SE506789C2

SE506789C2 - Sliding valve with a casing arranged around a frame

Info

Publication number: SE506789C2
Application number: SE9602536A
Authority: SE
Inventors: Bengt Larsson; Viveka Svensson
Original assignee: Dresser Wayne Ab
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-02-09
Also published as: SE9602536L; WO1997049942A1; EP0907849A1; SE9602536D0

Abstract

A slide valve has a cylindrical valve housing (1) with at least one opening (2) and a turnable slide (3, 5) for closing and uncovering the opening (2). The valve slide, whose sealing surface is congruent with the valve housing, comprises a body (3) and a sleeve (5) made of a yieldable material and movably arranged on the outside of the body. The outside of the sleeve is made of a material with good sealing properties. The friction between the sleeve (5) and the valve housing (1) is normally higher than the friction between the body (3) and the sleeve (5), such that, as the slide (3) is turned, the body slides inside the sleeve (5) and the sleeve (5) rolls on the inside of the valve housing (1). In this valve, a good sealing is obtained without necessitating great force for operating the slide (3) and without the outside of the sleeve being improperly worn. The principle may also be applied to other valve configurations than a cylindrical valve housing and a turnable slide.

Description

506 789 F 2 10 15 20 25 30 35 Dessa ändamål uppnås med en slidventil enligt krav l. Föredragna utföringsformer av slidventilen anges i underkraven. These objects are achieved with a slide valve according to claim 1. Preferred embodiments of the slide valve are specified in the subclaims.

Sliden innefattar alltså en stomme och en hylsa av eftergivligt material, som är rörligt anordnad pà utsidan av stommen, dvs på den sida som är riktad utåt mot det första elementet och som skall tillsluta och frilägga öppningen. När skillnaden i friktion mellan å ena sidan hylsan och ventilhuset och å andra sidan hylsan och stommen blir tillräckligt stor, kommer stommen börja glida mot hylsan och hylsan börja avrulla på ventilhuset.The slide thus comprises a frame and a sleeve of resilient material, which is movably arranged on the outside of the frame, ie on the side which is directed outwards towards the first element and which is to close and expose the opening. When the difference in friction between on the one hand the sleeve and the valve housing and on the other hand the sleeve and the body becomes large enough, the body will begin to slide against the sleeve and the sleeve will begin to unroll on the valve housing.

Det sker då ingen relativrörelse mellan de punkter på hylsan och på ventilhuset som är i kontakt med varandra.There is then no relative movement between the points on the sleeve and on the valve housing which are in contact with each other.

Eftersom hylsan är anordnad på utsidan av stommen och dessutom är eftergivlig kommer vidare dess tyngdpunkt att följa med vid stommens förflyttning. Denna funktion hos 'ventilen kan också beskrivas som att slidens rörlighet är dels av en sekundär rörlighet av hylsan i samma rörelserikt- sammansatt dels av en primär rörlighet av stommen, ning, där hylsans sekundära rörlighet är betingad av stommens primära rörlighet.Furthermore, since the sleeve is arranged on the outside of the frame and is also resilient, its center of gravity will follow when the frame is moved. This function of the valve can also be described as that the movement of the slide is partly due to a secondary movement of the sleeve in the same direction of movement and partly to a primary movement of the body, where the secondary movement of the sleeve is conditioned by the primary movement of the body.

Genom att ventilen har denna funktion kan utsidan av sliden förses med material med goda tätningsegenskaper utan att detta material riskerar att slitas sönder. När hylsan avrullar på ventilhuset blir vidare förslitningen på slidens utsida mindre än när sliden glider mot ventil- huset. Dessutom blir den erfordrade manöverkraften mindre än den som erfordras i den kända ventilen för att åstad- komma god tätning, eftersom stommen glider med låg frik- tion mot hylsans insida. Eftersom själva stommen inte utsätts för förslitning från ventilhuset, blir kraven på dess hållbarhet mindre och den kan därför utformas i andra material än traditionellt, exempelvis formgjutas i plast.Because the valve has this function, the outside of the slide can be provided with material with good sealing properties without this material risking being torn. Furthermore, when the sleeve unrolls on the valve housing, the wear on the outside of the slide becomes less than when the slide slides against the valve housing. In addition, the required actuating force becomes less than that required in the known valve to achieve a good seal, since the body slides with low friction against the inside of the sleeve. Since the body itself is not subjected to wear from the valve housing, the requirements for its durability become less and it can therefore be designed in other materials than traditional, for example molded in plastic.

Den ovan nämnda skillnaden i friktion som leder till att hylsan avrullar pà ventilhuset kan, men behöver inte, föreligga alltid. Den kan exempelvis uppkomma bara under 10 15 20 25 30 35 a .506 789 vissa driftsförhållanden, såsom om hylsans utsida griper i någon ojämnhet i ventilhuset så att friktionen mellan hylsan och ventilhuset ökar. Företrädesvis är emellertid stommen, hylsan och ventilhuset så utformade att friktio- nen mellan hylsan och ventilhuset är högre än friktionen mellan hylsan och stommen. Exempelvis kan ventilhuset och stommen tillverkas av olika material eller med olika yt- beskaffenhet så att de får olika friktionskoefficienter.The above-mentioned difference in friction which leads to the sleeve unrolling on the valve housing can, but does not have to, always exist. It can, for example, arise only under certain operating conditions, such as if the outside of the sleeve engages in some unevenness in the valve housing so that the friction between the sleeve and the valve housing increases. Preferably, however, the body, sleeve and valve housing are designed so that the friction between the sleeve and the valve housing is higher than the friction between the sleeve and the body. For example, the valve body and the body can be made of different materials or with different surface conditions so that they have different coefficients of friction.

Lämpligen har dock hylsan olika friktionsegenskaper på utsidan och på insidan, varvid friktionskoefficienten på utsidan är högre än den på insidan. Naturligtvis kan olika friktionsegenskaper hos stommen och ventilhuset också kombineras med olika friktionsegenskaper hos hyl- sans in- och utsida.Suitably, however, the sleeve has different friction properties on the outside and on the inside, the coefficient of friction on the outside being higher than that on the inside. Of course, different friction properties of the body and valve housing can also be combined with different friction properties of the inside and outside of the sleeve.

De olika friktionsegenskaperna hos hylsans in- och utsida kan åstadkommas genom att hylsan består av olika material på utsidan och insidan. Hylsan kan exempelvis på insidan bestå av metall eller plast eller något annat material med låg friktionskoefficient och på utsidan av gummi eller termoplast eller något annat material med goda tätningsegenskaper och hög friktionskoefficient.The different frictional properties of the inside and outside of the sleeve can be achieved by the sleeve consisting of different materials on the outside and inside. The sleeve can, for example, consist of metal or plastic or some other material with a low coefficient of friction on the inside and on the outside with rubber or thermoplastic or some other material with good sealing properties and a high coefficient of friction.

Ett annat sätt att åstadkomma högre friktion mellan hylsan och ventilhuset än mellan hylsan och stommen är att göra stommen ihålig och dess mantelyta perforerad.Another way to achieve higher friction between the sleeve and the valve housing than between the sleeve and the body is to make the body hollow and its circumferential surface perforated.

Detta sätt är främst tillämpligt för vätskeventiler. När stommen är utformad på detta sätt tränger vätskan ut i mellanrummet mellan stommen och hylsan så att hylsan trycker hårdare mot ventilhuset, varvid friktionen mellan hylsan och ventilhuset ökar, och så att en vätskefilm bildas mellan hylsan och stommen, varvid friktionen mellan dessa delar minskar. En speciell fördel med denna konstruktion är att friktionsskillnaden som leder till att hylsan avrullar på ventilhuset inte behöver föreligga permanent utan bara under vissa driftsförhållanden, exempelvis när vätskan står under tryck för att en pump är igång. När pumpen är frånslagen och det inte är något tryck på vätskan, kan friktionsförhållandet mellan å ena 10 15 20 25 30 35 506 789 4 sidan hylsan och ventilhuset och å andra sidan hylsan och stommen ändras så att när stommen förflyttas i förhål- lande till ventilhuset sker ingen relativrörelse mellan stommen och hylsan utan hylsan glider mot ventilhuset.This method is mainly applicable to fluid valves. When the body is designed in this way, the liquid penetrates into the space between the body and the sleeve so that the sleeve presses harder against the valve housing, whereby the friction between the sleeve and the valve housing increases, and so that a liquid film is formed between the sleeve and the body, thereby reducing friction between these parts. A special advantage of this construction is that the difference in friction which leads to the sleeve unrolling on the valve housing does not have to be permanent but only under certain operating conditions, for example when the liquid is under pressure because a pump is running. When the pump is switched off and there is no pressure on the liquid, the friction ratio between on the one hand the sleeve and the valve housing and on the other hand the sleeve and the body can be changed so that when the body is moved in relation to the valve housing there is no relative movement between the body and the sleeve, but the sleeve slides against the valve housing.

Att så sker ibland är en fördel för då kommer en annan del av hylsan att ligga mot öppningen i ventilhuset där grader och liknande som kan påverka hylsan kan förekomma.That this happens sometimes is an advantage because then another part of the sleeve will lie against the opening in the valve housing where degrees and the like that can affect the sleeve may occur.

Naturligtvis kan detta sätt att åstadkomma friktions- skillnaden kombineras med andra av de ovan beskrivna sätten.Of course, this method of achieving the difference in friction can be combined with other of the methods described above.

För att möjliggöra stommens rörelse inuti hylsan är vidare dennas innerperimeter företrädesvis större än stommens ytterperimeter. Alternativt skulle dock hylsan kunna vara elastisk, varvid dess innerperimeter skulle vara lika med stommens ytterperimeter.Furthermore, in order to enable the movement of the body inside the sleeve, its inner perimeter is preferably larger than the outer perimeter of the body. Alternatively, however, the sleeve could be elastic, its inner perimeter being equal to the outer perimeter of the body.

För att uppnå goda tätningsegenskaper, men ändå inte 'riskera att hylsan blir sladdrig på stommen eller kryper ut genom öppningen, kan hylsan ha en inre del som är styvare än den yttre delen.In order to achieve good sealing properties, but still not risk the sleeve becoming slippery on the body or creeping out through the opening, the sleeve may have an inner part which is stiffer than the outer part.

Ventilen kan användas för både gas och vätska. Den lämpar sig för alla sammanhang där god tätning i kombi- nation med liten manöverkraft är viktig. En speciell tilltänkt tillämpning är i bensinpumpar.The valve can be used for both gas and liquid. It is suitable for all contexts where good sealing in combination with little maneuvering power is important. A special intended application is in petrol pumps.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning skall nu beskrivas genom ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka Fig 1, som redan har diskuterats, visar en tvär- snittsvy av en tidigare känd ventil; Fig 2 är en tvärsnittsvy och visar en utföringsform av föreliggande uppfinning i ett första läge för ventil- sliden; Fig 3 är en tvärsnittsvy och visar samma utförings- form av uppfinningen som i fig 2, men i ett annat läge för ventilsliden; och Fig 4 är en tvärsnittsvy och visar samma utförings- form av uppfinningen som i fig 2 och samma läge för 10 15 20 25 30 35 5 .sne 789 ventilsliden som i fig 3, men under andra driftsför- hållanden.Brief Description of the Drawings The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1, which has already been discussed, shows a cross-sectional view of a prior art valve; Fig. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in a first position of the valve slide; Fig. 3 is a cross-sectional view showing the same embodiment of the invention as in Fig. 2, but in a different position for the valve slide; and Fig. 4 is a cross-sectional view showing the same embodiment of the invention as in Fig. 2 and the same position for the valve slide as in Fig. 3, but under different operating conditions.

Beskrivning av en föredragen utföringsform av uppfin- ningen Fig 2 visar en ventil, som har ett cylindriskt ven- tilhus 1, som bildar ventilens inlopp, och en öppning 2 i cylinderns mantelyta som bildar ventilens utlopp. I ven- tilhuset finns en slid 3, som kan vridas kring en axel 4 med hjälp av en ej visad motor. Sliden har formen av en halvcylinder. Den är ihålig och har perforeringar 8 i den rundade delen av mantelytan. Genom vridning av sliden kan utloppet 2 tillslutas eller friläggas i varierande grad.Description of a preferred embodiment of the invention Fig. 2 shows a valve, which has a cylindrical valve housing 1, which forms the inlet of the valve, and an opening 2 in the outer surface of the cylinder which forms the outlet of the valve. In the valve housing there is a slide 3, which can be rotated about an axis 4 by means of a motor (not shown). The slide has the shape of a half-cylinder. It is hollow and has perforations 8 in the rounded part of the mantle surface. By turning the slide, the outlet 2 can be closed or exposed to varying degrees.

Ventilen är avsedd att vara placerad i en bensinpump.The valve is intended to be located in a petrol pump.

Sliden 3 omsluts av en hylsa 5. Hylsan 5 är kongu- rent med sliden och dess innerperimeter är något längre än slidens 3 ytterperimeter, så att det finns ett visst slack hos hylsan. Den består av en eftergivlig, men ändå relativt styv inre ring 6 av plast som ger en låg frik- tion när sliden rör sig i förhållande till hylsan 5. På utsidan av ringen finns ett ytterskikt 7 av gummi som ger hög friktion mot ventilhusets vägg och goda tätningsegen- skaper för sliden. Sliden kan vidare lämpligen ha kvar- hållningsorgan, exempelvis flänsar, som håller kvar hyl- san i längsled på sliden 3.The slide 3 is enclosed by a sleeve 5. The sleeve 5 is congruent with the slide and its inner perimeter is slightly longer than the outer perimeter of the slide 3, so that there is a certain slack in the sleeve. It consists of a resilient, but still relatively rigid inner ring 6 of plastic which gives a low friction when the slide moves in relation to the sleeve 5. On the outside of the ring there is an outer layer 7 of rubber which gives high friction against the wall of the valve housing and good sealing properties for the slide. The slide can further suitably have retaining means, for example flanges, which hold the sleeve longitudinally on the slide 3.

Ventilens, och'i synnerhet hylsans, funktion under normala driftsförhållanden, dvs när pumpen är igång i detta utföringsexempel, framgår av fig 2 och 3, i vilka referenspunkter Al-A3, Bl-B3 och Cl-C3 har markerats på sliden, hylsan och ventilhuset för att funktionen skall bli tydligare.The operation of the valve, and in particular the sleeve, under normal operating conditions, i.e. when the pump is running in this exemplary embodiment, is shown in Figures 2 and 3, in which reference points A1-A3, B1-B3 and C1-C3 have been marked on the slide, sleeve and the valve body to make the function clearer.

Pig 2 visar ventilsliden i ett första läge i vilket den tillsluter utloppet 2. terna Al-A3, sliden vrids till det i fig 3 visade läget, I fig 2 ligger referenspunk- B1-B3 resp Cl-C3 mitt för varandra. När i vilket utloppet 2 är delvis öppet, vrider sig sliden 3 inuti hylsan 5 så att punkterna A1-Cl förflyttas i förhållande till punkterna A2-C2 i hylsan 5 och A3-C3 i ventilhuset 506 789 6 10 15 20 25 30 1. Eftersom hylsan 5 bara är något större än sliden 3 kommer dess tyngdpunkt att följa med sliden 3 i vrid- ningsrörelsen. Den kommer dock p g a av den höga frik- tionen mellan dess utsida och ventilhuset l insida att rulla utan slirning på insidan av ventilhuset, varvid punkten B2 på hylsan 5 och punkten B3 på ventilhuset 1 har samma inbördes läge före och efter vridningen av sliden. Detta gäller också punkterna C2 och C3. Efter vridningen är punkterna A2 och A3 inte längre i kontakt med varandra utan punkten A2 har förskjutits inåt i ven- tilhuset 1. Vid vridning av sliden gnids alltså aldrig hylsans 5 utsida mot vevhusets insida, utan hylsans 5 utsida går bara till eller från kontakt med vevhusets insida. Slidens utsida glider mot insidan på hylsan, men med låg friktion. Med denna hylsa åstadkommes alltså en säker tätning av ventilens utlopp utan att ett stort 'moment behövs för att vrida sliden.Fig. 2 shows the valve slide in a first position in which it closes the outlets A1-A3, the slide is rotated to the position shown in Fig. 3. In Fig. 2 reference points B1-B3 and C1-C3 lie opposite each other. When in which the outlet 2 is partially open, the slide 3 rotates inside the sleeve 5 so that the points A1-C1 are moved in relation to the points A2-C2 in the sleeve 5 and A3-C3 in the valve housing 506 789 6 10 15 20 25 30 1. Since the sleeve 5 is only slightly larger than the slide 3, its center of gravity will follow the slide 3 in the rotational movement. However, due to the high friction between its outside and the inside of the valve housing 1, it will roll without slipping on the inside of the valve housing, the point B2 on the sleeve 5 and the point B3 on the valve housing 1 having the same mutual position before and after turning the slide. This also applies to points C2 and C3. After turning, points A2 and A3 are no longer in contact with each other, but point A2 has been displaced inwards in the valve housing 1. When turning the slide, the outside of the sleeve 5 is never rubbed against the inside of the crankcase, but the outside of the sleeve 5 only goes to or from contact with the inside of the crankcase. The outside of the slide slides towards the inside of the sleeve, but with low friction. With this sleeve a secure seal of the valve outlet is thus achieved without a large torque being needed to turn the slide.

I fig 4 visas vad som händer vid vridning av sliden från det i fig 2 visade läget till det i fig 3 visade läget, när pumpen inte är igång och det således inte är något tryck på bensinen i ventilen. I detta fall trycks hylsan 5 med mindre kraft mot ventilhuset 1, varvid frik- tionen mellan hylsan 5 och sliden 3 blir större än frik- tionen mellan hylsan 5 och ventilhuset 1. När sliden vrids medbringar den därför hylsan genom friktionskopp- ling. Efter vridningen ligger alltså punkterna Al och A2, Bl och B2 resp Cl och C2 fortfarande i kontakt med var- andra. Vid vridningen glider hylsan 5 däremot mot ventil- huset 1, så att punkterna A2 och A3, B2 och B3 resp C2 och C3 förskjuts i förhållande till varandra. När man återgår till normala driftsförhållanden kommer alltså en annan del av hylsan 5 att vara i kontakt med ventilhuset l.Fig. 4 shows what happens when the slide is rotated from the position shown in Fig. 2 to the position shown in Fig. 3, when the pump is not running and there is thus no pressure on the petrol in the valve. In this case, the sleeve 5 is pressed with less force against the valve housing 1, whereby the friction between the sleeve 5 and the slide 3 becomes greater than the friction between the sleeve 5 and the valve housing 1. When the slide is rotated, it therefore carries the sleeve by friction coupling. After rotation, the points A1 and A2, B1 and B2 and C1 and C2, respectively, are still in contact with each other. When rotating, on the other hand, the sleeve 5 slides against the valve housing 1, so that the points A2 and A3, B2 and B3 and C2 and C3, respectively, are displaced relative to each other. Thus, when returning to normal operating conditions, another part of the sleeve 5 will be in contact with the valve housing 1.

Claims

10 15 20 25 30 35 v 506 789 PATENT REQUIREMENTS

A slide valve comprising a cylindrical valve housing (1) with at least one opening (2) in the jacket surface of the valve housing and a slide (3, 5) of the valve housing located shaft (4) which is rotatable about a center for closing and exposing said opening (2) and which is in the form of the slide comprising a circular sector, characterized by a body (3) and a sleeve (5) movably arranged on the outside thereof

Sheath valve according to claim 1, of resilient material. characterized in that, at least under certain operating conditions: -2, the sleeve on the valve housing (1) unrolls relative to the sleeve (5) on the housing.

Sheath valve according to claim 1 or 2, i.e. (3), the sleeve (5) housing (1) is designed so that the friction between h; (5) and the valve housing (1) is higher than the friction between the sleeve and the sleeve (5).

Slide valve according to one of Claims 1 to 3, drawn and sliding the body-- at the rotation of the slide _ - '- can be L »because the body and the the outside of the sleeve (5) has a higher coefficient of action than its inside.

A slide valve according to any one of the preceding claims, has an inner feature of the sleeve (5) part and an outer part, the inner part being stiffer than the outer one.

Slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inside of the sleeve (5) consists of metal or plastic.

Slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that the outside of the sleeve (5) consists of rubber or thermoplastic.

Slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inner perimeter of the sleeve (5) is longer than the outer perimeter of the body (3). 506 789 8

Slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that the body is hollow and has perforations (8) in its outer surface.

Slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that the slide has a semi-cylindrical shape.