FI73057B

FI73057B - SPINDELVENTIL FOER ETT TRYCKUNDERKASTAT STROEMMANDE MEDIUM.

Info

Publication number: FI73057B
Application number: FI853554A
Authority: FI
Inventors: Erkki Pietari Niskanen
Original assignee: Erkki Pietari Niskanen
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1987-04-30
Also published as: FI73057C; FI853554A0

Description

1 730571 73057

Karaventtiili paineistettua virtaavaa väliainetta varten Tämän keksinnön kohteena on karaventtiili paineistettua virtaavaa väliainetta varten, johon venttiiliin 5 kuuluu - runko, jossa on vähintään kaksi liitäntää ja liitännät toisistaan erottava venttiilipesä, - rungon varaan aksiaalisesti liukuvasti laakeroi tu kara, joka on varustettu venttiilipesässä sijaitsevalle) la venttiililautasella, - toimilaite karan liikuttelemiseksi aksiaalisesti venttiililautasen siirtämiseksi toisen liitännän sulkevan sulkuasennon ja tämän liitännän avaavan aukiasen-non välillä, 15 - jolloin karaan on kiinnitetty venttiilipesässä sijaitseva vastakappale, joka muodostaa venttiilipesässä sijaitsevan toimilaitteen liikkuvan osan.The present invention relates to a spindle valve for a pressurized fluid, the valve 5 comprising - a body having at least two connections and a valve housing separating the connections, , - an actuator for axially moving the stem to move the valve plate between the closing position closing the second connection and the open position opening this connection, 15 - wherein a counterpiece in the valve housing is attached to the stem, forming a movable part of the actuator in the valve housing.

Useissa käyttötapauksissa on olemassa vaara, että putkistossa esiintyy paineiskuja, jotka voivat olla mo-20 ninkertaisesti suurempia kuin normaali väliainepaine put kistossa. Esimerkiksi elintarviketeollisuudessa on ehdottoman välttämätöntä, ettei sulkija tahattomasti aukea tällaisten hetkellisten paineiskujen vaikutuksesta.In many applications, there is a risk of pressure shocks in the piping, which can be many times higher than the normal medium pressure in the piping. In the food industry, for example, it is absolutely essential that the closure does not inadvertently open as a result of such momentary pressure shocks.

PCT-hakemusjulkaisussa W0 84/03344 on esitetty 25 karaventtiili, jossa venttiilipesään on asennettu runkoon tuettu vastakappale, joka sijaitsee tuloliitännän aksiaalisella jatkeella ja jonka pinta-ala karan liikesuuntaa vastaan poikittaisessa tasossa vastaa olennaisesti tuloliitännän poikkileikkauspinta-alaa. Sulkija on 30 kuppimainen ja ympäröi vastakappaletta väliainetiiviis- ti.PCT application WO 84/03344 discloses a spindle valve 25 in which a valve-supported counterpart is mounted on the valve housing, located on an axial extension of the inlet connection and having a surface area substantially transverse to the direction of movement of the spindle corresponding to the cross-sectional area of the inlet connection. The closure is cup-shaped and surrounds the mating piece in a medium-tight manner.

Tällaisen rakenteen ansiosta saadaan sulkija tasapainotetuksi ja vapautetuksi suurelta osin väliaineen paineen avaavalta vaikutukselta ja mahdollisen paineiskun 35 aiheuttamilta voimilta kiinteän vastakappaleen avulla, jo- 73057 ka kokonaan vastaanottaa nämä rasitukset.Thanks to such a structure, the closure is largely balanced and released from the opening effect of the pressure of the medium and from the forces caused by a possible pressure shock 35 by means of a fixed counterpart, which completely absorbs these stresses.

PCT-julkaisun mukaisessa venttiilissä ulottuu sulkijaa liikutteleva kara venttiilipesästä venttiilin rungon läpi ulkopuoliseen toimilaitteeseen, esim. solenoidiin, 5 jonka avulla kara saadaan vedetyksi aksiaalisesti ulospäin venttiilin avaamista varten. Puristusjousi palauttaa karan suljettuun asentoon. Liikkuvan elementin, tässä tapauksessa karan ulottuminen rungon läpi venttiilipesän ulkopuolelle aiheuttaa kuitenkin aina tiivistysongelmia, koska 10 on olemassa vaara, että tiivisteet kuluvat tai muusta syystä pettävät karan liikkeiden vaikutuksesta ja päästävät väliainetta vuotamaan rungon ulkopuolelle. Vastaavasti syntyy epätiivis yhteys venttiilin ulkopuolelta vent-tiilipesään. Tämä on hyvin haitallista etenkin elintarvi-15 keteollisuudessa.In a valve according to the PCT publication, a stem moving the closure extends from the valve housing through the valve body to an external actuator, e.g. a solenoid 5, by means of which the stem is pulled axially outwards to open the valve. The compression spring returns the spindle to the closed position. However, the extension of the movable element, in this case the stem through the body, outside the valve housing always causes sealing problems, as there is a risk that the seals will wear or otherwise fail due to stem movements and allow the medium to leak outside the body. Correspondingly, a leaky connection is created from outside the valve to the valve seat. This is very harmful, especially in the food-15 industry.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kara-venttiili, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa venttiilin muodostamisen olennaisesti täysin tasapainotetuksi ja hermeettisesti suljetuksi siitä huo-20 limatta, että karaa liikutellaan toimilaitteen avulla.The object of the present invention is to provide a stem valve which avoids the above-mentioned drawbacks and allows the valve to be formed substantially completely balanced and hermetically sealed without the stem being moved by means of an actuator.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella kara-venttiilillä, jolle on tunnusomaista se, - että vastakappaleen aksiaalisesti vaikuttavan väliainepaineen alainen pinta-ala on olennaisesti yhtä 25 suuri kuin venttiililautasen vastaava pinta-ala, ja - että toimilaitteen palautusväline on sovitettu väliainetiiviisti eristetysti venttiilipesään.This object is achieved by a stem valve according to the invention, characterized in that - the area under the axially acting fluid pressure of the counterpart is substantially equal to the corresponding area of the valve plate, and - that the actuator return means is arranged in a fluid-tight manner in the valve housing.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että karan venttiililautasen tasapainottamiseksi paineiskuja vas-30 taan tarvittava vastakappale tehdään pinta-alaltaan venttiililautasen kokoiseksi ja käytetään hyväksi karaa lii-kuttelevan toimilaitteen mäntänä tai sylinterinä. Kun myös palautusväline on asennettu väliainetiiviisti venttiilipesään, saadaan toimilaite suljetuksi kokonaan vent-35 tiilin rungon sisäpuolelle. Tällä tavalla varmistetaan, 3 73057 että venttiilipesästä ei pääse syntyinään mitään tahatonta väliaineyhteyttä venttiilin ulkopuolelle. Venttiili on tästä huolimatta edelleen tasapainotettu paineiskuja vastaan.The invention is based on the idea that the counterpart required to balance the valve plate of the stem against pressure shocks is made to the size of the valve plate in its surface area and is utilized as a piston or cylinder of the actuator moving the stem. When the return means is also mounted in a fluid-tight manner in the valve housing, the actuator is completely closed inside the body of the vent-35 brick. In this way, it is ensured that no unintentional medium connection can escape from the valve housing outside the valve. Nevertheless, the valve is still balanced against pressure shocks.

Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavassa viitaten 5 oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää aksiaalileikkauksena keksintöä sovellettuna 2-tieventtiiliin, ja kuvio 2 esittää aksiaalileikkauksena keksintöä sovellettuna 3-tieventtiiliin.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an axial section of the invention applied to a 2-way valve, and Fig. 2 shows an axial section of the invention applied to a 3-way valve.

10 Piirustusten kuviossa 1 esitetty karaventtiili kä sittää rungon 1, jossa on venttiilipesä 2 ja kaksi siihen liittyvää liitäntää 3, 4. Venttiiliin kuuluu myös kara 5, jonka toisessa päässä on venttiililautanen 6, joka on yhteistoiminnassa venttiilipesässä olevan virtausaukon 7 sul-15 kupinnan 7a kanssa virtausaukon sulkemista ja avaamista varten.The stem valve shown in Fig. 1 of the drawings comprises a body 1 with a valve housing 2 and two associated connections 3, 4. The valve also includes a stem 5 having a valve plate 6 at one end cooperating with the cup opening 7a of the flow opening 7 in the valve housing. for closing and opening the flow opening.

Karan vastakkaisessa päässä on levemäinen vastakappale 8, joka muodostaa karaa liikuttelevään toimilaitteeseen 9 kuuluvan paineväliainesylinterin männän. Rungon toi-20 sesta päädystä 1a ulkonee venttiilipesään lieriömäinen uloke 10, joka yhdessä vastakappaleen 9 kanssa muodostaa mainitun paineväliainesylinterin. Rungon päädyssä on lii-täntäaukko 11 paineväliainelähteeseen liitettävää paine-väliaine johtoa varten.At the opposite end of the mandrel there is a wide abutment 8 which forms the piston of a pressure medium cylinder belonging to the actuator 9 moving the mandrel. Protruding from the other end 1a of the body into the valve housing is a cylindrical projection 10 which, together with the mating piece 9, forms said pressure medium cylinder. At the end of the body there is a connection opening 11 for a pressure medium line to be connected to the pressure medium source.

25 Venttiililautaseen on muodostettu rungon toista päätyä 1b päin ulkoneva lieriömäinen holkki 12 ja rungon tästä päädystä ulkonee venttiilipesään lieriömäinen uloke 13, jonka sisään holkki 12 ulottuu aksiaalisesti liukuvasti. Hoikin sisään on asennettu venttiililautasen ja päädyn 30 väliin toimilaitteen palautusosa, nimittäin puristusjousi 14, joka pyrkii työntämään venttiililautasta sulkuasentoa kohti. Holkki painautuu tiivisteen 15 välityksellä paine-väliainetiiviisti ulokkeen sisäpintaa vasten.A cylindrical sleeve 12 projecting towards the other end 1b of the body is formed on the valve plate, and a cylindrical projection 13 protrudes from this end of the body into the valve housing, into which the sleeve 12 extends axially slidably. Inside the sleeve is mounted between the valve plate and the end 30 an actuator return part, namely a compression spring 14 which tends to push the valve plate towards the closed position. The sleeve is pressed against the inner surface of the projection in a pressure-fluid-tight manner by means of a seal 15.

Uloke 10, mäntä 8, kara 5, venttiililautanen 6 ja 35 holkki 12 ja uloke 13 ovat keskenään sama-akselisia, niin että kara liikkuu aksiaalisesti ulokkeiden 10 ja 13 ohjaamana .The protrusion 10, the piston 8, the stem 5, the sleeve 12 of the valve plate 6 and 35 and the protrusion 13 are coaxial with each other, so that the stem moves axially under the control of the protrusions 10 and 13.

4 730574,73057

Vastakappaleen 8 pinta 8a, johon venttiilipesässä vallitseva nestepaine kohdistaa aksiaalisuuntaisen voiman F, on yhtä suuri kuin venttiililautasen 6 se pinta 6a, johon nestepaine kohdistaa vastaavan aksiaalisen voiman F, 5 niin että kara on tasapainossa, eivätkä nesteen mahdolliset paineiskut aiheuta venttiililautasta avaavaa vaikutusta.The surface 8a of the mating piece 8, to which the fluid pressure in the valve housing applies an axial force F, is equal to the surface 6a of the valve plate 6 to which the fluid pressure applies a corresponding axial force F, 5 so that the stem is in equilibrium.

Huomataan lisäksi, että toimilaite sijaitsee täysin venttiilipesän sisässä ja että ainoa toimilaitteen läpivienti venttiilipesästä rungon ulkopuolelle on liitäntä-10 aukko 11, joka on helposti liitettävissä paineväliaineput-keen ehdottoman väliainetiiviisti. Venttiilipesä saadaan näin täysin hermeettisesti suljetuksi liitäntöjä lukuunottamatta.It is further noted that the actuator is located entirely inside the valve housing and that the only passage of the actuator from the valve housing to the outside of the body is the opening 11 of the connection-10, which can be easily connected to the pressure medium pipe in an absolutely medium-tight manner. The valve housing is thus made completely hermetically sealed, with the exception of the connections.

Piirustusten kuviossa 2 on esitetty 3-tieventti.ili, 15 johon keksintöä on sovellettu. Venttiilin rungossa on kolmas liitäntä 4' ja venttiilipesässä on toinen virtausaukko 7' sulkupintoineen 7a'.Figure 2 of the drawings shows a 3-way valve to which the invention has been applied. The valve body has a third connection 4 'and the valve housing has a second flow opening 7' with its closing surfaces 7a '.

Karan vastakappale 8 muodostaa lieriömäisen hoikin 1b, joka päättyy toiseen venttiililautaseen 6, joka on 20 yhteistoiminnassa mainitun toisen virtausaukon kanssa ja on identtinen ensimmäisen venttiililautasen 6 kanssa.The stem counterpiece 8 forms a cylindrical sleeve 1b terminating in a second valve plate 6 which cooperates with said second flow opening and is identical to the first valve plate 6.

Tässäkin suoritusmuodossa sijaitsee toimilaite kokonaisuudessaan venttiilipesässä ja kara venttiililautasi-neen on täysin tasapainotettu paineiskuja vastaan.Also in this embodiment, the actuator is located entirely in the valve housing and the stem of your valve plate is perfectly balanced against pressure shocks.

25 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on vain tar koitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen karaventtiili vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä on mahdollista, että palautusjousi ja paineväliainesylinteri vaihtavat 30 paikkoja. Samoin on eräissä tapauksissa mahdollista sijoittaa palautusjousi samalle puolelle vastakappaleen kanssa.The drawings and the related explanation are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the spindle valve according to the invention may vary within the scope of the claims. Thus, it is possible for the return spring and the pressure medium cylinder to swap 30 positions. Likewise, in some cases it is possible to place the return spring on the same side as the counterpart.

On myös mahdollista korvata palautusjousi paineväliaine-sylinterillä. Edelleen on mahdollista, että holkkimainen vastakappale on järjestetty ympäröimään uloketta 10 ulko-35 puolisesti sen asemesta, että vastakappale liikkuu ulokkeen sisällä.It is also possible to replace the return spring with a pressure medium cylinder. It is further possible that the sleeve-like counterpart is arranged to surround the protrusion 10 on the outside instead of the counterpart moving inside the protrusion.

Claims

A stem valve for pressurized fluid, the valve comprising 5 - a body (1) having at least two connections (3, 4 and a valve housing (2) separating the connections), - a stem (5) slidably mounted on the body from an axial sliding bearing, which is: provided with a valve plate (6) in the valve housing, 10. an actuator (9) for axially moving the stem to move the valve plate between the closing position closing the second connection and the open position opening this connection, - a counterpiece located in the valve stem (2) (8), which forms a movable part of the actuator (9) in the valve housing, characterized in that - the area (8a) under the axially acting medium pressure of the counterpiece (8) is substantially equal to the corresponding area (6a) of the valve plate , and - that the actuator return means (14) is arranged in a fluid-tight valve housing.

Valve according to Claim 1, characterized in that the mating piece (8) forms a piston of the actuator (9).

A valve according to claim 1 or 2, wherein the body is provided with three connections (3, 4, 4 ') connected to the valve housing (2) and the valve housing has two flow openings (7, 7' optionally closed by the valve plates (6, 6 '). ), characterized in that the mating piece (8) is formed to act as a second valve plate (61) of the valve -

Valve according to Claim 2, characterized in that the other end 6 73057 (1a) of the body (1) has a cylindrical projection (10) projecting axially into the valve housing (2), which acts as a cylinder of the piston (8).

Valve according to Claim 4, characterized in that the opposite end (1b) of the body (1) has a cylindrical projection (13) projecting axially into the valve housing (2) and in that the valve plate (6) is connected to an axial sleeve (12) which is axially slidably mounted on said protrusion, the sleeve and the protrusion forming a housing for the return means (14) 10.

5,73057

Valve according to Claim 5, characterized in that the return means (14) is a compression spring. 73057