuddelen 41 och som därför i denna text betrak- tas som en integrerad del av ventilhuset 40. En ventilkropp består på känt sätt av en sfärisk kalott 43. Denna är vridbar i ventilhuset 40 runt ett rotationscentrum 44 med hjälp av en i ventilhuset lagrad (r lO 15 20 25 30 35 466 770 spindel 45. Genomloppets 46 inloppsöppning 47 definieras av täck- brickan 42. Genomloppets centrumlinje har betecknats 48. I ventilens öppna läge utgör det halvcirkelformade urtaget 49 i ventilkroppen 43 en del av genomloppet 46.

I ett första urtag 51 mellan ventilhusets huvuddel 41 och täckbrickan 42 finns en ventilsätesring 50. Denna är homogen och väsentligen oelastisk och kan bestå av metall, av en hårdlegering, företrädesvis Stellit, av en jämförelsevis hård och oelastisk polymer, såsom exempelvis PTFE eller PU, av ett keramiskt material, av två eller flera sammansatta material eller av annat lämpligt väsentligen oelastiskt material eller materialkombination. Då ventilkroppen - kalotten 43 - vrids i ventilhuset 40, glider kalottens sfäriska tätningsyta 52 mot en konkavt sfärisk tätningsyta 53 med samma diameter i form av ett konkavt sfäriskt segment på sätesringen 50.

Det nämnda första urtaget 51 bildas av en första cylindrisk styryta 55, en andra cylindrisk styryta 56 med något större diameter än den första styrytan 55 och däremellan en ringformad ändyta 57.

Täckbrickan 42 är anordnad i ett andra urtag 80 i ventilhusets huvuddel 41 och uppvisar i sin mot det första urtaget 51 vända del ett urtag 58 som begränsas av en inre, cylindrisk styryta 59, en ringformad, plan bottenyta 60, en konisk yta 61 och en yttre, plan, ringformad ändyta 62. En inre, plan, ringformad ändyta på täckbrickan 42 har betecknats 63.

Sätesringen 50 begränsas i radiell riktning av en första yttre cylindrisk yta 65 med samma diameter som den första cylindriska styrytan 55 i urtaget 51 och en andra yttre cylindrisk yta 66 med samma diameter som och samverkande med den andra styrytan 56 i urtaget 51. Mellan de cylindriska ytorna 65 och 66 finns en ringformad ändyta 67 med samma dimensioner som och motställd ändytan 57 i urtaget 51. En spalt mellan ändytorna 57 och 67 har betecknats 68. I radiell riktning inåt begränsas sätesringen 50 av en inre cylindrisk yta 69. 466 770 10 15 20 25 30 35 Vända mot täckbrickan 42 uppvisar sätesringen 50 tre ringformade ändytor, nämligen ytterst en första ändyta 70, innerst en andra ändyta 72 och däremellan en tredje ändyta, vilken bildar en ringformad ansättningsyta 73, som utgör toppyta på en ringformad utstående fläns 74. Flänsen 74 begränsas inåt av en cylindrísk flänsstyryta 75 som har samma diameter som och är anordnad att samverka med den inre styrytan 59 på täckbrickan 42. En spalt mellan nämnda inre ringformade ändyta 63 på täckbrickan 42 och nämnda andra ringformade ändyta 72 på sätesringen 50 har betecknats 79.

En plan, ringformad ändyta, som bildar övergång mellan urtagen 51 och 80 har betecknats 81. Mellan nämnda yttre ringformade ändyta 62 på täckbrickan 42 och nämnda ringformade ändyta 81 mellan urtagen 80 och 51 är en plan, ringformad fjäderbricka 82 fast inspänd med sin peri- fera del 83. Fjäderbrickans 82 inre del 84 anligger med sin ena plana sida mot ansättningsytan 73 på flänsen 74 på sätesringen 50.

Den med hänvisning till Fig. 4 och 5 beskrivna ventiltätningen fungerar på följande sätt. Sätesringen 50 anpressas i axiell riktning mot den sfäriska tätningsytan 52 på kalotten 43 med hjälp av fjäder- brickan 82, som med sin perifera del anpressas mot flänsen 74 på sätesringen 50. Sätesringen 50 styrs av tre cylindriska styrytor, nämligen den första cylindriska styrytan 55, den andra cylindriska styrytan 56 i urtaget 51 på ventilhusets huvuddel 41 och den inre styrytan 59 i urtaget 58 på täckbrickan 42, vilka styrytor samverkar med följande cylindriska ytor på sätesringen 50, nämligen de båda yttre cylindriska ytorna 65 och 66 resp flänsstyrytan 75. Härigenom garanteras rent axiella förskjutningar av sätesringen 50 utan byrålådseffekt. Samtidigt uppnår man även god tätning mellan de sfäriska tätningsytorna 52 och 53 samt mellan ändytorna 62 och 81 via fjäderbrickans 82 inre del 83. Sätesringens 50 axiella rörelser begränsas av de båda spalterna 68 och 79.

Claims (9)

lO 15 20 25 30 35 466 770 PATENTKRAV

1. l. Ventil med en kul- eller kalottformad ventilkropp (ll, 43) med en första, konvext sfärisk tätningsyta (12, 52), ett ventilhus (l, 40), i vilket ventilkroppen är vridbar omkring ett vridningscentrum (13, 41) mellan ett stängt läge och ett öppet läge, ett genomlopp (5, 46) för ett fluidum genom ventilhuset och genom (7, 49) ventilkroppen i venti- lens öppna läge, åtminstone en sätesring (18, 19, 50), uppvisande dels en andra konkavt sfärisk tätningsyta (20, 53) som är fjädrande anpressbar mot nämnda första tätningsyta på ventilkroppen, dels åtmin- stone en yttre, cylindrisk yta (21, 65, 66), som glidbart anligger mot en cylindrisk styryta (22, 55, 56) med saama diameter i ventilhuset, dels åtminstone en ändyta (24, 73) som är vänd mot genomloppets myn- ningar, en fjäderbricka (17, 82) som anligger mot nämnda åtminstone en ändyta på sätesringen, varvid fjäderbrickan uppvisar ett perifert parti (29, 83) och ett inre parti (30, 84), och nämnda åtminstone en ändyta på sätesringen innefattar en ringformad ansättningsyta (24, 73) på ett radiellt avstånd från och innanför nämnda perifera del av fjä- derbrickan, vilken ansättningsyta är förhöjd i axiell riktning mot genomloppets mynningar relativt ett första ringformat parti (23, 70) av nämnda åtminstone en ändyta, vilket nämnda första ringformade parti ligger närmre fjäderbríckans perfera del än ansättningsytan, och var- vid fjäderbrickan med sitt inre parti fjädrande anligger mot den upp- höjda ansättningsytan på sätesring, k ä n n e t e c k n a d av att ventilhuset innefattar en central del (2) eller huvuddel (41) och åt- minstone en gavel (3, 4) eller täckbricka (42), att gaveln eller täck- brickan kan anspännas mot den centrala delen eller huvuddelen medelst skruvar, och att fjäderbrickan (17, 82) är fast inspänd med sitt peri- fera parti mellan en ändyta (27, 81) på ventilhusets centrala del eller huvuddel och en ändyta (28, 62) på gaveln eller täckbrickan, varvid sätesringen kan röra sig relativt den fast inspända fjäder- brickan, som genom den fasta inspänningen kan utöva en förhållandevis stor fjäderkraft mot sätesringen då denna med sin upphöjda ansätt- ningsyta anpressas mot fjäderbrickans inre parti.

2. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ansättnings- ytan är anordnad mellan sätesringens första ringformade parti och ett 10 15 20 25 30 35 466 770. andra ringformat parti (25, 72), närmare ventilens genomlopp eller ventilkropp.

3. Ventil enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av en ringformad spalt (36, 79) mellan nämnda andra ringformade parti på sätesringen och en ringformad yta (28, 63) på gaveln eller täckbrickan, varvid tjockleken på nämnda spalt begränsar sätesringens förskjutning i genomloppets riktning mot gaveln eller täckbrickan.

4. Ventil enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra ringformade parti (25) är ännu mer förhöjt än nämnda ansättningsyta (24) i riktning mot gaveln eller täckbrickan.

5. Ventil enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att ansättnings- ytan (73) är förhöjd även relativt nämnda andra ringformade parti (72).

6. Ventil enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att en första packningsring (31) är anordnad på den sida av fjäderbrickan som är vänd mot gaveln eller täckbrickan, att en andra packningsring (32) är anordnad på fjäderbrickans andra sida, att de båda packningsringar- nas perifera delar är fast inspända tillsammans med fjäderbrickans perifera parti mellan ventilhusets centrala del eller huvuddel och gaveln eller täckbrickan.

7. Ventil enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den första packningsringen är smalare än den andra och att den inte sträcker isg fram till nämnda ansättningsyta (24), medan den andra, bredare pack- ningsringen (32) sträcker sig fram-till och anligger mot ansättnings- ytan innanför fjäderbrickans perifera del.

8. Ventil enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att sätesringen uppvisar en andra cylindrisk,.mot genomloppet vänd styryta (75) mellan den första, yttre styrytan (66) och nämnda inre yta (69), och att gaveln eller täckbrickan uppvisar en från genomloppet vänd, cylindrisk styryta (59) samverkande med nämnda andra styryta på sätesringen. f) 10 15 20 25 30 35

9. Ventil enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra styryta på sätesringen utgör en sida på den förhöjning (74), på vilken ansättningsytan (73) är anordnad.