NL8004339A - Afsluiter met gebalanceerd kleplichaam. - Google Patents

Description

* 9 " 80.3274/M/Rdm/ sme

Korte aanduiding: Afsluiter met gebalanceerd kleplichaam.

De uitvinding heeft betrekking op een met een stromend medium bestuurde afsluiter.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een afsluiter met een gebalanceerd kleplichaam, tot welke afsluiters 5 waarin het kleplichaam aan eenzelfde druk op zijn twee eindvlakken is onderworpen, zodat de werking van het af te sluiten medium met zeer kleine krachten op het kleplichaam uitoefent en dus zowel· het kleplichaam als zijn aandrijforgaan slechts aan lage spanningen worden onderworpen. Het gevolg hiervan is dat het kleplichaam 70 uiterst compact en van eenvoudige constructie kan zijn.

Het onderwerp van de onderhavige uitvinding is een afsluiter met een uitgebalanceerd kleplichaam dat coaxiaal ten opzichte van de stromingsrichting is geplaatst waarbij het kleplichaam en het beweegbare gedeelte van een aandrijfinrichting 75 stijf met elkaar verplaatsen in niet met elkaar samenvallende evenwijdige richtingen.

Volgens de uitvinding is dit mogelijk met een afsluiter die daardoor is gekenmerkt, dat de stromingsrichting van een af te sluiten medium, coaxiaal ten opzichte van het kleplichaam is ge-20 richt en of wel in dezelfde dan wel in tegengestelde richting aan de bewegingsrichting van het kleplichaam verloopt, welk kleplichaam schuifbaar is in een coaxiaal aangebracht huis en dat de translatie-beweging van het kleplichaam bestuurbaar is met een aandrijfstang door middel van een veerkrachtige stuurarm.

25 De afsluiter volgens de uitvinding is zodanig uitge voerd, dat deze een kleplichaam omvat, dat schuifbaar is in een cilindrisch huis voorzien van uitlaadpoorten coaxiaal ten opzichte van een pijp.

Het kleplichaam is uitgebalanceerd door middel van 30 doorboringen, die dezelfde druk aan de beide zijden van het kleplichaam en in de twee ruimten van het huis gelijk houden, bijvoor- 8004339 - 2 - beeld bovenstrooms en benedenstrooms van het kleplichaam.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekening nader toegelicht, waarin: fig. 1 een doorsnede van een afsluiter volgens de uit-5 vinding in een eerste uitvoering; fig. 2 eenzelfde doorsnede als van fig. 1 maar in een tweede uitvoeringsvorm; fig. 3 een axiale doorsnede door het kleplichaam; fig. 4a-4d afbeeldingen van de afsluiter volgens de 10 uitvinding onder verschillende werkomstandigheden; fig. 5 een schematisch aanzicht met verschillende aansluitmogelijkheden van de afsluiter; fig. 6 een doorsnede voorzien van afdichtingsmiddelen voor een aandrijfstang; 15 fig. 7 een doorsnede met een tweede mogelijkheid voor afdichtingsmiddelen van de aandrijfstang? fig, 8 een aanzicht van de bevestiging van de aandrijfstang met een stuurarm; fig, 9 een doorsnede door een huis van de afsluiter in 20 een eerste uitvoeringsvorm; fig. 10 een doorsnede door het huis van de afsluiter in een tweede uitvoeringsvorm; fig. 11 een gedeeltelijke axiale doorsnede door het huis van de afsluiter en het huis van het kleplichaam met hierin 25 dit kleplichaam eveneens in gedeeltelijk axiale doorsnede; fig. 12 eenzelfde doorsnede als van fig, 11 met een andere uitvoering van het huis voor het kleplichaam eveneens in een andere uitvoering; en fig. 13 eenzelfde doorsnede als van fig. 12 maar in 30 een andere uitvoeringsvorm toont.

Het kleplichaam 1 van in hoofdzaak cilindervormig model wordt bestuurd door een arm 2, die met behulp van verbindingsmiddelen 3 werkzaam met het kleplichaam is verbonden, welk klep- 8004339 ί - 3 - lichaam in het huis 4 schuifbaar is. Het huis 4 van in hoofdzaak cilindervormig model is voorzien van poorten die symmetrisch over het cilindervlak zijn aangebracht om een verbinding tussen de in-en uitlaat van de afsluiter tot stand te brengen. Wanneer het klep-5 lichaam zich verplaatst, sluit deze de poorten of geeft deze vrij zodat een stroming wordt bestuurd.

Zoals uit fig. 3 blijkt is het kleplichaam voorzien van een holte die loodrecht staat op de as van het kleplichaam, teneinde de verbindingsmiddelen 3 op te nemen. In het kleplichaam 10 is tenminste één doorboring 5 aangebracht om de ruimte 6 met de ruimte 7 in verbinding te brengen, zodat hierin dezelftfe druk kan heersen. Het huis 4 is voorzien van één enkele klepzitting 8 ter voorkoming van lekkage of deze tot een minimum terug te brengen wanneer de afsluiter is gesloten en van een afdichtingsring 9 ter 15 voorkoming van lekkage tussen de bovenstroomse en benedenstroomse delen door de balanceeruitboringen heen.

Het buitenste eind van het huis is voorzien van een conisch afbuiggedeelte terwijl het andere eind eindigt in een kraag ter ondersteuning op het afsluiterlichaam 17.

20 De kant van het kleplichaam die naar de zitting is toe gekeerd, heeft een conisch model en de randen van de poorten in het huis zijn afgerond. Hierdoor wordt drukval verminderd en de nadelen voortvloeiende uit de stroomlijnen van het medium die niet geleidelijk verlopen, worden eveneens verminderd.

25 In de getekende uitvoeringsvoorbeelden wordt de ver binding 3 tussen de arm en het kleplichaam gevormd door middel van twee kogels die zijn opgesloten door middel van een borgbout. De puntaanraking tussen de arm en het kleplichaam garandeert hierdoor een gemakkelijk glijden van het kleplichaam in het huis en verschaft 30 ook een beter zitten van het kleplichaam op de klepzitting wanneer de afsluiter is gesloten. Ter vereenvoudiging van de constructie heeft de stuurarm 2 bij voorkeur een zwanehalsvormig verloop. De stuurarm 2 is stijf met de aandrijfstang 10 verbonden door middel - 4 - van een conische gespleten bus 11, die is opgesloten door middel van een ringmoer, die op de conische bus is geschroefd. De verbinding tussen de aandrijfstang en de bus heeft bijzonder voordeel zowel in het opheffen van effecten ten gevolge van mogelijke fou-5 ten in de eenwijdige opstelling tussen de as van de aandrijfstang en de as van het kleplichaam en voor het compenseren van fouten in de evenwijdigheid in de wanden van de radiale holte in het kleplichaam.

Omdat de stuurarm veerkrachtig is, dempt en absorbeert 10 deze soort van verbinding elke spanning ten gevolge van tijdelijke situaties in de stromingsbelastingen van de media die door de afsluiter gaan.

Een bijzonderheid van de afsluiter volgens de uitvinding is het feit, dat deze zonder flenzen voor verbinding aan 15 een pijp is uitgevoerd.

In dit verband kan volgens een verkozen uitvoeringsvorm de afsluiter tussen eindflenzen van de pijp worden geklemd door middel van veerkrachtige trekstangen en een hierbij geschikte pakking. Deze manier van opstelling vermindert de spanningen waar-20 aan het lichaam van de afsluiter onder invloed van de druk wordt onderworpen.

Voorts vergemakkelijkt deze uitvoering in het bijzonder het gieten, dat noodzakelijk voor het vervaardigen van het lichaam en vermindert het gewicht en de totale afmetingen van de 25 afsluiter.

Ten gevolge van de symmetrie van de afdekkap kan de aandrijfinrichting evenwijdig aan de as van de pijp aan beide zijden van de afdekkap worden gemonteerd, zodat de werking van de aandrijfinrichting kan worden omgekeerd van "lucht gesloten" naar 30 "lucht open".

Omdat de werking van de afsluiter onafhankelijk van de richting waarin het medium door het afsluiterlichaam stroomt, zijn in de fig. 4A-4D vier werkingsmogelijkheden aanwezig, en wel: 8004339 4 » - 5 - A lucht open - stroming gesloten B lucht gesloten - stroming gesloten C lucht open - stroming open D lucht gesloten - stroming open.

5 Omdat de intrinsieke kenmerken van de afsluiter en in het bijzonder het feit dat zijn totale afmeting en gewicht geringer zijn dan bij de gebruikelijke overeenkomstige afsluiters, kan de afsluiter in elke stand in een pijp worden gemonteerd, zoals schematisch in fig. 5 is afgebeeld.

10 De afsluiter kan in twee uitvoeringen worden gebouwd.

In de eerste plaats, zoals in fig. 1 is afgebeeld, is de afdichting naar de buitenzijde tussen de stang 10 en de kap 18 gevormd door een stel afdichtingsringen 12, terwijl de andere zijde van de kap wordt afgesloten door een schroefdop 13. In de tweede uitvoe-15 ring die in fig. 2 is getoond, is de afdichting naar buiten gemaakt aan de beide zijden van de kap 18 door twee stel afdichtingsringen 12.

In dit geval wordt de aandrijfstang 10 zeer goed uitgebalanceerd met betrekking tot de druk van het te regelen medium.

20 Dit maakt het mogelijk de werkspanningen in de aan- drijfinrichting te verminderen zodat ook hiervan de afmetingen kleiner kunnen worden. In de laatst genoemde uitvoering kan de aandrijfstang aan het eind tegenover de aandrijfinrichting van schroefdraad worden voorzien, teneinde een met de hand te bedienen 25 aandrijfinrichting te kunnen monteren* die bestaat uit een naaf 15 die is verbonden met een handwiel 14 en met een druklager 19, teneinde een minimale wrijving te verkrijgen en een begrenzingsschroef 20 voorzien van een borgmoer 21.

In de beide uitvoeringen heeft de drukmoer 16 de vorm 30 van een ringmoer, die een druk uitoefent op zich aanpassende ringen zoals in fig. 6 is getoond.

Het is ook mogelijk de afdichting naar de buitenzijde uit te voeren met een losneembare stopbusafdichting, zoals in α η n i 3 3 9 - 6 - fig. 7 is getoond. De afdichtingskomer is voorzien van een cilindrische stopbus 22, die in de kap 18 is geschroefd om een stel afdichtingsringen 12 die tussen hun leibus 24 voor de stang 10 en de stopbusmaer 16 zijn geklemd. De afsluiting tussen de kap en 5 de bus wordt gevormd door een afdichtingsring 23.

De verbinding tussen de stuurarm en de aandrijfstang kan uitgevoerd worden, zoals in fig. 8 is getoond. Deze verbinding wordt gevormd door een conische ring in twee helften 11, die op een dikker gedeelte van de aandrijfstang 10 is gemonteerd en door 10 middel van een moer 25 en een borgmoer 26 die op een schroefdraad-gedeelte van de aandrijfstang zijn geschroefd, bevestigd.

De twee constructieve uitvoeringen van het huis van de afsluiter zijn in de fig. 9 en 10 getoond.

De uitvoering volgens fig. 9 is gelijk.aan een cilin-15 der die aan één zijde een flensverbinding voor aansluiting op de kap bezit. Het gladde oppervlak voor de pdcking en de van schroefdraad voorziene gaten voor het opnemen van bevestigingstappen zijn op het vlakke gedeelte aangebracht. Bij de uitvoering van fig. 10 vormt de kap één geheel met het lichaam van de afsluiter en wordt 20 afgesloten door middel van een flensdeel. De hals van het lichaam van de afsluiter is bij voorkeur elliptisch om een beweging van de stuurarm mogelijk te maken en voor de veerkrachtige verbindings-stangen tussen de flenzen van de pijp waarop de afsluiter moet worden gemonteerd binnen minimale buitenafmetingen.

25 In de speciale uitvoering die in fig. 11 is getoond, en om er zeker van te zijn dat een dichte afsluiting wordt verkregen, wanneer het kleplichaam is gesloten, is de klepzitting 8 die in het huis 4 is aangebracht, voorzien van veerkrachtig in-zetstuk, dat in een daarvoor bestemde holte wordt geperst.

30 Het kleplichaam is zodanig gevormd, dat dit eerst tegen het veerkrachtige inzetstuk (zachte pakking) stuit en den tegen de klepzitting (metalen pakking) ter beveiliging van het inzetstuk.

8004339 - 7 - *' \

Voor het werken bij een hoge temperatuur kan het huis worden uitgevoerd zoals in fig. 12 is getoond. De afdichting voor het balansdeel van het kleplichaam is voorzien van een af-dichtingsring 9, die bestand is tegen werking bij continu hoge 5 temperaturen. De zitting is als één stuk met het huis 4 gevormd, dat open is en met een kraag op het lichaam van de afsluiter aansluit. Het huis wordt afgesloten door middel van een van schroefdraad voorziene deksel 27, die aan de buitenzijde een afbuigende configuratie heeft. De afdichting tussen de deksel en het huis 10 wordt verkregen door middel van een afdichting 28.

Het kleplichaam 1 bestaat in deze uitvoering uit twee delen om een holte te verschaffen voor het opnemen van een af-dichtingsring 9.

Voor het gebruik bij hoge temperaturen en waarbij een 15 goede afdichting moet worden verkregen, is het huis uitgevoerd, zoals-infig. 13 is afaebeeld. De hierin geplaatste klepzitting 8 en dat gedeelte van het kleplichaam 1 dat naar de zitting is gericht, hebben dezelfde uitvoering als in fig. 11 is getoond. In tegenstelling hiermede is echter het huis 4 uit twee delen gevormd 20 en wordt afgesloten door een van schroefdraad voorziene geprofileerde deksel 27. De afsluiting tussen de deksel en het huis wordt gevormd door de afdichting 28.

De nieuwe bijzondere eigenschappen van de afsluiter volgens de uitvinding blijkt uit het volgende.

25 Het is te zien dat de stroming door de afsluiter een kleinere drukval ondergaat dan bij de bekende afsluiter en deze verschaft dus een hoge doorlaatcoëfficiënt. Een verder voordeel is dat de servomotor voor het besturen van het kleplichaam van een belangrijk minder vermogen is en is in zijn totale afmeting 30 klein. Er zijn daarom geen bijzondere voorwaarden aanwezig in het kiezen van de aandrijving voor de afsluiter die elektrisch pneumatisch of van een andere soort kan zijn.

o η n k 7 s 9 - 8 -

Het feit dat gedurende het traject van het kleplichaam dit uitsluitend weerstand wat betreft de wrijving met het huis ondervindt en dat het kleplichaam in alle standen door het huis wordt geleid, betekent dat het kan worden uitgevoerd met een niet 5 optimale afwerking en met een kleine dikte en een klein gewicht.

In vergelijking met bekende afsluiters kan de afsluiter volgens de uitvinding waden uitgevoerd met een gewichtsbesparing van meer dan 50# voor eenzelfcb toepassingsgebied. De afsluiter volgens de uitvinding kan daardoor bijzonder economisch zijn.

10 Afhankelijk van de verschillende uitvoeringen wat betreft de luchtaandrijving en de mogelijkheden van de stromings-richting, kan de afsluiter als universeel worden betiteld.

8 00 4 33 8

Claims (11)

1. Afsluiter met gebalanceerd kleplichaam, met h e t kenmerk, dat de stromingsrichting van een af te sluiten medium coaxiaal ten opzichte van het kleplichaam is gericht en of wel in dezelfde richting dan wel tegengesteld aan de bewegings-5 richting van het kleplichaam verloopt, welk kleplichaam schuifbaar is in een coaxiaal aangebracht huis en dat de translatiebeweging van het kleplichaam bestuurbaar is met een aandrijfstang door middel van een veerkrachtige stuurarm.

2. Afsluiter volgens conclusie 1, me t het ken- 10 merk, dat het kleplichaam en de aandrijfstang translatiebewe- gingen uitvoeren evenwijdig aan elkaar en in dezelfde richting.

3. Afsluiter volgens conclusies 1 en 2, m e t het kenmerk, dat de verbinding tussen de aandrijfstang en het kleplichaam is opgenomen in een radiale holte van het kleplichaam.

4. Afsluiter volgens conclusie 3, met het ken merk, dat de verbinding tussen de stuurarm en het kleplichaam is voorzien van middelen voor een puntvormige- en spherische aan-ligging.

5. Afsluiter volgens conclusies 1-4, met het 20 kenmerk, dat de aandrijfstang bij voorkeur met betrekking tot de druk van het te regelen medium is gebalanceerd.

6. Afsluiter volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat een afzonderlijke losneembare drukbuskamer ter afdichting is aangebracht.

7. Afsluiter volgens conclusies 1-6, met het OΛΠ * 7 79 - 10- kenmerk, dat in de verbinding tussen de stuurarm en de aan-drijfstang een uit twee helften gevormde conische ring is aangebracht.

8. Afsluiter volgens conclusies 1-7, met het 5 kenmerk, dat het lijf of huis van de afsluiter als één enkel stuk met een kap is gegoten, en is afgesloten door middel van een blinde flens.

9. Afsluiter volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat hierin een zitting met een veerkrachtig inzet- 10 stuk is aangebracht ter verhoging van een dichte afsluiting.

10. Afsluiter volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de zitting uit één stuk met het huis is gevormd, welk huis is afgesloten door een van schroefdraad voorziene kap met een afbuiginrichting voor het aanbrengen van een tegen hoge 15 temperatuur bestendige afdichtingsring voor de balanszijde van het kleplichaam.

11. Afsluiter volgens conclusies 1-10, met het k e n m e r k, dat ter verhoging van de afdichtende werking de zitting is voorzien van een veerkrachtig inzetstuk en het huis uit 20 twee delen bestaat met een van schroefdraad voorziene kap voor het toelaten van het aanbrengen van een tegen hoge temperatuur bestendige afdichtingsring. 8004339