SE503815C2 - Luftningsventil - Google Patents

Description

503 815 2 För att ventilen skall vara så driftsäker som möjligt, är den normalt utformad så att ventilkäglan rör sig till stängt läge under inverkan av enbart tyngdkraften. Vid små luftningsventi- ler, exempelvis sådana som har en ytterdiameter i storleksord- ningen 13-50 mm, uppträder emellertid effekten att ventilkäg- lans vikt blir låg så att den av tyngdkraften framkallade stängningskraften blir för låg. Samtidigt kan ventilkäglans tätningselement, gummibrickan, inte göras mjuk eller vek vid en fribärande randdel för att kompensera för den ringa stängnings- kraften, ty då kan brickans ena yttre fribärande randdel snäppa förbi sin tätningsrygg redan vid relativt låga övertryck i rör- ledningen relativt den omgivande atmosfären. Av tröghetsskäl är det vidare inte lämpligt att utöka ventilkäglans vikt.

I praktiken har man därför föredragit att även montera en fjäder i ventilen, för att komplettera tyngdkraftens inverkan, för uppnàende av önskade tätnings-/stängningsförhållanden speciellt vid små ventiler. Även om fjädern säkerställer tätning, etablerar den en förhöjd erforderlig tryckskillnad för ventilöppnande.

Uppfinningen har till ändamål att anvisa en förbättrad tätning mellan sätesryggen och tätningsbrickan i ventiler av den nämnda arten. Ändamålet inkluderar även att undanröja behovet av en extra stängningsfjäder vid små ventiler¿ Ändamålet uppnås genom den luftningsventil som anges i det bilagda patentkravet l.

Utföringsformer av luftningsventilen ges i de bilagda osjälv- ständiga patentkraven.

Uppfinningen erbjuder speciella fördelar i anslutning till små luftningsventiler, tack vare att man nu kan avstå från använd- ningen av en fjäder för att uppnå den önskade tätningsfunktio- nen under bibehållande av en relativt ringa massa för ventil- käglan, men en övergripande fördel är att tätningen generellt förbättras. 503 815 Det bör dock stà klart att uppfinningen är väl användbar även för större ventiler.

Uppfinningen innebär i grunden att àtminstone den ena sätes- ryggen bildas av tvà radiellt åtskilda àsar mellan vilka det finns en ringformig urtagning eller dal, varvid àsarna är an- ordnade så att bàda àsarna väl tangerar tätningsbrickan i ventilkäglans stängda tillstànd.

En egenhet hos uppfinningen_är att om ett luftläckage av rela- tivt varm och fuktig gas uppträder i riktning frán det inre av rörledningen till ventilens omgivande relativt torra och kalla atmosfär, sa kommer kondensfukt att utfällas i ventilen, exem- pelvis i närheten av läckagestället, och kan kondensatet upp- samlas i dalen mellan sätesàsarna. I ventilkäglans stängda tillstànd bildas kapillärspalter i eller vid samverkansomrádet mellan sätet och brickan, varvid kondensat även pà kapillär väg kan spridas runt samverkansomràdet mellan sätet och brickan, varigenom kondensatet kan blockera ett gasflöde via en av exem- pelvis tillverkningstoleranser bildad läcka mellan sätet och den stängda brickan ut mot den omgivande atmosfären.

Genom att utforma den ena av sätesàsarna rund;, etableras tvà i tvärsnitt kilformiga zoner pà vardera sidan om beröringslinjen med tätningsbrickan, sa att en kapillärt etablerad vätskering med kilformigt tvärsnitt fär relativt stor tvärsnittsarea. I det fall att ventilens axelorientering avviker nagot fràn ver- tikalen, kommer ända kondensat att kunna ansamlas i den lägst- liggande delen av den ringformiga dalen mellan àsarna, varvid, då ventilen är stängd, kondensatet ända kommer att kunna sugas fram längs spalten mellan àsarna och brickan under inverkan av kapillärkrafter, för etablering av en tätande utfyllnad vid eventuella läckageställen. Tack vare den kilformiga vätske- ringens relativt stora tvärsnittsarea kan kondensat strömma med relativt stor hastighet till de övre delarna av tätningsomràdet, i det fall att ventilen inte är helt vertikalt orienterad. 503 815 4 Enligt en utföringsform av uppfinningen kan man i anslutning till tillverkningen av luftningsventilen fylla den ringformiga dalen mellan åsarna med en vätska som har låg avdunstning, exempelvis en silikonolja: och vidare kan man överdra tätnings- brickan (som vanligen består av EPDM-gummi) med en tunn hinna av samma vätska/silikonolja. Om eller när vätskan så småningom avdunstar eller på annat sätt försvinner, kommer kondensat att kunna ansamlas och fylla ut dalen.

Ventilen utformas med avseende på material och materialkombina- tioner på sådant sätt att bästa möjliga betingelser uppnås med avseende pà att införa kondensat i dalen, och med avseende pà att bringa kondensatet att uppträda på bästa sätt med avseende på tätningsfunktionen.

I ventiler av den aktuella typen är ventilkäglan bildad av en gummielastisk tätningsbricka (som i anslutning till petroleum- produkter kan består av Viton®), vilken nära det radiellt inre ventilsätet är buren/stödd av en hàllarestödplatta, så att tätningsbrickan där kläms mellan stödplattan och sätet. Vid det radiellt yttre sätet däremot, är tätningsbrickan något radiellt utskju-tande förbi den radiellt yttre änden av stödplattan, så att brickans radiellt yttre randdel kan formanpassas mot det yttre sätet genom att deformeras genom böjning utanför stöd- kroppens yttre kant. Även om det radiellt yttre sätet har betydligt större längd än det inre sätet, kan man normalt ändå få en bättre tätningsfunktion vid det yttre sätet än vid det radiellt inre sätet, eller det säte där tätningsfunktionen i största omfattning uppnås genom kompression av tätningsbrickan.

I den redovisade utföringsformen är det därför i första hand lämpligt att anordna den uppfinningsenliga konstruktionen vid det radiellt inre sätet, men företrädesvis etableras den upp- finningsenliga tätningen vid båda sätena. s 503 8.15 Uppfinningen kommer i det följande att beskrives i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig 1 visar schematiskt ett axiellt snitt genom en halva av en luftningsventil enligt uppfinningen.

Fig 2 visar schematiskt utformningen av ventilens säten.

Fig 1 visar en rörstuds 1 som medelst ett antal i omkretsled åtskilda ekrar 2 uppbär en ring 3 runtom studsens 1 övre ände.

Studsen l skall normalt vara orienterad med sin axel 11 verti- kal, och i den visade utföringsformen finns en ringformig plan tätningsbricka 4 som är anordnad att utbreda sig i horisontal- planet, dvs normalplanet till axeln ll, för att överbrygga spalten 5 mellan ringen 3 och studsen 1 genom att runt brickans 4 omkrets beröra såväl rörstudsens 1 övre ände 6 som ringens 3 övre ände 7.

En kåpa 9 är anordnad koaxiell med studsen 1, så att kåpans 9 undre inre väggdel 12 är tätt förbunden med ringens 3 nedre yttre väggdel 13 runt ringens 3 omkrets. Mellan kåpans 9 inner- vägg och ringens 3 yttervägg 14 är en ringformig kondensatupp- samlingsficka 15 anordnad. Vid fickans 15 botten finns en kanal 16 som sträcker sig snett nedåt genom ringen 3, och genom en eker .2, och vidare snett nedåt genom rörstudsens 1 vägg in i det inre av rörstudsen.

Den av gummielastiskt material bildade tätningsbrickan 4 är buren av en ringformig stödplatta 17 som har ett centralt nav 18, vilket emottar en styrningstapp 19 som är fäst centralt inuti kåpan 9. Då omgivningstrycket blir större än trycket inuti rörstudsen 1, komer den av brickan 4 och dess bärplatta 17, 18 bildade ventilkäglan 20 att lyftas upp från de av ringens 3 och studsens 1 övre änddelar 7 respektive 6 bildade sätena, varvid brickans 4 area mellan sätena 6 och 7 gånger tryckskillnaden skall övervinna tyngdkraftens inverkan på käglan 20. Sätets 7 tätningsyta kan ligga på en något förhöjd 503 815 6 nivà sä att tätningsringens 4 yttre randdel böjes, och genom sin böjningsdeformation bringas till tät anslutning till sätet 7.

Enligt uppfinningen är átminstone det ena sätet 6 och företrä- desvis báda sätena 6, 7 bildade av vardera tvà i radiell rikt- ning àtskilda ásar 31, 32 vilka bada är avsedda att beröra ven- tilkäglans 20 tätningsplatta 4 i ventilens stängda tillstànd. ' Den tätningsás 31 som ligger närmast spalten 5 kan ha en flat toppyta för ytutbredd kontakt med tätningsbrickan 4, medan den andra àsen 32 i respektive säte med fördel kan ha en avrundad toppform, sàsom närmare visas pá fig 2. Mellan àsarna 31, 32 finns en ringformig urtagning/dal 33.

Relativt varm och fuktig gas/luft i det inre av studsen 11, som läcker ut till spalten 5 via brickan 4 och sätet 6 eller 7 i ventilens stängda tillstànd, kommer att kylas ned da den kommer i direkt eller indirekt kontakt med den relativt svala omgivan- de atmosfären. Härvid komer kondens att utfällas och avsättas i urtagningen 33, så att kondensatet tätar läckagespalten.

Såsom framgår av fig 3, etableras kilformiga spalter 34 mellan tätningsplattan 4 och den avrundade àsen 32. I dessa kilformiga utrymmen 34 kan kapillärkraften lätt dra upp kondensat fràn ett làgt liggande parti av dalen 33 (dä luftningsventilens axel ll inte är helt vertikal) längs hela aren till det högst liggande partiet av respektive säte 6, 7.

I en utföringsform av uppfinningen, där ventilens ytterdiameter är ca 40 m, kan dalen 33 ha ett djup av ca 2 m och en bredd av ca 2 m.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan man i samband med tillverkning och leverans av den uppfinningsenliga ventilen in- föra en vätska, exempelvis silikonolja i dalen 33 för att väsent- ligen helt utfylla denna. Likaledes kan täufingàxichm14 beläg- 7 503 815 gas med en tunn hinna av sådan vätska/silikonolja. Initialt kommer därvid silikonoljan att direkt erbjuda den önskade tät- ningsfunktionen, men efter längre tids användning kommer natur- ligtvis en del av silikonoljan i dalen 33 att försvinna, och kan då ersättas helt eller delvis av kondensat från den fuktiga gasen/luften inuti ventilen ut.

Uppfinningen kommer till användning även dà tätningsbrickan 4 och åtminstone ett av sätena 6, 7 inte fullständigt ligger an mot varandra utmed hela omkretsen, exempelvis till följd av dimensionstoleranser vid tillverkning.

Speciellt kan man notera att stutsen ofta är monterad i övre änden av en avloppsstam som innehåller relativt varm och fuk- tig luft, som tenderar att stiga uppåt, och avkyles genom att ventilen kyls av den relativt svala omgivningsatmosfären, spe- ciellt vid tätningszonerna mellan brickan 4 och sätena 6, 7, så att kondensat bildas och tätande utfyller spalterna.

En ventil enligt uppfinningen (utan silikonolja e.d.) kan omedelbart efter montage med säkerhet ges initial täthet genom att man sprayar vatten upp mot tallrikens anliggningsområden mot ryggarna.

Claims (9)

503 815 P a t e n t k r a v

1. l. Luftningsventil anordnad att insläppa omgivnings- atmosfär in i en rörledning då omgivningstrycket med ett i förväg i huvudsak bestämt belopp överstiger trycket hos gasen i rörledningen, och anordnad att blockera ett utsläpp av gas från rörledningen till den omgivande atmosfären, vilken ventil innefattar två allmänt koaxiella uppåt riktade sätesryggar (6, 7), vilka var och en väsentligen ligger i ett gemensamt plan, och en vertikalt rörlig ventilkägla (20) som omfattar ett ring- formigt tätningselement (4) vilket i ventilens stängda till- stånd överbryggar en ringformig genomloppsspalt (5) mellan ryggarna (6, 7), och tätande ligger an mot resp tätningsrygg (6; 7), varvid ventilkäglan (20) är anordnad att under inverkan av tyngdkraften röra sig till ventilens stängda tillstànd, kännetecknad av att åtminstone den ena sätesryggen (6, 7) är bildad av två radiellt åtskilda åsar (31, 32) mellan vilka det finns en ringformig urtagning (33) varvid àsarna (31, 32) är anordnade att båda väsentligen tangera tätningsbrickan (4) i ventilens stängda tillstànd.

2. Luftningsventil enligt krav 1, kânnetecknad av att ventilen innefattar en vertikalt orienterad rörstuts vars övre randomràde bildar den radiellt inre sätesryggen (6), och en ring (3), vars övre kant bildar den radiellt yttre sätesryggen (7), varvid ringen (3) är uppburen från stutsen via radiellt åtskilda ekrar (12), varvid en kåpa (9) är orienterad med sin konkava sida vänd nedåt och har innerväggytan vid sin rand tätt ansluten till ringen (3) runt dess omkrets, under bildning av en runtomgàende kondensatuppsamlingsficka (15) mellan ringen (3) och kåpan (9), varvid en kanal (16) sträcker sig från fickans (5) bottenområde genom en eker (2) till det inre av stutsen för dränering av kondensat från fickan (15) genom självfall. 9 sus 815

3. Luftningsventil enligt krav l eller 2, kånnetecknad av att åtminstone en (32) av de båda àsarna i åtminstone den ena sätesryggen (6: 7) är utformad med avrundad överdel.

4. Luftningsventil enligt nàgot av kraven 1 till 3, kän- netecknad av att en (31) av de båda àsarna (31, 32) i en rygg (5: 6) har en väsentligen flat toppyta för plan anliggning mot tätningsbrickan (4).

5. Luftningsventil enligt något av kraven 3 eller 4, kännetecknad av att åsen (32) med rundad överdel är anordnad närmast gasen i rörledningen.

6. Luftningsventil enligt nàgot av kraven 3 till 5, kän- netecknad av att den med rundad profiltopp utformade åsen (32) har sin rundade profil utformad för etablera kilformade kapil- lärspalter (34) närmast utanför kontaktomràdet mellan brickan (4) och åsen (32), på åtminstone den ena sidan av kontakt- området.

7. Luftningsventil enligt krav 6, kännetecknad av att den rundade åsöverdelen är bildad av raka eller krökta profil- konturavsnitt som kontinuerligt eller diskontinuerligt ansluter till varandra.

8. Luftningsventil enligt något av kraven l till 7, kän- netecknad av att urtagningen (33) mellan åsarna (31, 32) initialt är fylld med en vätska med låg avdunstningstendens, såsom silikonolja.

9. Luftningsventil enligt nàgot av kraven l till 7, kän- netecknad av att urtagningen (33) mellan åsarna (31, 32) är anordnade att fånga kondensat ur gasen i rörledningen. lO. Luftningsventil enligt krav 8, kännetecknad av att kondensat ur gasen i ledningen är anordnad att komplettera vätskan i urtagningen.