NO861977L - Differensialtrykkstyreventil. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt styring av et kildetrykk som sammenliknes med et andre kildetrykk. Problemer er blitt påtruffet ved. differensialtrykk-styresystemer hvor brukeren kan innstille trykkforskjellen og virke mot systemets hensikt. De tidligere systemer tilveiebrakte heller ikke en feilsikker operasjon dersom det forekom en feil som forårsaket en trykk-økning i differensialtrykk-styreventilens nedre trykkområde.

Den f oreliggen.de oppfinnelse angår en dif ferensialtrykk-styreventil som har et automatisk system for å tilveiebringe en på forhånd valgt, forsinket trykksetting av kammeret med lavest trykk, hvilket tillater at det under denne periode kan finne sted andre funksjoner som er fordelaktige for anvendel-sen .

Oppfinnelsen omfatter også en anordning for automatisk å avstenge differensialtrykkstyreventilens utløpsdel når driftsforhold er blitt tilfredsstilt, hvilken anordning kan deaktiveres automatisk dersom en feil i en annen del av systemet øker trykket i det nedre trykkammer, slik at det økede trykk kan uttømmes til atmosfæren.

Oppfinnelsen omfatter følgelig en konstruksjon som skal beskrives i det følgende. Oppfinnelsens ramme er angitt i de etterfølgende krav. På de ledsagende tegninger er vist den foretrukne utførelse av oppfinnelsen og en metode for dennes anvendelse.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av et dekk-banepålegningssystem som illustrerer en anvendelse av oppfinnelsen, fig. 2 viser et tverrsnitt av en dekkmontasje slik den er montert på fig. 1, og tatt langs lin-jen 2-2 på fig. 1, fig. 3 viser et riss av det innsirklede område på fig. 2 og illustrerer innhyllingens virkning på sporet og trykkforskjellen i systemet som styres av differensialtrykkstyreventilen, og fig. 4 er et tverrsnittsriss som illustrerer prinsippene for oppfinnelsen i dens foretrukne ut førelse.

Idet det henvises generelt til fig. 1, er det der vist et dekk-banepålegningssystem omfattende en autoklav eller trykktank som er generelt betegnet med henvisnings tallet 10 og er innrettet til via en lukkedel 12 å oppta et antall dekkmontasjer 14 for banepålegning. Det indre av tanken 10 kan trykksettes fra en fluidumkilde 16 via en verkstedstrykkled-ning 18 med luft, vann, damp eller en blanding av damp og luft. Trykksettingsmediet oppvarmes enten før eller etter innføring i tanken ved hjelp av et varmeelement 19 som er beliggende i tanken 10. Verkstedstrykkledningen 18 kan trykksettes til et trykk på f.eks. ca. 8 kg/cm 2. Ledningen 18 er koplet til en regulatorventil 20 som tilføyer trykk opp til 10,5 kg/cm 2 og deretter lukkes. En ledning 21 overfører flui-dum til et dekk-oppumpingsgrenrør 23 fra ventilen 20. Fluidu-met passerer fra grenrøret 23 gjennom dekk-oppumpingsledninger 25 som pumper opp dekkenes vulkaniseringsslanger 26 til et forutbestemt trykk på 8 kg/cm 2. En trykktankfylleledning 27 er koplet til ledningen 21 mellom ventilen 20 og grenrøret 23. Ledningen 27 er koplet til en differensial-tilbakeslags-ventil 31 som åpner når trykket i ledningen 27 er 2,1 kg/cm<2>høyere enn nedstrømstrykket etter ventilen 31. En ledning 32 kopler ventilen 31 til en trykkregulatorventil 34 som vil lukke når trykket i ledningen 32 oppnår 6 kg/cm 2. En ledning

35 kopler ventilen 34 til trykktanken 10.

Hver dekkmontasje 14, som er best vist på fig. 2, omfatter en dekkskord 40, en forhåndsherdet slitebane 42 og et lag av gummibasis-bindemiddel 44, iblant betegnet som buffer-gummi, mellom slitebanens 42 øvre overflate og dekkskordens 40 krone-overflate. Et fleksibelt, fluidumtett element 46, iblant betegnet som innhylling, og som er fremstilt av f.eks. gummi, ligger over slitebanen 42. Utførelsen på fig. 2 viser at elementet 46 holdes i tettende kontakt med dekkskordens 40 sidevegger på steder 47, og at dekket er oppumpet som vist for eksempel i US-patentskrift 4 434 018. Dekket 40 er montert på en felg 49 med flensdeler 51 som er anbrakt på felgen. Innhyllingselementet 46 er anbrakt mellom flensene og dekkskorden 40. Trykk i slangen 26 presser innhyllingen 46 til tettende kontakt med dekkskorden 40 langs områdene 47. Det fleksible element 46 er forsynt med et rørstykke 54 som setter rommet 56 mellom innhyllingen 46 og dekkskorden 42 i forbindelse med en rørledning 58. Rørledningen 58 passe rer gjennom trykktanken 10 og er forbundet med et innhyllings-grenrør 60 som vist på fig. 1. Langs banen for rørledningen 58 er det anordnet et ventilelement 62. Ventilelementet 62 har tre stillinger. Det kan lukkes, det kan åpnes mot innhyl-lingsgrenrøret, eller det kan åpnes mot atmosfæren.

Den totale funksjon av det viste system er selvsagt å trykksette slitebanen 42 mot dekkskorden 40 ved hjelp av flui-dum i trykktanken 10, og samtidig å oppvarme bindemiddelet eller buffergummien 44 til en temperatur ved hvilken den kan vulkaniseres, slik at slitebanen festes til dekkskorden. En ledning 64 forbinder trykktanken med en differensialtrykk-styreventil 100. Differensialtrykkstyreventilens fullstendige funksjon skal beskrives nærmere nedenfor. Det høye trykk som kommer inn i differensialtrykkstyreventilen 100 fra trykkledningen 64, vil passere gjennom differensialtrykkstyreventilen inn i en trykkledning 71 som er koplet til innhyllingsgren-■ røret 60. Trykket i innhyllingsgrenrøret 60 vil passere gjennom ventilelementene 62 inn i rørledningen 58 og inn i innhyllingen 4 6.

Hensikten med styreventilen er å anvende trykk i rommet 56 mellom innhyllingselementet 46 og den forhåndsherdede slitebane 42 under herdings- eller vulkaniseringsoperasjonen. Differensialtrykkstyreventilen 100 har to hoveddeler. Disse er toppkapselen eller toppkappen (engelsk:top cap) 102 og bunnkapselen eller bunnkappen 104 (fig. 4). Disse to deler er festet'til hverandre på konvensjonell måte ved hjelp av ikke viste hodeskruer. En stempelmontasje 106 er anbrakt mellom toppkappen 102 og bunnkappen 104. Stempelmontasjen har en stempelplate 108 og en stempeldel 110 som holdes sammen ved hjelp av koplingsskruer 111. Mellom stempelplaten og stempeldelen er det anbrakt en membran 112. Membranen strekker seg utover og er anordnet som tetningselement mellom toppkappen 102 og bunnkappen 104.

Toppkappen 102 har et kontroll- eller styrekammer 114 som strekker seg gjennom dens sentrale parti. En innløpsmutter 116 er innskrudd i styrekammerets 14 øvre ende og har et inn-løpssete 117 ved sitt bunnparti. Innløpsmutteren er koplet til trykkledningen 64 og mottar trykk fra denne ledning. Det er anordnet en innløpskanal 118 som strekker seg fra innløps-mutteren 116 til bunnen av toppkappen 102 og munner ut i et høytrykkskammer 120. Styrekammeret 114 har et styresete 122 ved sin nedre ende. En kule-fjær-montasje er anordnet mellom innløpssetet 117 og styresetet 122. Kule-fjær-montasjen omfatter en trykkfjærdel 123, en innløpskule 124 og en styrekule 125. Fjæren 123 presser innløpskulen 124 til tettende kontakt med innløpssetet 117 og styrekulen 125 til tettende kontakt med styresetet 122.

Stempelmontas jen 106 har en åpning 127 som opptar en kuleaktivatoraksel 129 som strekker seg gjennom åpningen 127 inn i styrekammerets 114 nedre ende. Kuleaktivatorakselen 129 har på en del av sin omkrets en avhøvlet flate som tillater en passasjekanal 131 å forbinde styrekammeret 114 med et nedre trykkammer 133 som inngår i toppkappen 102. Det nedre trykkammer 133 er forbundet med en utgangskanal 135 som passerer fra toppkappen 102 gjennom bunnkappen 104 inn i et bunnkappekammer 137.

Bunnkappen 104 har en skrueplugg 138 som er innskrudd i bunnkappekammeret og som tilveiebringer et utgangs- eller begynnelsessete 139 for en innhyllingskule 140. Bunnkappekammeret 137 er forbundet med et utløpskammer 142 og et innhyl-lingsutløp 144. Utløpskammeret 142 har ved sin øvre ende en åpning for opptagelse av stempelmontasjens 106 stempeldel 110. En tetningsring 145 er anordnet i stempeldelen 110 for å tette høytrykkskammeret 120 i forhold til utløpskammeret 142. Utløpsporter 146 er anordnet fra utløpskammeret 142 til atmosfæren utenfor differensialtrykkstyreventilen. Innhyl-lingsutløpet 144 er koplet til ledningen 71 som er forbundet med innhyllingsgrenrøret 60. Utløpskammeret 142 har et utløps-sete 147 ved bunnkappekammerets 137 øvre ende.

Når trykktanken 10 er i ferd med å aktiveres for banepålegning av dekk, er det ønskelig at tanken 10 står under trykk som virker på dekkmontasjens 14 innhyllingselement 46. Dette vil bidra til å drive ut eventuell uønsket luft mellom den forhåndsherdede slitebane 42 og dekkskorden 40. Etter at trykket i tanken 10 har hatt tid til i begynnelsen å virke på innhyllingen 46, for å drive ut eventuell restluft, er syste met deretter forberedt på å motta trykk i rommet 56. Dette er funksjonen til fjærmontasjen og innhyllingskulen 40, slik det skal omtales nærmere nedenfor.

Når trykktanken 10 begynner å fylles opp med trykk, vil trykket passere til ledningen 64 inn i innløpsmutteren 116. Dette trykk vil bli overført til høy trykkskammeret 120 via innløpskanalen 118. Når trykket i begynnelsen virker på stempelplatens 108 nedre overflateareal, ,vil stempelmontasjen 106 bli beveget til en øvre stilling. Kuleaktivatorakselen 129 vil kontakte styrekulen 125. Så snart det er tilstrekkelig trykk i høytrykkskammeret 120 til å overvinne kraften fra fjæren 123, vil styrekulen 125 bli fjernet fra styresetet 122. Ved dette tidspunkt vil innløpskulen 124 være i tettende kontakt med innløpssetet 117. Når trykket fra innløpsmutteren 116, som virker på innløpskulen 124, oppnår ca. 0,7 - 0,85 kg/cm 2, vil innløpskulen 124 bli fjernet; fra innløpssetet 117, slik at luft tillates å passere inn i styrekammeret 114 og passere styrekulen 125 inn i kammeret 133 med lavere trykk via passasjekanalen 131. Stempelplatens 108 øvre overflateareal vil bli påvirket av dette trykk. Stempelplatens nedre og øvre overf latearealer kan være dannet i forskjellige forhold for å forutbestemme trykkforskjellen mellom differensialtrykkstyreventilens 100 inngangs- og ut gangs trykk. I den fore-liggende illustrasjon krever differensialtrykket 1,05 - 1,2 kg/cm 2 mer trykk på stempelplatens 108 høytrykkskammerside enn på stempelplatens lavtrykkskammerside for at styreventilen 100 skal være i balanse. Når trykket kommer inn i lavtrykkskammeret 133, vil det passere til utgangskanalen 135 og passere over innhyllingskulen 140 som er i sin begynnelses- eller utgangsposisjon som er vist stiplet. I sin begynnelsesposi-sjon er innhyllingskulen i kontakt med begynnelsessetet 139. Mellom utgangskanalen 135 og innhyllingskulen 140 finnes et rom som tillater luften å passere over kulen og inn i utløps-kammeret 142 og ut gjennom utløpsportene 146 til atmosfæren. Det trykk som ble presset ut av dekkmontasjen 14, vil passere gjennom ledningen 71 til innhyllingsutløpet 144, og deretter inn i utløpskammeret 142 og ut gjennom utløpsportene 146. Denne tilstand vil bestå inntil trykket i utgangskanalen 135 oppnår ca. 1,75 - 2,1 kg/cm 2. Hastigheten av luften som passerer over innhyllingskulen 140, vil trekke kulen til dennes øvre stilling for å anbringes i tettende kontakt med utløps-setet 147, slik at utløpskammeret 142 og utløpsportene 146 avstenges fra en eventuell trykkilde. Trykket fra utgangskanalen 135 vil deretter passere gjennom bunnkappekammeret 137 via innhyllingsutløpet 144 inn i innhyllingsgrenrøret 60.

Når trykktanken 10 er trykksatt til 6 kg/cm 2, vil trykk-regulatorventilen 34 bli lukket, og trykket i trykktanken vil bli stabilisert på 6 kg/cm 2. Ved dette tidspunkt vil trykket i høytrykKskammeret 120 være 6 kg/cm 2, og når trykket i lavtrykkskammeret 133 oppnår ca. 5 kg/cm 2, vil stempelmontasjen 106 være utliknet. Ved dette tidspunkt vil fjæren 123 føre styrekulen 125 tilbake til tettende kontakt med styresetet 122, og ikke noe ytterligere trykk kan overføres til lavtrykkskammeret fra ledningen 64. Trykket i lavtrykkskammeret 133 vil passere gjennom utgangskanalen 135 inn i bunnkappekammeret 137 og vil holde innhyllingskulen 140 i tettende stilling ved utløpssetet 147, og systemet er nå stabilisert.

Dersom det ene av innhyllingselementene 46 av en eller annen grunn skulle bli utsatt for en liten lekkasje, vil. det ytterligere trykk bevege seg tilbake inn i innhyllingsgren-røret 60 og passere gjennom ledningen 71 inn i innhyllingsut-løpet 144, og vil heve trykket i bunnkappekammeret 137, og således øke trykket i utgangskanalen 135 og i lavtrykkskammeret 133. Ved dette tidspunkt vil stempelmontasjen 106 bli beveget nedover på grunn av ubalansen mellom trykkene i høy-trykkskammeret 120 og lavtrykkskammeret 133. En kuleaktuator 148 vil kontakte innhyllingskulen 140 og bevege den bort fra utløpssetet 147, og det økede trykk vil således bli uttømt gjennom utløpskammeret 142 og utløpsportene 146 inntil den forutbestemte trykkforskjell er oppnådd.

Dersom det forekommer en liten lekkasje, kan dette arran-gement håndtere trykkoverskuddet. Dersom det forekommer en stor lekkasje, vil operatøren høre plystrelyden av den luft-mengde som strømmer ut gjennom utløpsportene 146. Operatøren kan bestemme den dekkmontasje 14 som forårsaker problemet, ved å kontrollere de individuelle ventiler 62. Når den riktige dekkmontasje 14 er bestemt, kan denne ventil 62 ventileres til atmosfæren, slik at ikke de andre dekkmontasjer settes i fare.

Selv om den foretrukne utførelse av differensialtrykkstyreventilen er blitt vist og beskrevet i det foregående, vil fagfolk på området innse forskjellige alternative utførel-ser for praktisering av oppfinnelsen slik den er definert i de etterfølgende krav.

Claims (6)

1. Differensialtrykk-styreventil for kontroll av en fluidum-krets når fluidumtrykket passerer gjennom ventilen, for å kontrollere en forutbestemt trykkforskjell mellom inngangstrykket og utgangstrykket, KARAKTERISERT VED at den omfatter en toppkappedel med et lavtrykkskammer i sin nedre overflate, en bunnkappedel med et høytrykkskammer i sin øvre overflate, en stempelmontasje som er anordnet i lavtrykks- og høy-trykkskamrene med en membrandel som adskiller kamrene, idet inngangstrykket kommer inn i toppkappen og kanalise-res til høytrykkskammeret, og en forsinkelses-trykksettingsanordning for kanalisering av inngangstrykket til lavtrykkskammeret, idet stempelmontasjen har et større overflateareal i lavtrykkskammeret enn i høytrykkskammeret.

2. Differensialtrykkstyreventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at forsinkelses-trykksettingsanordningen er anbrakt i et i toppkappen anordnet styrekammer som kanaliserer inngangstrykket til lavtrykkskammeret, at anordningen omfatter en innløpskule nær et innløpssete og en styrekule nær et styresete, at anordningen omfatter en trykkfjær som er beliggende mellom innløps- og styrekulene og som presser kulene mot sine tilstøtende seter, at stempelmontasjen har en kuleaktivatoraksel for å virke på styrekulen og bevege denne bort fra styresetet når lavtrykkskammeret har et trykk som ligger under, den forutbestemte trykkforskjell, at innløpskulen vil bevege seg bort fra innløpssetet når inngangstrykket overskrider trykkfjærens på forhånd valgte trykk, og at inngangstrykket, når innløpskulen og styrekulen er beveget bort fra sine seter, passerer til lavtrykkskammeret inntil den forutbestemte trykkforskjell er oppfylt og kuleaktivatorakselen beveges bort fra styrekulen, slik at denne tillates å kontakte styresetet og avstenge enhver strøm fra inngangstrykket til lavtrykkskammeret .

3. Differensialtrykkstyreventil ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den omfatter en membx-andel som adskiller høytrykkskam-meret og lavtrykkskammeret.

4. Differensialtrykkstyreventil ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at membrandelen har tettende kontakt mellom toppkappedelen og bunnkappedelen ved sin ytre kant og er forbundet med stempelmontas jen ved sin indre kant.

5. Differensialtrykkstyreventil ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den omfatter et bunnkappekammer som er forbundet med lavtrykkskammeret, et utløpskammer med utløpsporter som forbinder kammeret med atmosfæren, et begynnelsessete i bunnkappekammeret, en innhyllingskule som er anordnet i bunnkappekammeret og i begynnelsen er anbrakt på begynnelsessetet, et utløpssete som adskiller bunnkappekammeret og utløpskammeret, og et utløp som forbinder bunnkappekammeret med et styrt kammer, idet innhyllingskulen danner tettende kontakt med utløps-setet når stempelmontasjen er i balanse.

6. Differensialtrykkstyreventil ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at stempelmontas jen har en kuleakt ivatordel for å virke på innhyllingskulen og bevege den bort fra utløpssetet når lavtrykkskammeret har et trykk som ligger over den forutbestemte trykkforskjell.