SE449394B - Kulventil, spec med sa kallad flytande kula - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 449 394 2 Ett huvudsyfte med kulventilsäteskonstruktioner är att åstadkomma en ventil, som tätar bade vid lågt tryck och vid högt tryck och som inte erfordrar något omåttligt manövervridmoment för vridning av kuldelen.

Utnyttjandet av “flytande kula" är särskilt fördelaktigt genom att det underlättar eliminerandet av den dyrare kuldelen av tappmonterad typ liksom mer komplicerade tryckverksamgjorda ventilsäten.

Olika former och typer av kulventilsâteskonstruk- tioner har därför föreslagits och utnyttjats inom indu- strin med olika framgâng. Man har funnit, att defekterna hos de flesta kända ventilsäteskonstruktionerna är sådana, att anordningarna är av begränsat ekonomiskt och prak- tiskt värde.

Kända kulventiler, som utnyttjar ett enkelsäte, har haft en säteskonstruktion, som typiskt bestått av ringformiga, fjädrande plastsäten, som endast är in- klämda mellan kuldelen och motstàende ändförbindningar.

Varje säteskulingreppsyta har en kontur, som pá anpassat y sätt ingriper med kuldelens omkrets vid hopklämmande montering.

Enkelsäteskonstruktioner har ett antal inneboende problem. I ventilens stängda läge tvingar uppströms- trycket på kuldelen kuldelen till ingrepp med nedströms- sätet för att täta ventilen pá backventilvis. Eftersom trycket på kuldelen väsentligen svarar för hela tät- ningskraften, erhålles vid lågt tryck eller vakuumtill- stånd en liten tätningskraft, som leder till en läckande ventil med läckbanor mellan sätena och kuldelen och mellan sätenas ytterytor och stödflänsar eller klackar pá de motstàende ändförbindningarna. Enkelsäteskonstruk- tioner ger ingen kompensation för de ringformiga sätenas förslitning eller toleransfel, och läckageproblemen förvärras således med tiden, I tillstànd där uppströmssätet tätar mot kulven- tilen, är uppströmssätets extra ytarea som upptar belast- ningstryck motstáende nedströmssätet och ökar därigenom belastningen på detta, vilket leder till ökad nedströms- 10 15 20 25 30 35 449 394 i 3 sätespàkänning och -förvrängning. Kraften på uppströms- sätet till dess ytterdiameteryta överföres via kuldelen till nedströmssätet. En sådan ökad belastningsarea leder till ökad sätespàkänning och förorsakar således en oönskad förslitningsgrad för nedströmssätet. Problemen med ökad sätespåkänning och -förslitning är särskilt märkbara vid större ventilstorlekar.

Också vid tillstànd, innefattande uppströmssätes- tätning mot kuldelen i stängt ventilläge, föreligger ett problem med en "inblåsnings"-utbuktning på uppströms- sätet vid det första öppnandet av ventilen. Då ventilen öppnas, måste uppströmssätet momentant överbrygga den genom kulan sig sträckande öppningen eller fluidumkana- len och hålla tillbaka fluidumtrycket. Under denna korta tidsperiod fram till dess att uppströmssätestätningen avlastas genom ytterligare öppning av ventilen kan den del av sätet som överbryggar fluidumpassagen deformeras in i kanalen under fluidumtryck. Då öppningen i kuldelen är liten, är sätet alldeles styvt, då det belastas som en balk vid böjning, och kan lätt överbrygga gapet.

Då ventilstorleken och kulöppningen ökar, ökar inte sätets böjmotstånd proportionellt för att bibehålla samma styvhet. Sätet kan således avböjas och deformeras ytterligare in i kulöppningen för att bilda en utbukt- ning i denna del av sätesringen.

Då upprepad cyklisk användning äger rum under ven- tilens livslängd, blir utbuktningen i uppströmssätet mer uttalad och åstadkommer genom kamverkan att kuldelen "flyter" mot nedströmssätet då kuldelen vrides till ventilens öppna läge. Den resulterande kamverkan be-' lastar nedströmssätet ytterligare, t o m skär sönder detta, och kan slutligen förvränga och förslita sätet, så att detta sättes ur funktion. Utbuktningen på in- loppssätet förskjuter genom kamverkan kuldelen från centrum och håller den borta från båda sätena i stängt läge och förorsakar sätesläckage i stängt läge. Det bör särskilt observeras, att man inom industrin kon- centrerat sig på nedströmssätesenheten i syfte att 10 15 20 25 30 35 449 394 4 senare förbättra kulventilens funktion och förhindra sådana ventilfel och -problem som förorsakas av 'inblås- nings”-utbuktningar. I själva verket utgör emellertid uppströmssäteskonstruktionen orsaken till problemet.

Uppströmssätet medger “inblàsnings"-utbuktningen och den resulterande kamverkan, vilket återspeglas på ned- strömssätet.

Då mjuka plastsäten utnyttjas, såsom säten fram- ställdaav polytetrafluoreten (PTFE), förvärrar speciella problem, avseende kallflytnlng-krypning i sätet vid icke-innehållna partier, förslitning och oönskad sätes- deformation.

Helt skilt från "inblåsnings"-utbuktningen har ett tätande uppströmssäte en väsentligen ouppstödd, ringformig frontyta, som kan krypa in mot ventilens centrum, då ventilen är stängd och utsättes för ett långvarigt statiskt fluidumtryckfall över uppströms- sätet. Vid enkelsäteskonstruktionen är sätesringens ytterdiameter normalt uppstödd endast av klacken i ventilhuset. Sätets area och därför den på sätet ver- kande kraften ökar med kvadraten på diametern. Eftersom den uppstödande klacken vanligtvis är tämligen smal och dess area närmare hänför sig till sätesomkretsen, ökar klackens bredd endast på linjärt vis. Detta re- sulterar i en smal uppstödningsklack, som medger att sätet skjuves förbi den. Då sätet kryper framåt, kan det helt ge vika, men före detta kränges det vanligtvis in i kulans öppning på sådant sätt, att det rives sönder vid manövrering av ventilen. Detta problem blir också mer uttalat då ventilstorleken ökar. ' Nedströmssätet kan också krypa in mot ventilens centrum med sin väsentligen ouppstödda, ringformiga frontyta. Då ventilen är i stängt läge, kan sätet för- skjutas uppströms av kuldelen, som skjuter in i det under tryckbelastning.

Då stora kuldelar utnyttjas i stora ventiler, bidrar kuldelens vikt också till deformations- och kallflytningsproblemen. Då sätena deformeras efter en lO 15 20 25 30 35 449 394 5 tids användning, kan kuldelen sjunka till ventilens botten och därigenom vid ventilens övre del åstadkomma ett gap för en läckagebana.

Ett utvecklingssteg förbi ovannämnda enkelsätes- konstruktion utgöres av det konturerade sätet, i vilket sätets kulingreppsyta har en kontur, som skiljer sig från kuldelens ytteromkretskontur. Syftet med denna konturerade konstruktion är att åstadkomma en smal band- eller linjekontakt mellan kuldelen och sätet, som bö- jes något under belastningar och upprätthåller kontakt med kuldelen vid lågtrycksförhàllanden för att ge ett tätningstryck vid lågtryck för att därigenom minimera läckage mellan kuldelen och sätet. Utöver att det kon- turerade sätet bibehåller övriga vid enkelsäteskonstruk- tionen föreliggande problem är det behäftat med extra problem, avseende extrem kontaktlinjeförvrängning i högtryckstillstånd och snabb förslitning till följd av stor sätespàkänning, eftersom hela tätningskraften väsentligen utgick från kontaktlinjebandet. Den extrema förvrängningen och den snabba förslitningen förvärrar de andra problemen ytterligare.

För att övervinna de speciella förslitningsprob- lemen vid konturerade säteskonstruktioner utvecklades den böjliga säteskonstruktionen enligt den amerikanska patentskriften 2 945 666. Det böjliga sätets fjäderver- kan ger lågtryckskontakt, förslitningskompensering, toleranskompensering och kulnedsänkningskompensering.

Denna konstruktion har emellertid det speciella prob- lemet att den ger förbättrad drift endast under en kort tidsperiod.

Sätet är vanligtvis framställt av ett plastmate- rial, som saknar elastiskt minne och som avböjes under belastning men inte återgår till sin ursprungliga form då belastningen avlägsnas. Den böjliga säteskonstruk- tionen utnyttjar vidare mindre sätesmaterial vid kon- taktlinjen mot kuldelen. Efter korta perioder av expo- nering för högt tryck förvränges det böjliga sätet till formen av ett enkelsäte, som är kraftigt förslitet. 10 15 20 25 ' 30 35 449 394» 6 Problemen med krypning vid icke-innehållna partier av både uppströmssätet och nedströmssätet, stor nedströms- sätesbelastning till följd av en uppströmssätestätning, säte-klack-läckagebanor samt sätes-"inblásnings“-utbukt- ningar kvarstår både vid konstruktionen med böjligt säte och konstruktionen med konturerat säte.

Inom industrin utvecklades därefter en kulventil- säteskonstruktion med ett säte, som har en sätesring med en stympat konisk metalltallriksfjäder anordnad i verksamt ingrepp med sätesringens bakre yta. Tall- riksfjädern möjliggör förbättrad kompensering för sâtes- ringens förslitning, förvrängning och krypning liksom för sätestolerans och kulnedsänkning och ger samtidigt en elastisk uppstödning, som åstadkommer en lågtrycks- förspänningskraft. Tallriksfjädern ger säteselasticitet, som inte är beroende av plastsätesmaterialets elastiska minne. Detta utgör en förbättring i förhållande till ovannämnda konstruktion med böjligt säte, men tallriks- fjädern måste icke desto mindre ge sin elastiska kraft under övervinnande av plastsätesmaterialets elastiska motstånd.

Ett speciellt problem vid denna konstruktion består i att fjäderns verkan säkerställer att uppströmssätet tätar mot kuldelen. Enkelsäteskonstruktionens problem med en effektiv belastningsarea på nedströmssätet, vilken är väsentligen lika med uppströmssätets yta,redu- ceras således icke. De återstående, olösta problemen innefattar en ”inblåsnings"-utbuktning, en svag tätning vid säte-stödklack-kontaktarean och krypning vid de ' icke-innehållna partierna av både uppströms- och ned- strömssätesringen. Vidare består ett problem med en sådan konstruktion i att tallriksfjädern måste övervinna sätesringens elasticitet för att åstadkomma lågtrycks- förspänningskraften.

För att möta de problem som förorsakas av ett upp- ströms- eller inloppstätningssäte har man inom industrin utvecklat ett uppströmssätesförbiledningsarrangemang, 10 15 20 25 30 35 449 394 7 såsom typiskt beskrives 1 den amerikanska patentskriften 2 930 S76. Olika uppströmssätesförbiledningsförfaranden och -konstruktioner utnyttjas, vilka innefattar sätesur- tagningar, spår, hål, husöppningar och backventiler.

Dessa variationer har alla till syfte att leda linje- trycket runt uppströmssätet i ventilens stängda läge för att avlasta uppströmssätesringen, för att reducera den belastningsarea med vilken kuldelen överför en be- lastning på nedströmssätet och således för att reducera sätespâkänning, krypning och förslitning vid nedströms- sätesringen. Även uppströmssätets "inblàsning" och kryp- ning under statiskt tryck undvikes. Det nödvändiga manöver- vridmomentet för öppning och stängning av ventilen redu- ceras.

Speciella problem, som uppstår vid-uppströmssätes- förbiledningskonstruktionerna, innefattar behovet av att åstadkomma dynamiska tätningar till föjld av dubbel- riktad tätning av en kula/säte-tätning och en säte/hus- tätning. En nödvändig konsekvens av en sådan komplicerad dubbelriktad tätning är reducerad tillförlitlighet för en sådan komplicerad tätning. Problem avseende làgtrycks- sätesläckage, säte/klack-läckage, kompensering för tole- rans, nedsänkning och förslitning har icke àtgärdats.

Igentäppning av förbiledningsbanorna med förore- ningar i ventilsystemfluidet sker ofta, särskilt då ventilen måste utnyttjas i en smutsig miljö. Då ett fluidum med hög viskositet utnyttjas, är en kort fördröj- ning ofta nödvändig innan trycken utjämnas kring inlopps- sätet och därigenom gör det möjligt för förbilednings- banorna att fungera på ett riktigt sätt. I båda fallen erhåller denna säteskonstruktion sedan samtliga problem som föreligger vid enkelsäteskonstruktionen, inklusive en "inblåsnings”-utbuktning och kallflytning-krypning vid icke-innehàllna partier av sätesringarna.

Vid en under senare tid utvecklad kulventilkonstruk- tion utnyttjas en tallriksfjädern motstâende stödring för att innestänga plastsätesringen, såsom beskrives i den brittiska patentskriften 2 065 276A. Stödringen 10 115 20 25 30 35 449 394 8 ger extra sätesringsstöd för överbryggning av kulkanalen vid öppning av ventilen för att minimera “inblåsnings"- utbuktning och därav följande förvrängning av nedströms- sätet. Stödringen instänger vidare sätet för att mini- mera kallflytning-krypning-förvrängning. Dessa sätes- konstruktioner, som innehåller tallriksfjädrar och stödringar, är emellertid inte problemfria. Såsom vid ovannämnda konstruktion med tallriksfjäder och plastsäte bestämmes säte-fjäder-kombinationens fjäderreserv endast av fjädern, vilken måste övervinna sätets plastiska motstånd för att förflyttas mot kuldelen och kompensera för förslitning, tolerans och kulnedsänkning. Då stöd- ringen förhindrar sätet från att ge vika, hindrar den också sätet från att förflyttas framåt mot kuldelen.

Sätet hindras således av stödringen att förflyttas mot kuldelen. Medan stödringen åstadkommer stöd mot sätes- krypning och "inblàsnings"-utbuktning, håller den till- baka säte-fjäder-kombinationen från att kompensera för förslitning, tolerans och kulnedsänkning. Då ventilen utnyttjas cykliskt och sätena förslites, måste tall- riksfjäderkrafterna övervinna både sätesringens elas- ticitet och stödringens stela stöd för att åstadkomma säte-kula-ingrepp.

Det har därför varit önskvärt att utveckla en kul- ventil, exempelvis med flytande kula, vilken ventil kan utnyttjas vid högre fluidumsystemtryck och samtidigt ha längre livslängd än vad som hittills varit möjligt.

En sådan konstruktion ska företrädesvis eliminera be- hovet av att utnyttja en vridtappsmonterad kuldel, vilket vanligtvis göres vid konventionella kulventiler, som utnyttjas i tillstånd med högre fluidumsystemtryck.

Vridtappsmonteringar är inte praktiska med mindre än att ventilen är tämligen stor, eftersom sådana monte- ringar avsevärt ökar ventilernas storlek, komplexitet och kostnad.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny och förbättrad kulventil, som gör det möjligt att åstadkomma högre tryckförhållanden och större cyklisk 10 l5 20 25 30 449 394 9 livslängd vid en kulventil av den typ som har flytande kula.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan kulventil som åstadkommer ven- tiltätning även vid mycket låga fluidumsystemtryck.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ny och förbättrad kulventil, som gör det möjligt för sätesringarna att på tätande vis ingripa med kuldelen över en yta med väsentligen lika tryck- fördelning.

Enligt föreliggande uppfinning àstadkommes en ny och förbättrad konstruktion, som undanröjer samtliga' ovannämnda problem och andra problem och ger en ny och förbättrad kulventil, som befrämjar ökat tryck och för- länger ventilens effektiva livslängd och vid vilken sätena kan framställas av en mängd olika material för att anpassas till ett brett område av driftstillstånd eller -parametrar.

Uppfinningen avser en kulventil, vilken har ett par sätesringar, som är anordnade i en kanal i ett ventilhus på motstående sidor om en kuldel, som är axiellt förskjut- bar i kanalen, ett par koniska tallriksfjädrar, som är anordnade mellan var sin av sätesringarna och en till- hörande klack i ventilhuset, och ett par ringformiga, stela lagerytor, som är anordnade i kanalen axiellt innan- för sätesringarna för att åstadkomma ett stelt stöd för dessa, vilken kulventil kännetecknas därav, att varje sätesring har en kontinuerlig, ringformig kulingreppsyta, som i sätesringens avspända tillstànd före montering av kulventilen har en krökningsradie, som är större än kul- delens radie, så att vid montering av kulventilen sätes- ringen först ingriper med kuldelen vid kulingreppsytans inre omkrets, varvid, vid fullbordad montering av kulven- 10 15 20 25 30 449 394 10 tilen, tallriksfjädrarna är sammanpressade till väsent- ligen platt form och sätesringarna är böjda bort från tillhörande lageryta av tallriksfjädrarnas krafter för att föra kulingreppsytan till fullständigt yttätnings- ingrepp med kuldelen.

Vid en föredragen utföringsform har varje sätesring utöver den ringformiga kulingreppsytan en ytteromkrets, som anligger mot en sidovägg i kanalen, en första yta, som är vänd mot tillhörande tallriksfjäder, en andra yta, som är vänd mot tillhörande stela lageryta, och en tredje yta, som är vänd mot kuldelen, varvid den tredje ytan i ett förmonteringsreferensläge har en krök- ningsradie, som är större än kuldelens krökningsradie, och är skild från kuldelen medelst ett radiellt gap vid den andra ytans radiellt innersta ände och varvid den tredje ytan efter montering har en krökningsradie, som är väsentligen lika med kuldelens krökningsradie, och ingri- per med kuldelen pà anpassat vis över sin utsträckning samt varvid den andra ytan efter montering är åtskild frán ett parti av lagerytan för att bilda ett böjreserv- gap för sätesringen.

En sätesring med sin egen mekaniska elasticitet är således på samveikansvis anordnad med tillhörande tallriksfjäder och förstärkningsring för att på tätande vis ingripa med kuldelen med en väsentligen likformig tryckfördelning över en kontinuerlig sätesringsingrepps- yta, som är vänd mot kuldelen. Två sådana sätesenheter är anordnade på motstáende sidor om kuldelen och pressas kontinuerligt mot kuldelen för att hàlla den i riktigt läge i ventilhuset och för att åstadkomma ventiltätning oberoende av fluidumsystemtrycket. Den jämna tryckför- delningen över sätesringen förbättrar avsevärt slit- styrkan i ett fluidumsystemtillstånd med högt eller lågt tryck för att förlänga ventilens livslängd. 10 15 20 25 30 449 594 ll Kulventilen har i den föredragna utföringsformen lämpligen ett par radiellt inåt sig sträckande, konti- nuerliga klackar i kanalen, vilka är belägna vid dennas omkrets på motstáende sidor om kuldelen, ett par försänk- ningsborrningar i kanalen, vilka är belägna på motstående sidor om kuldelen och var och en har en inre ändvägg, som är kontinuerlig i omkretsled, samt ett par förstärk- ningsringar, vilka var och en har en centrumöppning och definierar nämnda lageryta, som är vänd mot tillhörande klack, en andra yta, som anligger mot tillhörande för- sänkningsborrningsändvägg, och en tredje yta, som i huvudsak är vänd mot kuldelen och belägen pá avstånd från denna.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen har kuldelen och paret av sammansatta sätesdelsenheter Sådan storlek, att efter montering från ett förmonteringsrefe- rensläge sätesringen och tallriksfjädern i varje enhet är så böjda och tryckpåkända, att vid deras centrumöpp- ningar föreligger en axiell förskjutning, som är lika med det axiella avståndet mellan den andra sätesrings- ytans radiellt innersta ände och kuldelen plus en axiell förskjutning av tallriksfjädern vid samma radialläge som nämnda axiella avstånd. _ Uppfinningen ska nu beskrivas närmare med hjälp av ett utföringsexempel och under hänvisning till bi~ fogade ritningar.

Fig l är en längdsektionsvy och visar en föredragen utföringsform av en kulventil enligt uppfinningen.

Fig 2 är en förstorad tvärsektionsvy och visar en uppströmssätesenhet just före ventilmontering, varvid kuldelen icke visas. 10 15 20 25 30 35 449 394 12 Fig 3 är en förstorad tvärsektionsvy och visar en nedströmssätesenhet just före ventilmontering, varvid kuldelen icke visas.

Pig 4 är en något schematisk vy och visar en före- dragen sätesenhet just före ventilmontering för att åskådliggöra olika samverkansförhållanden mellan ven- tilkomponenterna.

Fig 5 är en något förstorad vy och visar ett parti av ventilen enligt fig l, varvid kuldelen visas i ven- tilens öppna läge i ett tillstànd utan belastning.

Fig 6 är en förstorad tvärsektionsvy och visar ett parti av uppströmssätesenheten vid ventilen enligt fig 5.

Fig 7 är en förstorad tvärsektionsvy och visar ett parti av nedströmssätesenheten vid ventilen enligt fig 5.

Fig 8 är en tvärsektionsvy, motsvarande fig 5, men visar ventilen i stängt läge under inverkan av högre fluidumsystemtryck och vid en sådan tidpunkt då sätes- enheterna utsatts för avsevärd förslitning.

Pig 9 är en förstorad tvärsektionsvy och visar ett parti av uppströmssätesenheten vid ventilen enligt fig 8.

Pig 10 är en förstorad tvärsektionsvy och visar ett parti av nedströmssätesenheten vid ventilen enligt fig 8.

I fig l visas en kulventil A, som har ett par sätes- enheter B, som är anordnade på motstående sidor om en sfärisk kuldel C av flytande typ.

Såsom visas särskilt i fig l och 5, har kulventilen A ett hus 10 med en huvud- eller centrumsektion 12 och motstâende ändförbindningar 14, l6. Sätesenheterna B och kuldelen C är monterade i huvudsektionen 12, och kuldelen är anordnad för selektiv vridning medelst en spindel- och manöverhandtagsenhet 18.

Samtliga i fig l, 5 och 8 visade ventildelar, med undantag av kulan och sätesringsenheterna, kan modi- fieras pà önskat sätt och/eller på nödvändigt sätt för anpassning av olika typer eller slag av kulventilkonstruk- lO 15 20 25 30 35 449 394 13 konstruktioner. I allmänhet, och vid den beskrivna, föredragna utföringsformen av uppfinningen, har emeller- tid ventilhuset en väsentligen cylindrisk centrumkanal eller axiellt sig sträckande fluidumflödesöppning 20, som har endast något större diameter än kuldelen C.

Varje ändförbindning 14, 16 är frigörbart förbunden med centrumsektionen 12 medelst ett flertal i längd- riktningen sig sträckande förbindningsbultar 22 (fig l). Ändförbindningarna har också inre skruvgängor 24, 26 eller andra lämpliga organ för att möjliggöra anslut- ning av ventilen till tillhörande fluidumsystem eller -ledningar.

Spindel- och manöverhandtagsenheten 18 innefattar en spindel 30, vars nedre ände 32 är utformad såsom visas för glidupptagning i en skära eller ett spår 34 i kuldelens C övre ände. Genom detta arrangemang kan kul- delen vridas mellan ventilens öppna och stängda läge, varvid kuldelen samtidigt har viss rörelsefrihet för att förskjutas axiellt i kanalen 20, då ventilen är i stängt läge och fluidumtryck verkar på kuldelen.

Spindeln 30 sträcker sig ut genom en öppning 36 i centrumsektionen 12. Lämpliga packningsringar 38, 40 och 42 är anordnade i öppningen 36 och ingriper på tätande vis med öppningens vägg och med spindeln 30.

Såsom visas, vilar den nedre packningsringen 42 pà en inåt sig sträckande fläns 44, som är utformad i öpp- ningen 36. En delad tryckbricka 46 är anordnad under flänsen 44 och hàlles mot denna av en utåt sig sträc- kande klack eller fläns 48, som är utformad vid spin- delns 30 nedre del. Spindeln hålles på plats av en packningsgland 50 och en packningsmutter 52. Vid åt- dragning av packningsmuttern 52, anlägges, sàsom visas i fig 1, tryck på packningsringarna 38, 40, 42 för att säkerställa en fluidumtät tätning kring spindeln.

Det är möjligt att manövrera ventilspindeln med många olika typer av manöverorgan, både manuella och automatiska. Här visas ett handtag S4. Detta handtag är frigörbart fäst vid spindeln 30 medelst en mutter 56, lO l5 20 25 30 35 449 394 14 som klämmer fast handtaget mot packningsmutterns 52 övre del. En samverkande planyta 58 är företrädesvis utformad vid spindelns utsida för samverkan med en planyta (icke visad) i handtagsöppningen för att an- bringa handtaget på spindeln på riktigt sätt. Läget för handtaget och därmed läget för kuldelen C begränsas emellertid av nedåtriktade stoppdelar 62, 64, som upp- bäres av handtaget 54. Dessa stoppdelar ingriper med lämpliga ytor på centrumsektionen 12 för att åstadkomma fasta stopp för ventilen i helt öppet och helt stängt läge.

Såsom visas i fig l och 5, är de båda sätesrings- enheterna B fastspända på plats på motstående sidor om kuldelen C i närheten av motstående ändar av huvud- sektionens kanal eller öppning 20. Vid den här beskrivna, föredragna utföringsformen är sätesringsenheterna be- lägna väsentligen på samma avstånd från och på diametralt motstående sidor om kuldelens vridningsaxel och har de radiellt innersta centrumöppningar 66, 68. Sätesrings- enheterna kan hållas på plats med många olika eller alternativa arrangemang. Vid den föredragna utförings- formen hålles de på plats av klackar 70, 72, som defi- nieras av ändförbindningens 14 resp 16 ändyta 74 resp 76 (fig 5). Den inre begränsningen för sätesringsen- heternas förflyttning definieras av ett par klackar eller avsatser 78, 80, som bildas av de inre ändväggarna i försänkningsborrningar i kanalen eller öppningen 20.

En tätning åstadkommas vidare mellan centrumsektionen l2 och ändförbindningarna l4, l6 medelst O-ringar 82, 84, som är upptagna i andra försänkningsborrningar 86, 88. Varje O-ring är anordnad kring den yttre omkretsen eller yttre omkretsytan hos ett parti av tillhörande sätesringsenhet B.

Ovan beskrivna detaljer vid kulventilen A hänför sig till den föredragna ventilkonstruktionen. Det torde emellertid inses av fackmannen, att modifieringar lätt kan åstadkommas för anpassning till speciella drifts- behov och/eller krav. Sådana förändringar ligger inom ramen för uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 449 394 15 Speciella detaljer vid sätesenheterna B ska nu beskrivas närmare under hänvisning till fig 2, 3 och 4. I fig 2 visas uppströmssätesenheten belägen i när- heten av ändförbindningen 14 före ventilmontering. I fig 3 visas nedströmssätesenheten belägen i närheten av ändförbindningen 16, varvid nedströmssätesenheten är identiskt likadan som uppströmssätesenheten. För att bättre åskådliggöra sätesenhetens konstruktion visas icke kuldelen C. I fig 4 visas något schematiskt en sätesenhet just före montering, varvid kuldelen C också visas.

Varje sätesenhet består företrädesvis av tre kom- ponenter, nämligen en förstärknings- eller stödring 100, 102, en sätesring 104, 106 och en stympat konisk tallriksfjäder 108, 110. Förstärkningsringarna 100, 102 har en centrumöppning och är framställda av ett styvt material, såsom stål eller annan lämplig metall.

Såsom visas i fig 2 och 3, har förstärkningsringarna 100, 102 en första kontinuerlig omkretsyta eller ändyta 112, 114, som är vänd mot tillhörande klack 70, 72 på ändförbindningen 14, 16. En andra kontinuerlig yta 116, 118 är vänd mot och anligger mot ändväggarna eller av- satserna 78, 80 i huvudsektionens kanal 20 för att upp- rätta ett främsta läge för förstärkningsringarna. En tredje kontinuerlig yta 120, 122 är vänd väsentligen mot kuldelen (icke visad) men är dimensionerad för att vara belägen på avstånd från denna för att förhindra varje anliggning mot eller påverkan på denna och för att förhindra förvrängning och förskjutning av till- hörande sätesring mellan förstärkningsringens tredje yta 120, 122 och kuldelen. Ringarnas 100, 102 ytter- omkretsytor 124, 126 anligger tätt mot kanalens 20 sidovägg. De yttre ytorna 124, 126 och de andra ytorna 116, 118 kan alternativt ha en fläns eller avsats, som är utformad och dimensionerad för att ingripa med klac- karna 78, 80 för att ytterligare förlänga delar av stöd- ringarna 100, 102 axiellt in i kanalen 20 då de totala ventildimensionerna så erfordrar. En sådan extra fläns l0 15 20 25 30 35 449 394 16 undvares emellertid vid den visade, föredragna utförings- formen för att undvika extra maskinbearbetningssteg.

Sätesringarna 104, 106 har genomgående centrumöpp- ningar 66, 68, som är mindre än förstärkningsringarnas 100, 102 centrumöppningar. Sätesringarna är anordnade för böjning väsentligen mot och bort från förstärknings- ringarna 100, 102. Sätesringarna 104, 106 är utformade för att utöva en fjäderliknande, mekanisk elasticitet mot kuldelen. Första ytor 128, 130 är väsentligen vända mot tillhörande klackar 70, 72 på ändförbindningarna 14, 16 och är i förhållande till klackarna 70, 72 sned- ställda eller avsmalnande bort från ändytorna 74, 76 i ett ospänt och oböjt tillstànd. Sätesringarnas andra ytor 132, 134 är vända mot förstärkningsringarna 100, 102 för lageringrepp med och stöd mot dessas första ytor ll2, 114. Sätesringarnas tredje ytor eller kul- ingreppsytor 136, 138 är väsentligen vända mot kuldelen för fluidumtätande ingrepp med denna. Flänsar eller läppar 140, 142 sträcker sig axiellt ut från sätesringar- nas första ytor 128, 130 vid sätesringarnas ytteromkrets- ytor 144, 146. Dessa läppar eller flänsar är företrädes- vis kontinuerliga kring sätesringarna och så anordnade, att deras radiellt inre ytor väsentligen motsvarar de koniska tallriksfjädrarnas 108, ll0 ytterdiameter. Flän- sarna eller läpparna 140, 142 är avfasade vid sina ra- diellt yttersta delar och sträcker sig över tallriks- fjädrarnas radiellt yttre kanter på visat sätt. Vid detta arrangemang hâlles sätesringarna och tallriks- fjädrarna företrädesvis samman som en underenhet, vilket emellertid icke är nödvändigt.

Vid det föredragna arrangemanget av uppfinningen är sätesringarna 104, 106 framställda av ett fjädrande plastmaterial, såsom polytetrafluoreten elelr polyeten.

Det torde emellertid inses, att andra typer av material, såsom acetylhartser, också kan användas med fördel.

Det speciella material som väljes är i viss utsträckning beroende av de driftsförhållanden för vilka ventilen kommer att utsättas. 10 15 20 25 30 35 449 394 17 Tallriksfjädrarnas ytterändar 152, 154 har sådan diameter, att en tallriksfjäder kan upptagas i det cylindriska utrymme som avgränsas av de axiella flän- sarnas 140, 142 innervägg och sätesringarnas första ytor 128, 130. Fjädrarnas innerdiameter vid fjädrarnas innerändar 156, 158 är väsentligen lika med diametern för öppningen 66, 68 i tillhörande sätesring 104, 106.

Tallriksfjädrarna är så valda, att deras fjäder- kraft under partiell avböjning är tillräcklig för att kontinuerligt pressa sätesringarna mot kuldelen. Fjäd- rarna måste också kunna spännas eller sammanpressas till plant tillstånd för att möjliggöra förskjutning av kuldelen och ingrepp med sätesringarnas tredje ytor 136, 138. Vid den här beskrivna, föredragna utförings- formen är sätesringarnas första ytor 128, 130 så ut- formade, att de väsentligen helt spänner tallriksfjäd- rarna 108, 110 vid ventilmonteringen, dvs för att över- föra tallriksfjädrarna från en stympat konisk form till en väsentligen plan form.

De speciella dimensionsförhàllandena mellan varje sätesenhet B och kuldelen C ska nu diskuteras närmare under hänvisning till fig 4. Sätesenheterna B kommer att beskrivas under särskild hänvisning till den vid ändförbindningen 14 belägna uppströmssätesenheten.

Den vid ändförbindningen 16 belägna nedströmssätesen- heten är identiskt likadan, om inte annat speciellt anges. I fig 4 visas schematiskt sätesenheten B och kuldelen C just före montering i ett förmonteringsre- ferensläge. I detta referensläge är tallriksfjädern 108 och sätesringen 104 ospända och föreligger kontakt mellan sätesringen 104 och kuldelen C vid en ringformig kontaktlinje 160, som är belägen vid den radiellt innersta änden av sätesringens 104 tredje yta eller kulingreppsyta 136, Sätesringen 104 ingriper vid montering med kuldelen C på sådant sätt, att en väsentligen likformig tryck- fördelning erhålles längs hela utsträckningen av sätes- lO 15 20 25 30 35 449 394 18 ringens 104 tredje yta 136. Eftersom sätesringen 104 är utformad för att utöva en fjäderliknande, mekanisk elasticitet mot kuldelen C vid montering oberoende av tallriksfjädrarna lO8, 110, måste kulingreppsytans 136 bågformiga kontur vara utformad för att förvrängas på ett förutsägbart och reglerat sätt för att åstadkomma den likformiga tryckfördelningen. Man har funnit, att ytans 136 krökningsradie, för att detta syfte ska upp- nås, i ett ospänt, omonterat tillstånd måste vara större än krökningsradien för kuldelens C ytteryta. Sätesringen 104 och tallriksfjädern 108 har vidare sådan storlek, att, då dessa monteras axiellt_mellan klacken 70 och kuldelen C, sätesringen böjes utåt mot tillhörande klack 70 och tryckpåverkas så, att dess krökningsradie vid ytan l36 blir väsentligen lika med kuldelens radie och att den på tätande vis ingriper med kuldelen över ytans l36 hela utsträckning. Tallriksfjädern lO8 spännes samtidigt till plant tillstånd och verkar därför för att kontinuerligt pressa sätesringens l04 tredje yta 136 till ingrepp med kuldelen. Ett sådant helytingrepp med likformigt tryck kommer att erhållas, då kuldelen C och de sammansatta sätesdelarna B har sådan storlek, att sätesringen 104 och tallriksfjädern 108 vid ven-- tilmontering från det i fig 4 visade förmonteringsre- ferensläget böjes och tryckpåverkas så, att de vid området för sätesenhetens centrumöppning 66 ges en axiell förskjutning, som är lika med ett axiellt avstånd mellan den radiellt innersta änden av sätesringens 104 andra yta 132 och kuldelen C plus en axiell förskjutning av tallriksfjädern 108 från ändytan 74 vid samma radial- läge som det axiella avståndet.

Med andra ord förvränges sätesytan 136 för att anpassas till kuldelens sfäriska yta, varvid K är lika med I plus J (fig 4). K representerar den axiella för- skjutningen vid centrumöppningen 66, vilken förskjutning består i en förskjutning av tallriksfjäderns innerände 156 i riktning mot ändyta 74 på klacken 70. J represen- terar det axiella avståndet mellan den radiellt innersta 10 15 20 25 30 35 449 394 19 änden av sätesringens andra yta 132 och kuldelen C.

I representerar tallriksfjäderns 108 axiella förskjut- ning från ändytan 74 på klacken 70 vid det radialläge som den radiellt innersta änden av sätesringens andra yta 132 har.

Med detta axiella avstånd eller förhållande kan radien DS för sätesringens sfäriska yta i ospänt till- stånd och det radiella gapet g mellan kuldelen C och sätesringen vid den andra ytans 132 radiellt innersta ände beräknas med vissa lätt bestämbara dimensioner för kulventilen A givna. Mer speciellt kan det radiella gapet g och radien Ds för sätesringens sfäriska yta, i ospänt tillstånd, bestämmas med utnyttjande av kända geometriska metoder då sätesringens 104 inre radie d, kuldelens C radie D, ytterradien N för sätesringens kulingreppsyta l36 eller för den andra ytans 132 ra- aieiit innersta ände, cailrixsfjäaernslioa ytterraaie E och det sammansatta sätets avsmalning K i ospänt tillstånd, vilket typiskt bestämmes ur sätesringens 104 och tallriksfjäderns 108 för kompensering för för- väntad sätesförslitning nödvändiga avspänning, är givna.

Dessa dimensioner är typiskt givna parametrar, som bestäm- mes av den ventilstorlek, som önskas, och bestämmes i överensstämmelse med konventionell industrikonstruk- tionsstandard. Det föreligger en unik sfärradie Ds och ett unikt säte-kula-radialgap g för varje sätesring 104, 106 i sådan motsvarighet till varje uppsättning givna ventilparametrar D, d, N, E och K, att ingrepps- ytan 136, 138, då sätesringen 104, l06 deformeras vid demontering, erhåller en mot kuldelens C sfäriska yta svarande form.

Vid den i fig 2 och 3 visade, föredragna utförings- formen av uppfinningen har sätesenheterna B sådan form, att de stympat koniska tallriksfjädrarna l08, 110 och sätesringarna 104, 106 i förmonteringsreferensläget har sina ändar med mindre diameter belägna närmare kul- delen. Vid uppströmssätesenheten enligt fig 2 är avsmal- nandegraden vid tallriksfjäderns innerände 156 förut- 10 15 20 25 30 35 449 394 20 bestämd till ett dimensionsvärde, som motsvarar den förväntade förslitningen av nedströmssätesringen 106 (fig 3) under ventilens cykliska livslängd. Sätesringens 104 första yta 128 smalnar av i överensstämmelse med tallriksfjädern 108. Sätesringens 104 andra yta 132 är anordnad för anliggningsingrepp med förstärknings- ringens 100 första yta eller lageryta 112. Såsom bäst visas i fig 4, är sätesringens 104 tredje yta eller kulingreppsyta 136 bågformigt utformad för att ha en sfärdiameter, som är något större än kuldelens diameter och axiellt förskjuten från denna. Kulingreppsytans 136 radiellt innersta ände är i kontakt med kuldelen C vid en ringformig kontaktlinje 160, varvid ett gap således föreligger mellan kulan och kulingreppsytans 136 radiellt yttersta ände.

Kulventilens funktion ska nu beskrivas närmare under hänvisning till fig 5-10. I fig 5 visas ventilen i fullständigt monterat, öppet läge (i ett tillstånd utan fluidumtryckbelastning). I detta läge har de två sätesenheterna B förskjutits från det i fig 2-4 visade ospända tillståndet till ett fullständigt spänt till- stånd. Kuldelen C, sätesenheterna B och klackarna 70, 72 har sådan storlek, att detta förhållande erhålles då kulventilen är monterad. Sätesenheterna är i monterat tillstànd så anordnade, att de motstående sätesringarna 104, 106 är inklämnda mellan tillhörande förstärknings- ring 100, 102 och tallriksfjäder 108, 110 för att sammanpressas (se särskilt fig 5-W. Sätesringarna 104, 106 vridböjes vid ventilmonteringen såsom gensvar på ingreppet mellan kulingreppsytorna 136, 138 och kuldelen C bort från varandra och i riktning mot till- hörande klack 70, 72 väsentligen kring sin ytteromkrets och mot tillhörande tallriksfjäder 108, 110. Härigenom pressas tillhörande tallriksfjäder 108, 110 i riktning mot ett helt plant tillstånd. I det i fig 6 och 7 visade läget är tallriksfjädrarna 108, 110 företrädesvis av- böjda en sträcka (K i fig 4), som är förutbestämd av en förväntad förslitning av nedströmssätesringen 106 10 15 20 25 30 35 449 394 21 under ventilens A cykliska livslängd.

Den kombinerade böjningen av sätesringarna 104, 106 och tallriksfjädrarna 108, llO ger en sammansatt fjäder-sätesenhet, som har fyra huvudfördelar. För det första ger den en reglerad förbelastning av sätesytorna mot kuldelen. Eftersom en viss belastning är nödvändig för att upprätthålla en tätning, åstadkommes förbelast- ning vid de flesta tidigare kända kulventiler genom inklämning av sätesringarna mellan kuldelen och flänsen 'eller klacken vid montering, vilket gör att kuldelen är låst mot rörelse. Vid sätesringar av hårdare plast- material leder detta till ett oacceptabelt högt manöver- vridmoment. Den reglerade förbelastningen av kulventilen enligt föreliggande uppfinning åstadkommer emellertid att en sätesyta anlägges mot kuldelen genom en böjverkan snarare än en inklämningsverkan, varigenom ett rimligt manövervridmoment erhålles. För det andra verkar fjäder- sätesenheten för att upprätthålla en fluidumtätning w vid låga sätestryck. Utan fjäderbelastning av sätes- ringarna mot kuldelen är risken för sätesläckage större vid låga tryck, dvs då tryckbelastningen mot kuldelen är mindre. För det tredje erhålles en tätning, som kom- penserar för sätesförslitning och tillverkningstole- ranser. Då sätena förslites under ventilens drift, av- spännes de sammansatta sätesringsenheterna mot kuldelen, varigenom den läckagetäta, cykliska livslängden för- länges. För det fjärde motverkar den kombinerade böj- ningen problemet med kuldelens nedsjunkning, som kan deformera sätena genom krafterna från kuldelens vikt.

Om fjäderverkan endast åstadkoms av tallriks- fjädrarna och ingen extra fjäderverkan åstadkoms av sätesringarna, skulle tallriksfjädrarna behöva övervinna sätesringarnas elasticitet för att böja dem mot kuldelen för förslitningskompensering.

Efter montering är de sammansatta tallriksfjäder- och sätesringsenheterna i stor utsträckning tillplattade och bortböjda från stödringarna, dvs är sätesringarnas andra ytor l32, l34 bortböjda från delar av förstärknings- 10 l5 20 25 30 35 449 594 22 ringarnas första ytor 112, 114. Härvid erhålles böj- reservgap 170, 172, som möjliggör avspänning av sätes- ringarna och tallriksfjädrarna under samtidigt upprätt- hållande av en förbelastning mot kuldelen C.

Fem huvudfördelar åstadkommes av förstärknings- ringarna 100, 102 i kombination med tallriksfjädrarna och sätesringarna vid den visade kulventilen.

För det första reducerar de sätestrycket på ned- strömssätesringen 106. Utan ringarna 100, 102 åstad- kommer trycket bakom uppströmssätesringen 104 över en effektiv tryckarea ut till försänkningsborrningsavsatsen 78 en belastning på nedströmssätesringen 106 och tall- riksfjädern 110. Vid införing av en uppströmsförstärk- ningsring 100 reduceras den effektiva tryckarean för en belastning som överföres till nedströmssätesringen med den extra ytarea av förstärkningsringens 100 första yta ll2 som uppstöder och förstärker uppströmssätes- ringen 104 mot tryckbelastningar. Den reducerade be- , lastningen pà nedströmssätesringen 106 i ventilens stängda läge ger reducerad sätesareatryck och därmed reducerad sätesförslitning för förlängning av ventilens läckagetäta, cykliska livslängd.

För det andra uppstöder stödringen 100 uppströms- sätet 104 för att detta icke ska ge vika under tryck.

Vid tidigare system, som saknar uppströmsförstärknings- ringen 100, kan uppströmssätesringen 104 ge vika under långvarig, statisk belastning. För det tredje uppstöder uppströmsförstärkningsringen 100 sätesringen 104 för att förhindra "inblåsnings"-utbuktning under cyklisk användning då kulingreppsytan 136 delvis överbryggar kulöppningen och samtidigt upprätthåller kultätnings- ingrepp. Om uppströmssätesringen 104 ger vika eller erhåller en "inblàsnings"-utbuktning, rubbas nedströms- sätesenhetens tätningsförmåga omedelbart.

Till följd av ovannämnda fördelar håller uppströms- förstärkningsringen 100 sätesringen 104 på sådant sätt, att det tillåtliga trycket på sätesringen kan ökas över det tryck som kan tillåtas vid avsaknad_av förstärknings- ring. lO 15 20 25 30 35 449 394 23 För det fjärde ger nedströmsstödringen 102 också ett tvångsmässigt stopp, mot vilket sätesringens 106 andra yta 134 kan bilda en bakre fläns-sätestätning.

De flesta konventionella sätesringsmaterial hopklämmes lätt vid montering mellan tallriksfjädern och försänk- ningsborrningens avsats eller fläns 80. Utan stödringen 102 kan sätet 106 också lätt glida förbi denna tunna fläns i ventilhuset. Särskilt vid hårda plaster, såsom polyeten, efordras ett ordentligare stopp för att åstad- komma en bakre tätning.

En femte extra fördel med förstärkningsringarna 100, 102 består i att sätesringarnas 104, 106 krypning hålles tillbaka, särskilt vad avser nedströmssätesringen l06. Då ventilen är stängd och ingen belastning verkar mot uppströmssätesenheten samt ingen nedströmsstödring 102 utnyttjas, förskjuter kuldelen C lättare nedströms- sätesringen 106 mot ventilhusets centrum, särskilt om sätesmaterialet är polytetrafluoreten eller liknande.

En sådan krypningsförskjutning upphäver den för upp- rätthållande av en effektiv tätning nödvändiga sätes- ytförbelastningen.

Det bör observeras, att även om föreliggande upp- finning avser en konstruktion med flytande kula, erhål- les nödvändigtvis ingen axiell förskjutning eller flyt- ning för kuldelen C mot nedströmssätesenheten för åstad- kommande av nedströmssätestätning i ventilens stängda och belastade tillstånd. Eftersom nedströmstallriks- fjädern 110 vid monteringen väsentligen tillplattas mot klacken 72, är nedströmssätesringen 106 väsentligen innesluten vid alla fyra Sidorna, och kraften mot kul- ingreppsytan 138 är jämntfördelad över hela denna yta.

Belastningskraften förvränger inte sätesringen 106 för att medge en axiell nedströmsförskjutning av kuldelen C för åstadkommande av en huvudtätning vid nedströms- sätesringen. Snarare åstadkommes en sätesringstätning både vid uppströms- och nedströmssätesenheten under kulventilens hela livslängd. Även om en omàttlig förslit- ning av nedströmssätesringen har förorsakat ett brott lO 15 20 25 30 35 449 394 24 i uppströmstätningen, kommer kulventilen icke att bringas ur funktion, eftersom nedströmssätesenheten fortfarande åstadkommer tätning.

I fig 8, 9 och 10 visas en kulventil A', som för- slitits avsevärt vid den till ändförbindningen 16' hö- rande nedströmssätesenheten, i stängt ventilläge och under tillstånd med högt fluidumtryck, varvid fluidum- flödesriktningen anges med en pil i närheten av ven- tilens inlopp. Såsom visas, tvingas kuldelen C' att såsom gensvar pà fluidumtryck förskjutas axiellt mot klacken 72' och mot nedströmssätesringsenheten, så att tallriksfjädern ll0' förblir väsentligen i plant till- stånd. På grund av sätesringens 106' avsevärda förslit- ning, är gapet 172' utvidgat på motsvarande vis. Ned- strömssätesringens 106 kulingreppsyta eller tredje yta 138' förblir i tätningsingrepp med kuldelens C' yta för att åstadkomma en fluidumtät tätning med likformig tryckfördelning över ytans 138' utsträckning.

Den till ändförbindningen 14' hörande uppströms- sätesenheten är böjd i kuldelens rörelseriktning och är partiellt avspänd från sitt ursprungliga monterings- tillstånd för att upptaga nedströmssätesringens 106' förslitning och samtidigt upprätthålla en fluidumtät tätning med kuldelensC' yta. Tallriksfjädern 108' är frán ett väsentligen plant tillstànd avspänd i den ut- sträckning som erfordras för att kompensera för ned- strömssätesringens förslitning. Uppströmssätesringen 104' är också avspänd i motsvarande utsträckning för att delvis stänga böjreservgapet 170' mot uppströms- förstärkningsringens 100' första yta ll2'. Genom sätes- ringens 104' vridböjning förflyttas dess andra yta 132' till kontakt med förstärkningsringens 100' första yta.

Uppströmssätesringens 104' kulingreppsyta 136' förblir i ordentligt tätningsingrepp med kuldelens C' yta. Kulan deformerar ytans 136' radiellt innersta del på sådant sätt, att åtminstone denna del har en sfärisk form i anpassat ingrepp med kuldelen. Då ventilen A' i fig 8 öppnas, förskfiutes kuldelen C' axiellt tillbaka mot lO l5 20 25 449 394 25 ändförbindningen l4', så att lika tryck utövas på kul- delen av tallriksfjädrarna l08', ll0'.

Ovan i detalj beskrivna kulventil A med sätesen- heter B utgör en avsevärd förbättring i förhållande till tidigare kända arrangemang. Vid konstruktionen enligt uppfinningen böjes sätesenheterna på ett förut- sägbart och reglerat sätt vid initialmonteringen för att underlätta kompensering för sätesförslitning, till- verkningstoleranser och kulnedsänkning och för att åstad- komma en reglerad förbelastning för förenklad användning och förbättrad lågtryckstätning. Sätesringsenheternas kulingreppsytor är avpassade och utformade för förvrid- ning till anpassat tätningsingrepp med kulytan vid mon- tering för att åstadkomma jämn tryckfördelning över ytornas l36, 138 hela utsträckning. Genom utnyttjandet av stödringarna l0O, 102 i kombination med de förbätt- rade sätesringarna lO4, lO6 och tallriksfjädrarna 108, ll0 förhindras problem med “inblåsnings"-utbuktning, problem med att säten ger vika samt problem med ned- strömssätestryck och tillbakakrypning samt bakre säte- klack-läckage, varvid driftsfördelen med sätesring- tallriksfjäder-kombinationen samtidigt icke förhindras.

Sätesringsenheterna B kan lätt modifieras på annat sätt än som visas speciellt på ritningarna utan att uppfinningstanken fràngàs. Det kan exempelvis vara önskvärt att något modifiera de relativa dimensionsför- hàllandena mellan sätesringarna, förstärkningsringarna och tallriksfjädrarna för anpassning till speciella driftskrav.

Claims (18)

1. 0 15 20 25 30 449 394 26 PATENTKRAV l. Kulventil, vilken har ett par sätesringar (104, 106), som är anordnade i en kanal (20) i ett ventilhus (10) pá motstáende sidor om en kuldel (C), som är axiellt förskjutbar i kanalen (20), ett par koniska tallriks- fjädrar (108, 110), som är anordnade mellan var sin av sätesringarna (104, 106) och en tillhörande klack (70, 72) i ventilhuset (10), och ett par ringformiga, stela lagerytor (112, 114), som är anordnade i kanalen (20) axiellt innanför sätesringarna (104, 106) för att åstad- komma ett stelt stöd för dessa, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje sätesring (104, 106) har en kontinuerlig, ringformig kulingreppsyta (136, 138), som i sätesringens avspända tillstånd före montering av kulventilen har en krökningsradie (Ds), som är större än kuldelens (C) radie (D), så att vid montering av kulventilen sätesringen först ingriper med kuldelen (C) vid kulingreppsytans (136, 138) inre omkrets (160), varvid, vid fullbordad montering av kulventilen, tallriksfjädrarna (108, 110) är samman- pressade till väsentligen platt form och sätesringarna (104, 106) är böjda bort fràn tillhörande lageryta (112, 114) av tallriksfjädrarnas (108, 110) krafter för att föra kulingreppsytan (136, 138) till fullständigt yttät- níngsingrepp med kuldelen (C). k ä n n e - t e c k n a d därav, att ett böjreservgap (170, 172) för sätesringen (104, 106) är utformat mellan ett parti av den stela lagerytan (112, 114) och sätesringen (104, 106).

2. Kulventil enligt patentkravet 1,

3. Kulventil enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att kuldelen (C) såsom gensvar på fluidumtryck, som verkar därpå i ventilens stängda läge, förskjutes axiellt i kanalen (20) i riktning mot den ena ventilhusklacken (72), varvid den till den andra ventilhusklacken (70) hörande sätesringen (104) avspännes i riktning mot nämnda ena klack (72) för att upprätthålla 10 15 20 25 30 35 449 394 27 kontakt med kuldelen (C).

4. Kulventil enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje sätesring (104, 106) är inklämd mellan tillhörande lageryta (112, 114) och tillhörande tallriksfjäder (108, 110), varvid tallriksfjädrarna åtminstone vid ventilens initialmonte- ring är sammanpressade till väsentligen platt form.

5. Kulventil enligt något av patentkraven l-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje sätesring (104, 106) utöver den ringformiga kulingreppsytan (136, 138) har en ytteromkrets (144, 146), som anligger mot en sido- vägg i kanalen (20), en första yta (128, 130), som är vänd mot tillhörande tallriksfjäder (108, 110), en andra yta (132, 134), som är vänd mot tillhörande stela lager- yta (112, 114), och en tredje yta (136, 138), som är vänd mot kuldelen (C), varvid den tredje ytan (136, 138) i ett förmonteringsreferensläge har en krökningsradie (Ds), som är större än kuldelens (C) krökningsradie (D), och är skild från kuldelen medelst ett radiellt gap (Q) vid den andra ytans (132, 134) radiellt innersta ände och varvid den tredje ytan (136, 138) efter montering har en krök- ningsradie, som är väsentligen lika med kuldelens (C) krökningsradie (D), och ingriper med kuldelen på anpassat vis över sin utsträckning samt varvid den andra ytan (132, 134) efter montering är åtskild från ett parti av lager- ytan (112, 114) för att bilda ett böjreservgap (170, 172) för sätesringen (104, 106).

6. Kulventil enligt patentkravet 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att sätesringen (104, 106) vid för- flyttning från förmonteringsreferensläget mot monterings- läget böjes kring sin ytteromkrets (144, 146) och pressas till tätningsingrepp med kuldelen (C) vid den tredje ytan (136, 138).

7. Kulventil enligt patentkravet S eller 6, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den har ett par radiellt inåt sig sträckande, kontinuerliga klackar (70, 72) i kanalen (20), vilka är belägna vid dennas omkrets på mot- 10 15 20 25 30 35 449 394 28 stående sidor om kuldelen (C), ett par försänkningsborr- ningar i kanalen (20), vilka är belägna pá motstáende sidor om kuldelen (C) och var och en har en inre ändvägg (78, 80), som är kontinuerlig i omkretsled, samt ett par förstärkningsringar (100, 102), vilka var och en har en centrumöppning och definierar nämnda lageryta (112, 114), som är vänd mot tillhörande klack (70, 72), en andra yta (116, 118), som anligger mot tillhörande försänknings- borrningsändvägg (78, 80), och en tredje yta (120, 122), som i huvudsak är vänd mot kuldelen (C) och belägen pâ avstånd frán denna.

8. Kulventil enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kuldelen (C) och paret av sam- mansatta.sätesdelsenheter (B) har sådan storlek, att efter montering fràn ett förmonteringsreferensläge sätesringen (104, 106) och tallriksfjädern (108, 110) i varje enhet är så böjda och tryckpàkända, att vid deras centrumöpp- ningar (156, 158) föreligger en axiell förskjutning (K), som är lika med det axiella avståndet (J) mellan den andra sätesringsytans (132, 134) radiellt innersta ände och kuldelen (C) plus en axiell förskjutning GI) av tallriks- fjädern (108, 110) vid samma radialläge som nämnda axiella avstånd (J).

9. Kulventil enligt patentkravet 8, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda axiella tallriksfjäder- förskjutning (K) vid tallriksfjäderns centrumöppning är en förskjutning av tallriksfjädern i riktning mot till- hörande klack (70, 72).

10. Kulventil enligt patentkravet 8 eller 9, k ä n - n e t e c k n a d därav, att krökningscentrum för den tredje sätesringsytan (136, 138) i ospänt tillstånd är förskjutet i förhållande till kuldelens (C) centrum.

11. ll. Kulventil enligt patentkravet 10, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den tredje sätesringsytans krökningscentrum är axiellt förskjutet i förhållande till kuldelens (C) centrum.

12. Kulventil enligt något av patentkraven 7-ll, 10 15 20 25 30 35 449 394 29 k ä n n e t e c k n a d därav, att varje tallriksfjäders (108, 110) och tillhörande sätesrings (104, 106) centrum- öppningar är väsentligen lika stora och mindre än till- hörande förstärkningsrings (100, 102) centrumöppning.

13. Kulventil enligt något av patentkraven 7-12, k ä n n e t e c k n a d därav, att kuldelen (C) i venti- lens stängda läge är axiellt förflyttbar i kanalen (20) för att möjliggöra förskjutning av kuldelen i riktning mot den ena klacken (72) såsom gensvar på fluidumtryck, varvid den till den andra klacken (70) hörande sätesringen (104) böjes i kuldelens (C) förflyttningsriktning i sam- verkan med inverkan av tillhörande tallriksfjäder (108) för att dess tredje yta (136) ska pressas till kontinuer- lig kontakt med kuldelen (C).

14. Kulventil enligt något av patentkraven 7-13, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje förstärknings- ring (100, 102) är belägen på sådant avstånd från kuldelen (C), att anliggning mot kuldelen förhindras och att för- vrängning och förskjutning av tillhörande sätesring (104, 106) mellan den tredje förstärkningsringsytan (120, 122) och kuldelen (C) förhindras.

15. Kulventil enligt något av patentkraven 1-14, k ä n n e t e c k n a d därav, att huset (10) har en borttagbar ändförbindning (14, 16), som definierar en av klackarna (70, 72).

16. Kulventil enligt något av patentkraven 5-14, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje sätesring (104, 106) vid sin första yta (128, 130) har en axiellt sig sträckande omkretsfläns (140, 142) för lokalisering av till- hörande tallriksfjäder (108, 110) i förhållande därtill.

17. Kulventil enligt något av patentkraven l-16, k ä n n e t e c k n a d därav, att sätesringarna (104, 106) är framställda av ett fjädrande material.

18. Kulventil enligt något av patentkraven 1-17 k ä n n e t e c k n a d därav, att varje sätesring (104, 106) är inklämd mellan tillhörande lageryta (112, 114) och tallriksfjäder (108, 110) för att sammanpressas.