NO800280L - Fluid-ventil og foring til denne. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fluidventil som også kalles strupeventil, nærmere bestemt en fluidventil som muliggjør kontinuerlig forandring av den fluidmengde som pr. tidsenhet strømmer gjennom ventilen.

Oppfinnelsen angår særlig en innsatsdel for en fluidventil

med særlig gunstige egenskaper.»Ventilen omfatter et hus med en innløpsåpning, en utløpsåpning hovedsakelig koaksial med innløpsåpningen og et indre hulrom mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen. En støttevegg rager tvers over ved midtre parti av hulrommet. Støtteveggen avgrenser en ringformet kanal mellom støtteveggen og veggen i huset, for fluidstrøm. Flere ribber rager på tvers av den ringformede kanal, slik

at det er dannet et gitter med form av en avkortet kjegle,

med flere slisser eller åpninger mellom ribbene. Videre omfatter ventilen en elastomer, konkavkonveks innsattsdel anordnet på utløpssiden av støtteveggen, med omkretskanten ført inn bak en leppe som forløper rundt kanten av støtteveggen, for å danne tetning mellom støtteveggen og innsattsdelen. Kombinasjonen av støttevegg og innsattsdel avgrenser et kammer mellom innsattsdelen og støtteveggen.

Utenfor ventilen er anordnet midler for styring av trykket, for'å minske og øke fluidtrykket i kammeret, ved bruk av det samme fluid som det som strømmer gjennom ventilen. Når trykket i kammeret er større eller lik trykket i innløpet til ventilen, dekker den konkavkonvekse innsattsdel alle åpningene i gitteret, slik at strøm av fluid gjennom åpningene og gjennom ventilen hindres. Når trykket i kammeret blir mindre enn fluidtrykket ved innløpsåpningen, vil trykkforskjellen mellom innløpet og kammeret bevirke at innsattsdelen vrenges.. Dette begynner ved toppen av innsattsdelen, som er det punkt på innsattsdelen som er nærmest innløpet. Ettersom vrengningen fortsetter, "ruller" innsattsdelen i retning mot utløpet, bort fra ventilsetetog mot utløpsenden av åpningene i gitteret.

Før innsattsdelen "ruller" langs gitteret til en stilling der åpningene frilegges, kommer midtpartiet av innsattsdelen i kontakt med et midtre, oppragende parti av støtteveggen,

slik at et parti av innsattsdelen understøttes, hvorved det oppnås forbedret regulering av rullebevegelsen til innsattsdelen.

Når innsattsdelen etter hvert frilegger innløpssiden av åpningene i gitteret, strømmer fluid gjennom åpningene, gjennom den ringformede kanal og gjennom ventilen. Ettersom trykket inne i kammeret øker ytterligere, "ruller" innsattsdelen videre langs gitteret og frilegger et stadig større areal av. åpningene slik at det oppnås en kontrolert og stadig økende fluid-strøm gjennom ventilen. Til slutt vil innsattsdelen, bestemt av en trykkforskjell som er en funksjon av ventilens og inn-sattsdelens diameter, elastisiteten til materialet i innsattsdelen og geometrien til ventilen og innsattsdelen, ha rullet langs gitteret til en stilling der hele arealet til åpningene er frilagt, slik at det skjer en maksimal fluidstrøm gjennom ventilen. Ved helt åpen stilling er det meste av den ene siden av den vrengte innsatsdel i kontakt med støtteveggen.

Når trykket inne i kammeret øker, slik at trykkforskjellen mellom kammeret og innløpsåpningen til ventilen avtar, vil innsatsdelen rulle i den motsatte retning langs gitteret,

slik at det frilagte areal av åpningene avtar inntil ventilen er helt lukket og fluidstrømmen stanser, hvorved trykket inne i kammeret hovedsakelig tilsvarer trykket i innløpsåpningen til ventilen.

Ventiler som omfatter slike innsatsdeler er av meget enkel konstruksjon og gir meget nøyaktig og pålitelig styring under de fleste driftsforhold. Under noen forhold har i midlertid innsatsdelen en tendens til å bli utstabil og å rulle ujevnt langs åpningene, særlig under forhold med liten trykkforskjell på de to sider av innsatsdelen. Når trykkforskjellen er liten har innsatsdelen en tendens til å bevege seg til helt åpen stilling etter at den har kommet til delvis åpen stilling.

Et videre problem er at når innsatsdelen påvirkes i en stilling der den er nesten lukket, vil den ha en tendens til å bli ustabil og å settes i svingninger. Et ytterligere problem har vært at innsatsdelen noen ganger trenger lang tid, inntil flere minutter, for å innta lukket stilling. Formål et nined den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en ventil med en "rullende" innsatsdel, og som har forbedrede egenskaper under alle driftforhold.

Fluidstrømning gjennom fluidsystemer slik som en rørledning styres ofte av en strupeventil som omfatter et eller flere elastomere ekspansjonselementer. I alle kjente styreventiler som omfatter elastomere ekspansjonselementer trykkes visse elementer mot en eller flere åpninger ved hjelp av et fetyre-trykk til det oppnås fullt åpen stilling. Åpning av ventilen oppnås ved at styretrykket reduseres i tilstrekkelig grad under innløpstrykket til at trykket i det innstrømmende fluid beveger det elastomere element bort.fra åpningen.

Dette muliggjør strømning fra åpningen. Dette muliggjør strømning gjennom ventilen, og graden av strømning styres av hvor mye det elastomere element er beveget i forhold til åpningene. Dersom styretrykket reduseres ytterligere, åpnes ventilen mere, slik at det oppstår øket strømning gjennom ventilen. Strømning gjennom ventilen kan reduseres eller stanses ved at styretrykketøkes slik at det elastomere element dekker åpningene. En styreventil som omfatter et elastomert element er beskrevet i US-PS 3.690.344.

Kjente strupeventiler omfatter vanligvis et hus som inneholder flere komponenter, hvilket medfører høye produksjons-kostnader, at ventilene blir store og at det finnes et stort antall muligheter for lekkasjer. Dessuten har tidligere kjente strupeventiler et elastomert ekspansjonselement som påvirkes ved å strekkes eller å ekspanderes for å åpne ventilen. F.eks. virker noen ventiler ved at elementet strekkes i omkretsretningen så mye som 30% når ventilen er helt åpen.

Gjentatt strekking av det elastomere element bevirker nedsatt evne til å innta den opprinnelige form, samt at det elastomere material ødelegges etter relativt kort tid. Dessuten, fordi elementet strekkes eller ekspanderes for å åpne ventilen, kreves det en vesentlig senkning av styretrykket for å bevirke full ventilåpning, og trykkdifferansen over det elastomere element må vanligvis være meget høy.

Et annet element som vanligvis inngår i kjente styreventiler som omfatter et elastomert element er et innløps-gitter. I slike ventiler strømmer fluidet gjennom gitteret før det kommer til det styreområdet av ventilen som inneholder det elastomere element. Når ventilen er helt åpen, skjer et visst fluidtap og en hastighetsøkning over gitteret. Hastigheten kan være høy, og strømmen av fluid med høy hastighet treffer det elastomere element direkte, slik at det bevirkes erosjon på grunn av det høye trykke-t-, den.: høye hastighet og sedimenteringer i fluidet. En høy grad av erosjon i elementet bevirker øket tid for reparasjon ogøkede omkostninger på grunn av utskifting av det elastomere element. Trykkfallet medfører videre en begrensning av inn-løpstrykket for å oppnå full åpning av ventilen.

En ytterligere ulempe ved mange strupeventiler er at det oppstår en høy hastighet i utløpet. Det kreves en betyde-lig lengde for utløpsrøret for at det strømmende fluid skal omdanne sin kinetiske energi til et høyt statisk trykk.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en ventil til bruk for styring av strømmende fluider.

Et annet :formål er å komme frem til en strupeventil som omfatter bare to komponenter, for at fremstillingen skal bli billig og for at ventilen skal få et lite omfang.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å komme frem til

en strupeventil som omfatter en deformerbar, elastomer inn-

satsdel som "ruller" for å bevirke struping, hvilken ventil har forbedrede bruksegenskaper under lave trykkforskjeller over innsatsdelen.

Den foreliggende oppfinnelse angår således en ventil som

kan anvendes for å styre en fluidstrøm gjennom et fluidsystem, slik som en rørledning for gass eller væske. Ventilen omfatter et hus som avgrenser et indre kammer, og som har et innløp og et utløp i fluidkommunikasjon med kammeret. Huset omfatter dessuten en støttevegg, som en elastomer, deformerbar innsatsdel er montert i tilslutning til. Innsatsdelen i ventilen ligger i lukket stilling mot et sete inne i huset, og tetter dessuten mot et gitter som avgrenser flere ringformede strørnningskanaler gjennom huset. Oppfinnelsen gir fremfor alt den fordel at det finnes et avlastet område mellom innsatsdelen og gitteret. Dessuten medfører oppfinnelsen den fordel at innsatsdelen trykkes mot støttedelen med et midtre parti. Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser en rørledning som har en ventil i henhold til oppfinnelsen, vist i adskilt tilstand. Fig. 2 viser, delvis i snitt, en ventil i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom ventilen i lukket tilstand, etter linjen 3-3 i fig. 2. Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom ventilen i delvis åpen tilstand, etter linjen 4-4 i fig. 2 Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom ventilen i helt åpen tilstand, etter linjens 5-5 i fig. 2. Fig. 6 viser i lengdesnitt et utsnitt av ventilen, i lukket tilstand, etter linjen 6-6 i fig. 2. Fig. 7 viser i lengdesnitt et utsnitt av ventilen, i det området som er vist stiplet i fig. 6. Fig. 8 viser i lengdesnitt et utsnitt av ventilen, i nesten helt lukket tilstand. Fig. 1 viser et parti av en rørledning 10 som omfatter rør 12 og 14 og en strupeventil 16 beregnet til å styre strømmen av væske eller gass gjennom rørledningen 10. Ventilen 16 er montert mellom flenser 18 og 20 på rørene 12 og 14. Når ventilen 16 er anbragt mellom flensene 18 og 20,

er rørene 12 og 14 sammenføyd ved hjelp av flere bolter 22.

Åpning og lukking av ventilen 16 styres av et styretrykk som utøves i flere styreåpninger 28. Et typisk eksempel på an-vendelse er at en ytre regulator (ikke vist) kobles til ventilen 16 for å avføle fluidtrykkene ved innløp og ut-løp av ventilen 16 og å variere styretrykket til ventilen 16. Regulatoren kobles til ventilen 16 ved hjelp av en åpning 24, en åpning 26 og en åpning 28 i ventilen 16.

Ventilen 16 omfatter en deformerbar, elastomer innsatsdel 3 0.- Innsatsdelen 30 påvirkes av innløpstrykket når styretrykket i åpningen 28 varierer, og deformerer seg eller "ruller" inne i ventilen 16 for å styre fluidstrømmen. Innsatsdelen 30 verken strekkes eller ekspanderer for å bevirke åpning av ventilen, og det unngås således ulempene med at det elastomere material får en varig deformasjon, som ofte medfører dårlig virkning for ventiler som omfatter et ekspansjonselement.

Nærmere bestemt omfatter ventilen 16 et hus 32 og en innsatsdel 30. Huset 32 omfatter en innløpsåpning 34 og en utløpsåpning 36. Ventilen 16 er beregnet til å monteres mellom flensene 18 og 20 på rørene 12 og 14, slik at inn-løpet 34 og utløpet 36 sentreres i forhold til rørene 12

og 14 og fluidstrømmen. For at ventilen 16 skal kunne an-

vendes mellom flenser med varierende grader av strømning,

og med forskjellige fordelinger av bolter 22, har huset 32 flere spor 38 i ytterflaten. På denne måte kan det anvendes bolter 22, f.eks. 70 KP-bolter med delesirkel på 10 cm, og som blir liggende inne i sporene 38, slik at det oppnås en nøyaktig sentrering av ventilen. Den økede diameter i områdene 40 mellom sporene 38 gir øket strømnings-kapasitet sammenlignet med tidligere kjente ventiler beregnet til bruk sammen med 70 KP-bolter langs den samme delesirkel.

Ventilen 16 kan også anvendes i et system med rør 12 og 14 som krever et annet boltmønster, f^eks. 140 KP-bolter. I såfall ligger boltene langs en større delesirkel enn 70 KP-boltene, og huset 32 sentreres i forhold til denne større delesirkel. F.eks. kan boltene ha anlegg mot huset 32 i de sylindriske partier mellom sporene 38, for å sentrere huset. Alternativt,;dersom delesirkelen for boltene ikke er stor

nok til å omgi hoveddiameteren til huset, kan huset 32

dreies slik at boltene har anlegg mot sidene av sporene 38 for å sentrere huset. Følgelig kan den samme ventil 16 anvendes for forskjellige rørsystemer 10 med forskjellige flensstørrelser og forskjellige antall bolter og dele-sirkeldiametre. Ventilen sentreres i forhold til boltenes delesirkel uten at det trengs sentreringsrør eller kraver slik som ved kjente ventiler..

Fluidet strømmer gjennom ventilen 16 langs flere strømnings-baner 40, bestemt av sporene 38 og resten av huset 32. Strøm-ningsbanene 40 avgrenser en ringformet strømningsbane som for-løper fra innløpsåpningen 34 til utløpsåpningen36. Støtte-ribber 4 4 rager innover fra sporene 38, og befinner seg mellom partiene 40. Flere ribber 42 inne i huset 32 avgrenser et gitter som hovedsakelig har form av en avkortet kjegle med flere åpninger 45 mellom ribbene 42. Huset 32 inneholder dessuten et ventilsete 4 6 i nærheten av innløpet 34 og gitteret 43, slik at fluid som kommer inn i innløpet 34 strømmer forbi ventilsetet 46, gjennom åpningene 45, gjennom partiet 40 og gjennom utløpet 36.

Strømningen gjennom ventilen 16 styres ved samvirke mellom innsatsdelen 30, ventilsetet 46 og ribbene 42. Nærmere bestemt har innsatsdelen 3 0 en hovedsakelig parabolsk eller konkavkonveks utforming, med en ytre kant 4 8 og et mellomliggende eller midtre parti 50. Ved montering av ventilen 16 føres innsatsdelen 30 inn i ventilen 16 gjennom innløpet 34, inntil kanten 48 er anbragt innenfor nesen 51 på den koniske vegg i kammeret eller støttedelen 52 inne i huset 32. Når innsatsdelen 30 er montert i huset 32, ligger det ytre parti 50 av innsatsdelen 30 mot setet 46 og ribbene 42 når ventilen er lukket. Et styretrykkammer 54 avgrenses mellom støttedelen 52 og innsatsdelen 30.

Når en fluidstrøm kommer inn i rørsystemet 10, åpner ventilen 30 ved at innsatsdelen 30 "ruller" bort fra sete 46

og ribbene 4 2 på grunn av trykket i innløpet 34. Styring av stillingen til innsatsenden 30 i forhold til setet 46 og ribbene 42 utføres ved å variere styretrykket i kammeret 54. Kammeret 54 er koblet til en trykkilde for styretrykk gjennom en kanal 56 i en overgang 57 som er i fluidkommunlkasjon med åpningen 28. På denne måte kan fluidtrykket i kammeret 54 varieres ved hjelp av en ytre kilde, slik som en regulator beskrevet i US-PS 4.083.375.

Når ventilen er lukket (fig. 3), er trykket i kammeret 54 det samme som, eller større enn trykket i innløpet i rør-systemet 10. Innløpstrykket trykker det midtre parti 50

av innsatsdelen 30 mot flaten 43 og setet 46. Ventilsetet 4 6 er slik utformet at det avviker litt (ikke vist)' fra flaten til gitteret 43, slik at setet 46 trenger lenger inn i materialet i innsatsdelen 30 enn ribbene 42, slik at et tettende trykk er konsentrert mot setet 46, og bevirker en god tetning.

Dersom forholdene på utløpssiden av ventilanl6 krever åpning av ventilen og tilstrømning av fluid, deformeres innsatsdelen 30 til delvis åpen stilling, på grunn av trykkfor skjellen mellom innløpstrykket og styretrykket som virker på innsatsdelen 30 (fig. 4). Når dette skjer, vrenges det midre parti 50 av innsatsdelen 30, og bringes til anlegg mot toppen 58 av veggen 52.

Dersom f.eks. innløpstrykket var 21 kp /cm 2 og utløpstrykket

2 2

var 3,5 kp/cm , vil styretrykket være 21 kp /cm eller høyere når ventilen er lukket. For at ventilen 16 skal begynne å åpne kan styretrykket reduseres til f.eks. 20 kp/cm 2 . Trykkforskjellen på lkp /cm 2 over det parti av innsatsdelen 30 som ikke er understøttet (det parti som ikke har anlegg mot setet46 og gitteret 4 3)., bevirker en kraft som bestemmes av det areal av det ikke-understøttede parti multiplisert med trykkforskjellen på en kp/cm 2. Denne kraft bevirker at innsatsdelen vrenges slik at den blir liggende mot toppen 58 på støttedelen 52. Det parti av innsatsdelen som er i kontakt med toppen 58 påvirkes ikke lenger av styretrykket, slik at det areal av innsatsdelen 30 som ikke er understøttet reduseres. Det opptrer således en kraft som tilsvarer en trykkforskjell på 17 kp/cm 2 (styretrykket minus utløpstrykket) multiplisert med arealet av det understøttede parti av innsatsdelen 30 (det parti som ligger mot sete':46 og gitteret 43), hvilket trykk trykker det understørrede parti mot sete 46 og gitteret 43 .

Forskjellen mellom de krefter som bevirker "rulling" og trykking av innsatsdelen mot setet og ribbene søker å ."rulle" innsatsdelen 30 bort fra sete 46 og ribbene 42 når styretrykket senkes, slik at det skjer en gradvis åpning av ventilen. "Rullingen" av innsatsdelen 30 i. forhold til gitteret 4 3 som er dannet av ribbene 4 2 bevirker en varier-bar åpning av ventilen 16.

For å åpne ventilen 16 ytterligere reduseres styretrykket ytterligere. Når dette skjer, understøttes et større område av innsatsdelen 3 0 av støttedelen 52, men det området av innsatsdelen 3 0 som understøttes av gitteret 43 redu seres samtidig, og forskjellen mellom de krefter som bevirker "rulling" og trykking av innsatsdelen mot setet eller gitteret bevirker videre "rulling" av innsatsdelen 30.

På grunn av at overflaten 43 av gitteret som er dannet

av ribbene har form av en avkortet kjegle, og på grunn av den koniske form av støttedelen 52 oppnås et overpropor-sjonalt forhold mellom bevegelsen av innsatsdelen og styretrykket. Utformingen av gitteret 52 bestemmer den flate av innsatsdelen 30 som forblir ikke-understøttet, og som påvirkes av trykkforskjellen mellom innløpstrykket og styretrykket, slik at størrelsen av den kraft som søker å "rulle" innsatsdelen 30 bestemmes. Den avkortede kjegleform av ribbeflaten 43 bestemmer den flate av innsatsdelen 30 som understøttes av ribbene 42, og bestemmer derved størrelsen av den kraft som trykker innsatsdelen mot ribbene og setet.

Full ventilåpning (fig. 5) skjer når kammeret 54 har atmos-færetrykk. Kanalen 56 forblir i kommunikasjon med kammeret 54 i fullt åpen stilling. Når styretrykket i kammeret 54 bringes tilbake til innløpstrykket, føres ventilen 16 til lukket stilling.

Ventilen i henhold til oppfinnelsen, slik det er beskrevet ovenfor, virker tilfredsstillende under de fleste forhold. Ved visse forhold har imidlertid ventilen visse ulemper. Ved noen forhold har innsatsdelen 30 en tendens til å bli ustabil, idet den søker å "rulle" bort fra gitteret 43 på en ujevn måte når den beveger seg fra helt åpen til lukket stilling. Under noen forhold beveger innsatsdelen seg til helt åpen stilling etter at den bare er omtrent 2/3 åpen. Dessuten beveger innsatsdelen 30 seg sakte til helt stengt stilling fra åpen stilling, idet det noen ganger tar flere minutter-før innsatsdelen bringes til lukket stilling mot ventilsetet 46 i huset.

I henhold til oppfinnelsen er det funnet at ventilen kan ut-formes slik at den får forbedret stabilitet under alle driftsforhold. De nevnte ulemper, særlig at ventilen lukker sakte, kan unngås ved nærmere bestemte utførelses-former.

Det er funnet at anordningen av et avlastet område 61

(vist krysskravert i fig. 7) mellom innsatsdelen 30 og ribbene 42 langs anleggsområdet 63 mellom innsatsdelen 30

og ribbene 42 bevirker forbedret stabilitet og raskere retur til helt lukket stilling. Med anleggsområdet menes et plan mellom det parti der innsatsdelen 30 har anlegg mot ventilsetet 4 6 og det parti der innsatsdelen har anlegg mot ribbene 4 2 i det nederste punkt når ventilen er lukket.

Det nevnte anleggsområdet ligger således i en avkortet kjegleflate mellom innsatsdelen 30 og ribbene 42. I henhold til oppfinnelsen har innsåtséelen 30 en ytre flate med avkortet kjegleform og som ligger i en viss avstand fra gitteret som dannes av ribbene 42 når trykket i styrekammeret 54 tilsvarer trykket i åpningene 4 5 mens innsatsdelen er i lukket stilling.

Som det best fremgår av fig. 6, omfatter ventilen i henhold til oppfinnelsen et ytterligere trekk ved innsatsdelen 30

for å forbedre stabiliteten under den første del av ventilens åpning. Innsatsdelen 30 har et topparti 77 som trykkes ned i forhold til et tangentplan til det øverste parti av innsatsdelen. Nedtrykkingen av toppartiet 77 bevirker tidligere kontakt mellom innsatsdelen 30 og toppen 58 på støttedelen 52 når innsatsdelen beveger seg fra lukket stilling. Denne tidlige, kontakt mellom innsatsdelen 30 og toppen 58 av støtte-delen 52 øker stabiliteten til innsatsdelen og bevirker en jevnere bevegelse av innsatsdelen når ventilen er delvis åpen. Ettersom ventilen under bruk nesten alltid er delvis åpen, er denne forbedrede stabilitet til innsatsdelen som oppnås på grunn av den nedtrykkede topp meget viktig. Fortrinnsvis er nedtrykkingen av toppartiet tilstrekkelig til at det nederste parti av toppen befinner seg en avstand nærmere toppen 58 av støttedelen 52 som utgjør omtrent 1-5% av ytterdiametren til innsatsdelen.

Det avlastede parti 61 kan dannes ved utformningen av innsatsdelen eller av anleggsflaten på ribbene 42 som danner gitteret. Spalten ved det avlastede parti er ikke kritisk, og behøver ikke å ha jevn bredde. Hovedsakelig er spalt-bredden i det minste 2% av tykkelsen til innsatsdelen, og overstiger ikke omtrent 50% av tykkelsen til innsatsdelen på noe sted. Det er ikke nødvendig at det avlastede parti forløper i hele lengden av den teoretiske anleggsflate 63. Imidlertid forløper det avlastede parti 61 fortrinnsvis mellom punkter i en viss avstand fra begge emner av anleggsområdet, til et punkt som er i det minste 2 5% av lengden til anleggsområdet.

Fortrinnsvis dannes det avlastede parti 61 ved utformningen av innsatsdelen 30. Slik det best fremgår av fig. 6, kan det avlastede parti 61 dannes på følgende måte. Det øvre, buede parti 71 av innsatsdelen fortsetter forbi kanten 46, hvoretter innsatsdelen avviker fra anleggslinjen 63. Et ytre parti 73 på innsatsdelen forløper hovedsakelig langs en kjegleflate, under en vinkel A med aksialretningen til innsatsdelen 30. Mellom forlengelsen av den buede overflate 71 og partiet 73 er et overgangsparti 75. Fortrinnsvis er<*>vinkelen A omtrent 40 - 50°, fortrinnsvis omtrent 45°. Partiet 73 kommer således ikke i kontakt med ribbene 42, idet partiet 73 befinner seg i avstand fra anleggslinjen 63.

Det avlastede parti kan dannes slik som forklart ovenfor, eller ved at ribbenes form forandres, eller ved en kombina-sjon av begge muligheter. Spalten ved det avlastede parti er fortrinnsvis kileformet, men kan ha hvilken som helst passende form, slik som firkantet, trekantet, rombeformet eller krumlinjet.

Den indre overflate 74 på innsiden av innsatsdelen 30

danner en annen vinkel B med aksialretningen til innsatsdelen. Vinkelen B er fortrinnsvis mindre enn vinkelen A, slik at tverrsnittet til innsatsdelen 30 i sideområdet er

konisk og har større tykkelse i nærheten av ytterkanten av innsatsdelen enn i det midtre området av innsatsdelen 30. Fortrinnsvis er vinkelen B omtrent 30 - 4 5°, fortrinnsvis omtrent 35°. Det vil forstås at et kjegleformet tverrsnitt for innsatsdelen 30 er en foretrukket utførelsesform, men at det kan anvendes jevn tykkelse, slik at vinkelen A tilsvarer vinkelen B.

Uten å knytte noen bestemt teori til oppfinnelsen, antas det at den forbedrede virkemåte til ventilen i henhold til oppfinnelsen skyldes både utformningen av innsatsdelen og ventilhuset, samt innsatsdelens dynamiske oppførsel ved regulering av ventilen i delvis åpen stilling. Nærmere bestemt antas det at friksjonen mellom innsatsdelen og ribbene som danner gitteret er redusert under "rullingen" av innsatsdelen, ved at det er oppnådd en bærende virkning i område hovedsakelig uten trykkforskjell som oppstår langs overflaten av innsatsdelen. Det antas at når ventilen er delvis åpen, vil det altid være et punkt langs overflaten av innsatsdelen 30 der trykkforskjellen over innsatsdelen 30 hovedsakelig er 0.

Som et nærmere eksempel kan nevnes at når innløpstrykket er

2 2 o 21 kp/cm og utløpstrykket som styres er 3,5 kp/cm , ma styretrykket i kammeret 54 ligge mellom innløpstrykket og utløps-trykket når ventilen er delvis åpen. Styretrykket vil vanligvis ligge nærmere innløpstrykket enn utløpstrykket. Ettersom innløpstrykket strupes gjennom åpningene 4 2 og den ringformede kanal 45, ned til utløpstrykket,,forandres således trykket fra 21 kp/cm 2 til 3,5 kp/cm 2. På grunn av den vesentlig større vidde til ventilhuset for ventilen i henhold til oppfinnelsen, antas det at denne trykkforandring hovedsakelig er fullført like etter det fremste parti av innsatsdelen. Fordi trykket 2 2

forandres fra 21 kp/cm (innløpet) til 3,5 kp/cm (utløpet), finnes det et punkt like etter det fremste parti av innsatsdelen der trykket mot utsiden av innsatsdelen er hovedsakelig det samme som styretrykket på innsiden av innsatsdelen.

Når ventilen betjenes ved en trykkforskjell mellom styrekammeret 54 og områdene mellom åpningene 42 som overstiger grensene for elastisk deformasjon av innsatsdelen 30, deformeres innsatsdelen på grunn av trykkforskjellen, inn i det avlastede område og i kontakt med ribbene 42, og det er ingen spalt mellom innsatsdelen og ribbene. Det antas imidlertid at når trykkforskjellen er 0 eller like i nærheten av 0, er de elastiske egenskaper til innsatsdélen tilstrekkelige til å holde innsatsdélen bort fra kontakt med ribbene 42. Dette medfører at det dannes en lomme der innsatsdelen 3 0 er adskilt fra ribbene 42. Denne lomme fylles med det fluid som styres, og fluidet virker som en understøttelse og minsker friksjonen, slik at "rullebevegelsen" til innsatsdelen skjer lettere.

Det antas at utformningen av innsatsdelen har en slik form

som vist i fig. 8 i det fremre parti under rullingen mellom åpen og lukket stilling. Som vist i fig. 8, antas det at en lomme 67 er dannet på grunn av innsatsdelens elastiske egenskaper, ved et punkt der trykkforskjellen er hovedsakelig lik 0. Dannelsen av lommen forandrer dessuten geometrien i det fremre parti 69 av innsatsdelen. Dannelsen av lommen minsker den kraft som innsatsdelen utøver vinkelrett mot overflaten av ribbene 42. Kombinasjonen av den minskede kraft vinkelrett på overflaten av ribbene og den minskede friksjon på grunn av den bærende virkning av lommen bevirker en vesentlig lettere bevegelse av det fremre parti 69 av den "rullende" innsatsdel.

En ventil i henhold til den foreliggende oppfinnelse medfører vesentlige fordeler under alle bruksforhold. Ventilen er imidlertid særlig beregnet til bruk der trykkforskjellen mellom styrekammeret og utløpet er relativt lavt.

Det vil umiddelbart forstås at ventilen i henhold til oppfinnelsen kan utføres anderledes enn beskrevet, og f.eks. kan ventilhuset være utført i ett stykke. Alternativt kan de forskjellige deler av ventilen, slik som huset, ribbene og støtte-delen, være separate deler som sammenføyes ved hjelp av passende midler ved monteringen.

Claims (7)

1. Ventil for styring av fluidstrøm gjennom en ledning, omfattende et hus med en innløpsåpning, en utløpsåpning hovedsakelig koaksialt med innløpsåpningen og et indre hulrom, en støttedel som rager i tverretning over det midtre parti av hulrommet, slik at det avgrenses en ringformet kanal for fluid fra innløpsåpningen til utløpsåpningen, flere ribber som rager fra omkretspartiet av støttedelen og mot innløpåpningen i husét, og danner et gitter med hovedsakelig form av en avkortet kjegle, med åpninger, en elastomer, konkavkonveks innsatsdel anordnet foran støttedelen, med sitt kantparti i tettende forhold til kantpartiet av støttedelen, slik at det avgrenses et styrekammer mellom innsatsdelen og støttedelen, idet den indre flate av gitteret og ytre flate av innsatsdelen vender mot hverandre, fog idet støttedelen har et ytre parti som rager i retning mot innsatsdelenf slik at innsatsdelen ligger mot dette midtre parti når den vrenges, og midler for å minske og øke fluid-trykket i styrekammeret, idet minskning av trykket bevirker at innsatsdelen vrenges og "ruller" langs gitteret fra lukket stilling, der- alle åpningene ér dekket av innsatsdelen, til stillinger der stadig større områder av åpningene frilegges, slik at det muliggjøres en styrt og progressivt økende fluidstrøm gjennom åpningene og gjennom den ringformede kanal, idet økning av trykket bevirker den motsatte bevegelse av innsatsdelen,.. karakterisert ved at den indre flate av gitteret og den ytre flate av innsatsdelen er slik utformet og plassert at når ventilen er lukket er de nevnte flater i avstand fra hverandre..

2. Ventil som angitt i krav 1, karakterisert ved at idet minste et parti den ytre flate på innsatsdelen er forsenket.

3. „Ventil som angitt i krav 1, k a r a k t e r i i s e r t ved at idet minste et parti av den indre flate på gitteret er forsenket.

4. Ventil som angitt i krav 1, karakterisert ved at de samvirkende flater ligger i en innbyrdes avstand på omtrent 2 til omtrent 50% av tykkelsen av innsatsdelen.

5. „ Innsatsdel til bruk i en fluidventil som omfatter et hus med en innlø psåpning., en utlø psåpning hovedsakelig koaksial med innløpsåpningen og et indre hulrom, en støttedel som rager i tverretning over det midtre parti av hulrommet og avgrenser en ringformet kanal for fluidstrømmen fra innløpsåpningen til utløpsåpningen, flere ribber som rager fra kantpartiet av støttedelen og mot innløpsåpningen, for å danne et gitter med hovedsakelig form av en avkortet kjegle, og med flere åpninger, en elastomer, konkavkonveks innsatsdel anordnet på innløps-siden av støttedelen, med sitt kantparti i tettende forhold til kantpartiet av støttedelen/.,.slik at det er dannet et styrekammer mellom innsatsdelen og støttedelen, idet den indre flate av gitteret og den ytre flate av innsatsdelen vender mot hverandre, og idet støttedelen har et midtre parti som rager mot innsatsdelen, slik at innsatsdelen ligger mot dette midtre parti når den er vrengt, samt midler for å minske og øke fluidtrykket i styrekammeret, idet minskning av trykket bevirker at innsatsdelen vrenger seg og "ruller" langs gitteret fra en lukket stilling der alle åpningene er dekket av innsatsdelen og til stillinger der et stadig større område av åpningene frilegges, slik at det muliggjøres en styrt og pro-ressivt økende fluidstrøm gjennom åpningene og gjennom den ringformede kanal, og idet enø kning av trykket i kammeret bevirker den motsatte bevegelse av innsatsdelen, karakterisert ved at den ytre flåte på innsatsdelen befinner seg i avstand fra den indre, samvirkende flate på gitteret, idet den ytre flate på innsatsdelen er konisk idet område av partiet som kommer i kontakt med gitteret som befinner seg langs kanten av støttedelen.

6. Innstasdel som angitt i krav 5, karakterisert ved at den ytre flate er toro-idformet i det øvrige område av det parti som kommer i kontakt med den indre flate på gitteret.

7.. Innsatsdel som angitt i krav 5, karakterisert ved at tykkelsen av innsatsdelen i dens koniske parti avtar innover fra kantpartiet av støtte-delen .