SE417003B - Ventil innefattande en axiellt forskjutbar cirkuler slid och en vridbar manoveraxel med en i sin ende sidoforskjuten tappaxel - Google Patents

Description

7805629-8 ventilhus. Sådana ventiler är därför kostsamma att tillverka.

En annan typ av shuntventil är den så kallade sätesventilen, som har en axiellt rörlig slid, som är försedd med ansatser, vilka är avsedda att täta mot i ventilhuset anordnade ventil- säten. Slidenßkan manövreras antingen med en axiellt förskjut- bar manöveraxel eller med en vridbar manöveraxel vars vrid- ningsrörelse överföres till en axiell förskjutning av sliden. Är manöveraxeln axiellt förskjutbar uppstår problem om elek- triska reglermotorer skall utnyttjas för ventilens manövre- ring ty sådana motorer arbetar vanligen med en vridande funk- tion. Detta problem kan till viss del undvikas om en shunt- _ventil med vridbar manöveraxel används.

Oberoende av vilken typ av manöveraxel gom väljes är det stora problemet med sätesventilerna att sliden måste pressas mot ventilsätet genom en på manöveraxeln anbringad yttre kraft eller genom ett på manöveraxeln anbringat yttre vridmoment- Denna yttre kraft respektive detta yttre vridmoment åstadkom- gmes med särskilda tillsatsaggregat till ventilen. Dessa till- -satsaggregat fördyrar användningen av sätesventiler.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma en ventil vilken undanröjer olägenheterna med de tidigare kända regler- ventilerna. Ventilen enligt föreliggande uppfinning kräver så-V ledes inga tillsatsenheter med vars hjälp sliden hålles tätad ¿ mot ventilsätet. Vidare kan tillverkningstoleranserna för de _i ventilen ingående komponenterna hållas låga utan att oför- delaktigt inverka på ventilens funktion. Förslitning i kon- flstruktionselement som ingår i kraftöverföringen mellan manö- veraxeln och sliden inverkar inte heller, inom rimliga grän- lser, på ventilens tätande funktion. Üe för ventilen kännetacknande särdragen framgår av de bi- fogade patentkraven. 7865629-8 Några olika utföringsformer av ventilen enligt uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifo- gade ritningarna, i vilka fig. 1 är en partiell tvärsektions- vy av ventilen enligt uppfinningen, fig. 2 är en partiell tvär- sektionsvy utmed linjen II-II i fig. l och fig. 3 visar en alternativ utföringsform av en detalj i kraftöverföringen mellan manöveraxeln och sliden i ventilen enligt föreliggande auppfinning. ventilen enligt uppfinningen kommer att beskrivas närmare ne- dan i samband med en shuntventil. ventilen enligt uppfinning- en är emellertid inte begränsad till shuntventiler, utan in- nefattar alla former av sätesventiler.

Ventilen innefattar ett ventilhus l med tre öppningar av vil- ka två är försedda med ventilsäten 2. En slid 3 är axiellt förskjutbar i ventilhuset. Slidens position kan regleras me- delst en manöveraxel 4 som är lagrad i ventilhuset medelst en vätsketät axelgenomföring 5. Manöveraxeln är vid sin undre än- de försedd med en sidoförskjuten tappaxel 6 som samverkar med ett kopplingsorgan 7 som har formen av en kil med en central borrning. Kilen är dels trädd över tappaxeln (vid borrningen) och passar dels i ett koniskt spår 8 som sträcker sig på tvä- ren över slidens längdriktning. Sliden är i vardera ändytan försedd med ett antal spår 9, vilkas geometriska utformning utnyttjas för att reglera vätskeströmningen i ventilen i be- roende av manöveraxelns vridning. Sliden uppvisar en ansats 10 i vardera änden; Funktionen av ventilen kan beskrivas på följande sätt: Vid vridning av manöveraxeln överförs den excentriskt i förhål- lande till manöveraxeln 4 placerade tappaxelns 6 rörelse till en axiell förskjutning av sliden genom att det kilformade kopplingsorganet 7 förskjuts i slidens tvärgående riktning samtidigt som sliden förskjuts i sin längdriktning. Beroende pâ slidens utformning strömmar för varje inställning av ma- növeraxeln olika mängder vätska genom de olika öppningarna i '7805629-8 ventilhuset. När sliden når fram till ettdera av de av ventil- sätena 2 definierade ändlägena anligger motsvarande ansats l0 mot ifrågavarande ventilsäte 2 och vätskeströmningen vid mot- svarande öppning upphör. Mellan vardera ansatsen 10 och mot- svarande ventilsäte 2 är en packning anordnad. Om nu, sedan nämnda anliggning inträffat, manöveraxeln ytterligare vrids sker i huvudsak ingen rörelse av sliden, men väl av det kilfor- made kopplingsorganet 7 som kommer att glida uppåt på tappax- eln 6 under anliggning mot endera av de snedställda ytorna i kilspåret 8. Rörelsen utmed tappaxeln sker mot verkan av den kraft som utövas av en tryckfjäder ll anordnad runt tappaxeln.

Härigenom uppnås självlåsning av systemet och sliden kommer i ändlägena att vara pressad mot motsvarande ventilsäte med en kraft, som bibehâlles även utan ett anbringat yttre moment på manöveraxeln 4. Den självlåsande funktionen uppnås genom att vinkeln mellan normalen till det plan, vari krafterna mellan axeltapp och slid verkar, och slidens axiella rörelserikt- ning väljes i ett lämpligt intervall som bestämmes bl.a. av ytornas friktionsegenskaper. Den självlåsande funktionen är bestämd av de kraftmoment som verkar på manöveraxeln till följd av å ena sidan den på slidens ändyta verkande kraften j till följd av vätsketrycket och å andra sidan friktionskraf- terna mellan det kilformade kopplingsorganet 7 och kilspâret 8, vilka sistnämnda friktionskrafter verkar i en riktning vin- kelrätt mot slidens längdaxel. Enligt en föredragen utförings- form av uppfinningen genomförs nämnda tillkommande vridning än- da till dess det på manöveraxeln 4 vridande momentet härröran- de från vätsketrycket pâ slidens ena ändyta är 0, dvs. tills momentaxeln för ifrågavarande kraft blir 0, vilket inträffar när vinkeln mellan slidens axellinje och det tänkta planet ge- nom axellinjerna för manöver- och tappaxlarna 4 respektive 6 är 0.

Betydelsen av de snedställda ytorna mellan kopplingsorganet 7 och sliden 3 inses av följande resonemang: antag att dessa ytor inte är snedställda utan att de står med räta vinklar mot 7805629-8 slidens längdaxel. För att kunna föra in sliden till sitt änd- läge erfordras då, förutom bl.a. mycket noggrant bestämda in- bördes avstånd mellan manöver- och tappaxlar, även ett kraf- tigt yttre moment på manöveraxeln, särskilt i den sista fasen av kopplingsorganets rörelse i kilspåret när ändläget börjar uppnås. Genom att snedställa ytorna kompenseras för avstånds- variationer mellan bl.a. tapp- och manöveraxlar samtidigt som det erforderliga yttre momentet för drivning av sliden mot ändläget minskar genom att kopplingsorganet börjar klättra uppåt på tappaxeln och därmed bl.a. minskar friktionskrafterna mellan kopplingsorganet och sliden vid slutfasen av vridnings- rörelsen.

I en lämplig utföringsform av uppfinningen lutar de kilforma- de ytorna ca 7s° mot slidens längdriktning.

Det här beskrivna utförandet av det kilformade kopplingsorga- net 7, vilket pressas mot sliden medelst tryckfjädern ll, medför att förslitning av ventilens olika delar kan kompense- ras för genom förskjutning av det kilformade kopplingsorganet i tappaxelns 6 längdriktning. Förutsättning härför är att ett mellanrum förekommer mellan bottenytan av kilspàret 7 och un- derytan av det kilformade kopplingsorganet. Vid konventionel- la ventiler uppstâende vibrationer och svängningar nedbringas avsevärt i ventilen i föreliggande uppfinning tack vare de snedställda ytorna och tryckfjädern ll.

Fig. 3 visar ett alternativt utförande av kopplingsorganet, Vilket här kan tänkas vara uppkommet genom klyvning av den i fig. l och 2 visade kilen vinkelrätt mot slidens längdriktning.

De tvâ kilhalvorna 7, vilka är trädda över tappaxeln 6 uppvi- sar varsin borrning, i vilken vardera änden av tryckfjädern 10 är insatt. Tack vare det mellanrum som bildas mellan de tvâ kilhalvorna 7 kan, genom den ovan diskuterade förskjutningen av det kilformiga kopplingsorganet i förhållande till sliden, också förslitning och dålig passning av tappaxeln eller de båg- formade ytorna, vilka upptager tappaxeln kompenseras för.

.I

Claims (9)

7895629-8 fie ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för uppfinning- ens grundtanke. Patentkrav

1. l. Ventil innefattande ett ventilhus (1), en i ventilhuset axiellt förskjutbar cirkulär slid (3) , åtminstone ett ventilsäte (2) för sliden, en vridbar manöveraxel (4) med en i sin än- de sidoförskjuten tappaxel (6) för överföring av manöverax- elns vridningsrörelse till en motsvarande axiell förskjutning av sliden mot sitt av ventilsätet (2) definierade ändläge, k ä n n e t e c k n a d av ett på tappaxeln anordnat kopp- lingsorgan (7) med en första snedställd yta, en på sliden (3) anordnad andra snedställd yta, som är komplementär till den första, varvid tillkommande vridning av manöveraxeln, när sli- den intar sitt ändläge, upptages genom inbördes rörelse mellan de första och andra ytorna och en därmed sammanhängande rörelse av kopplingsorganet (7) utmed tappaxeln (6).

2. Ventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att manö- veraxeln är anordnad med räta vinklar mot slidens axellinje och att sliden intager sitt nämnda ändläge från vilket den nämnda tillkommande vridningen sker när vinkeln mellan slidens axellinje och det tänkta planet genom manöver- (4) och tapp- axelns (6) axellinjer bildar en vinkel som är skild från noll.

3. Ventil enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att kopp- lingsorganet (7) är en långsträckt kilformad tapp med en borr- ning för upptagande av tappaxeln, varvid den första snedställ- da ytan motsvaras av tappens ena snedställda yta.

4. Ventil enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att kilen är kluven i sin längdriktning i ett plan parallellt med borr- ningen för bildande av två kilhalvor (7). 7805629-8

5. Ventil enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av en tryckfjäder (ll) anordnad på tappaxeln mellan manöveraxeln (4) och kilen (7).

6. Ventil enligt något eller några av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av ett rakt kilformat spår (B) upptaget i sliden vinkelrätt mot slidens längdaxel, varvid den andra snedställda ytan motsvaras av spàrets mot ventil- sätet vända yta.

7. Ventil enligt något eller nägra av de föregående kraven, ek ä n n e t e c k n a d av att den kilformade tappens (7) sidoväggar anligger mot det kilformade spårets (8) sidoväggar och att mellanrum förekommer mellan spårets botten och den undre ytan av den kilformade tappen.

8. Ventil enligt krav 4-7, k ä n n e t e c k n a d av att vardera änden av tryckfjädern (ll) är anordnad i en borrning i varsin halva av den kluvna tappen.

9. Ventil enligt något eller några av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att sliden är axiellt förskjut- bar mellan tvâ ventilsäten (2) vardera definierande varsitt anaiage för sliaen (3). ÅNFORDÅ PUBDIKÅTIONER: Sverige 317 849 (F16K 11/07) Australien 491 984 F16K 31/52 Tyskland I 775 781 F16K 31/se