VERWANDTE ANMELDUNGENRELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung 61/933.517, eingereicht am 30. Januar 2014, welche durch Bezugnahme als Bestandteil der vorliegenden Offenbarung aufgenommen wird.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application 61 / 933,517, filed on Jan. 30, 2014, which is incorporated herein by reference as part of the present disclosure.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Technologie umfasst ein Ventil und Oberflächen zur Strömungskontrolle zur Förderung einer laminaren Strömung durch das Ventil.The present technology includes a valve and flow control surfaces for promoting laminar flow through the valve.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Eine Testvorrichtung für Rohre kann ein Füllventil aufweisen, welches zum Lenken/Leiten eines unter Druck stehenden Fluidstromes in einem Testrohr dient. Das Füllventil kann in einer Leitung montiert sein, wobei diese Leitung einen Fluidströmungspfad von einer Pumpe zu einem Ventil definiert, sowie weiterhin vom Ventil zum Testrohr. Turbulenzen im Strömungspfad können Luft in die Flüssigkeit hineinreißen, wobei diese Luft den Test stören kann. A tube testing apparatus may include a filling valve which serves to direct a pressurized fluid stream in a test tube. The fill valve may be mounted in a conduit, which conduit defines a fluid flow path from a pump to a valve, and further from the valve to the test tube. Turbulence in the flow path can tear air into the liquid, which air can interfere with the test.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: ein erstes Ventilelement, das eine Achse hat, sowie eine erste Sitzfläche ("seat area") mit einer sich verjüngenden Kontur, die axial stromabwärts ausgerichtet ist. Ein zweites Ventilelement besitzt eine zweite Sitzfläche mit einer sich verjüngenden Kontur, die axial stromaufwärts ausgerichtet ist. Das zweite Ventilelement hat eine geschlossene Stellung, in welcher die zweite Sitzfläche an die erste Sitzfläche angrenzt, sowie eine offene Stellung, in welcher die zweite Sitzfläche axial stromabwärts von der ersten Sitzfläche beabstandet vorliegt. Die Erfindung bietet mehrere Funktionen, um die Strömung zu kontrollieren. A device according to an embodiment of the present invention comprises a first valve member having an axis and a first seat area having a tapered contour that is axially downstream. A second valve member has a second seating surface with a tapered contour that is axially upstream. The second valve element has a closed position in which the second seating surface adjoins the first seating area and an open position in which the second seating area is axially spaced downstream of the first seating area. The invention provides several functions to control the flow.
Beispielsweise weist das zweite Ventilelement vorzugsweise einen Endabschnitt auf, der als ein nasenförmiger Konus ("nose conus") ausgebildet ist. Der nasenförmige Konus kann vollständig stromabwärts von der zweiten Sitzfläche angeordnet werden, und kann einen Hohlraum mit einer Abflussöffnung an der Außenseite des nasenförmigen Konus‘ aufweisen. For example, the second valve element preferably has an end portion, which is formed as a nose cone ("nose conus"). The nose-shaped cone can be arranged completely downstream of the second seating surface, and can have a cavity with a discharge opening on the outside of the nose-shaped cone.
Die Ventilelemente sind vorzugsweise durch einen ringförmigen Strömungsbereich voneinander beabstandet, und zwar dann, wenn das zweite Ventilelement in der offenen Stellung ist; das zweite Ventilelement weist vorzugsweise radial abstehenden Leitflügel ("vanes") auf, die axial über den ringförmigen Strömungsbereich reichen. The valve elements are preferably spaced from each other by an annular flow area when the second valve element is in the open position; the second valve element preferably has radially projecting vanes which extend axially over the annular flow area.
Die Vorrichtung kann weiterhin ein drittes Ventilelement aufweisen, welches eine Innenfläche hat, die das zweite Ventilelement mit einer Kontur umgibt, wobei sich diese Kontur von einem stromabwärts gelegenen Rand der ersten Sitzfläche radial nach außen hin verjüngt.The apparatus may further include a third valve element having an inner surface surrounding the second valve element with a contour, said contour tapering radially outward from a downstream edge of the first seating surface.
In einer anderen, hierzu unterschiedlichen, Ausführungsform der Erfindung besitzt ein Element zur Strömungsführung einen Körper mit einer Mittelachse und axial entgegengesetzt angeordnete Ein- und Auslässe. Ein zylindrischer Oberflächenabschnitt des Körpers erstreckt sich axial vom Einlassende. Ein sich verjüngender Oberflächenabschnitt erstreckt sich axial und radial nach außen, vom zylindrischen Oberflächenabschnitt weg und zum Ende des Auslasses hin. In another, different embodiment of the invention, an element for flow guidance has a body with a central axis and axially oppositely arranged inlets and outlets. A cylindrical surface portion of the body extends axially from the inlet end. A tapered surface portion extends axially and radially outwardly away from the cylindrical surface portion and toward the end of the outlet.
Eine zylindrische Wand des Elements zur Strömungsführung umgibt einen rohrförmige Strömungspfad, der über den Körper reicht. Die zylindrische Wand hat ein Auslassende, welches axial stromaufwärts angeordnet und vom Auslassende des Gehäuses beabstandet ist. Dies ergibt einen austretenden Strömungsbereich für den Strömungspfad, wobei der Strömungsbereich radial nach außen weist. Eine Vielzahl von Leitflügeln zeigt radial nach außen, und zwar vom strömungsführenden Körper weg, hin zu im Umfang beabstandeten Positionen, und zwar um die rohrförmige Strömungsbahn in bogenförmige Segmente zu teilen. Jeder Leitflügel zeigt radial nach außen, hin zur zylindrischen Wand, sowie radial nach außen zum Bereich der austretenden Strömung. A cylindrical wall of the flow guide member surrounds a tubular flow path that extends across the body. The cylindrical wall has an outlet end disposed axially upstream and spaced from the outlet end of the housing. This results in an exit flow region for the flow path, with the flow region facing radially outward. A plurality of vanes face radially outward from the fluid-carrying body toward circumferentially spaced positions to divide the tubular flow path into arcuate segments. Each guide vane faces radially outward, toward the cylindrical wall, and radially outward to the area of the exiting flow.
In einer weiteren, hierzu unterschiedlichen, Ausführungsform definiert eine Leitungsstruktur ("conduit structure") einen Strömungspfad für das Fluid, welcher einem Abschnitt aufweist, der auf einer ersten Achse zentriert ist, sowie einen Abschnitt, der auf einer zweiten Achse zentriert ist, die senkrecht zur ersten Achse steht, sowie eine Biegung zwischen den Abschnitten. Ein Paar von gegenüberliegenden Ventilelementen ist so angeordnet, dass sie relativ zueinander bewegbar sind, und zwar entlang der ersten Achse, zwischen einer geschlossenen Stellung, welche die Strömungspfad blockiert, sowie einem offenen Zustand, welcher beanstandet entlang des Strömungsbereiches im Strömungspfad angeordnet ist. Ein Schaft ist zwischen den Ventilelementen angebracht, um die Ventilelemente zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zu bewegen. Ein Struktur zum Leiten der Strömung weist eine Bohrung auf, durch welche sich der Schaft erstreckt, und zwar weg von einem Stellglied ("actuator"), hin zum Strömungspfad, wobei diese eine ebene Oberfläche aufweist, welche die eine Öffnung umgibt, und aus welcher der Schaft ragt, und zwar von der Bohrung hin zur Biegung im Strömungspfad. Die ebene Fläche weist zugewandt in den Strömungspfad hinein, und zwar in einem spitzen Winkel zu den ersten und zweiten Achsen.In yet another embodiment, a conduit structure defines a flow path for the fluid having a portion centered on a first axis and a portion centered on a second axis perpendicular to the first axis, as well as a bend between the sections. A pair of opposing valve members are arranged to be movable relative to each other along the first axis, between a closed position blocking the flow path, and an open state spaced along the flow area in the flow path. A stem is mounted between the valve members to move the valve members between the open and closed positions. A structure for directing the flow has a bore through which the stem extends, away from an actuator, toward the flow path, which has a planar surface which is the one opening surrounds, and from which the shaft protrudes, from the bore to the bend in the flow path. The planar surface faces into the flow path, at an acute angle to the first and second axes.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung, die eine Leitungsstruktur und ein Ventil aufweist. 1 shows a side view, partially in section, of a device having a line structure and a valve.
2 ist eine Ansicht, die ähnlich zur 1 ist, wobei Teile in unterschiedlichen Stellungen gezeigt werden. 2 is a view similar to 1 is where parts are shown in different positions.
3 ist eine Seitenansicht eines Teils wie in 1 gezeigt. 3 is a side view of a part like in 1 shown.
4 ist eine perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten Teils. 4 is a perspective view of the in 3 shown part.
5 ist eine seitliche Schnittansicht eines Teils wie in 1 gezeigt. 5 is a side sectional view of a part as in 1 shown.
6 ist eine seitliche Schnittansicht eines anderen Teils wie in 1 gezeigt. 6 is a side sectional view of another part as in 1 shown.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten Teils. 7 is a perspective view of an in 1 shown part.
8 ist eine Seitenschnittansicht des in 7 gezeigten Teils. 8th is a side sectional view of the in 7 shown part.
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Teilen wie in 1 gezeigt. 9 is an enlarged sectional view of parts as in FIG 1 shown.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines anderen Teils wie in 1 gezeigt 10 is an enlarged view of another part as in 1 shown
11 ist eine Seitenansicht eines in 10 gezeigten Teils 11 is a side view of an in 10 shown part
12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 von 11. 12 is a sectional view taken along the line 12-12 of 11 ,
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die in den Zeichnungen gezeigten Vorrichtungen zeigen Teile, die beispielhaft sind für die Elemente, die in den Ansprüchen aufgeführt sind. Die dargestellte Vorrichtung umfasst somit Beispiele, wie ein Fachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet die beanspruchte Erfindung erstellen und nutzen kann. Diese Angaben dienen dazu, die Anforderungen im Hinblick auf Ausführbarkeit und "beste Ausführungsform" gemäß Patentgesetz zu erfüllen, ohne dass dies die Ansprüche einschränken soll. The devices shown in the drawings show parts which are exemplary of the elements listed in the claims. The illustrated apparatus thus includes examples of how one skilled in the art can make and use the claimed invention. This information is intended to comply with the requirements of executability and "best practice" as set out in the Patent Law, without limiting the claims.
Wie teilweise in den 1 und 2 gezeigt, umfasst eine Vorrichtung 10 eine Leitungsstruktur ("conduit structure") 12 und ein Ventil 14. Das Ventil 14 hat einen Schaft 16, welcher als Stange für einen Kolben 18 mit einem Stellglied 20 ("actuator") verbunden ist. Das Stellglied 20 bewegt den Kolben 18 und den Schaft 16, um das Ventil 14 zwischen einem geschlossenen Zustand, wie in 1 gezeigt, und einem offenen Zustand, wie in 2 gezeigt, zu verschieben. Wenn das Ventil 14 im offenen Zustand ist, wird es Wasser ermöglicht,von einer Quelle 22 durch die Leitungsstruktur 12 zu fließen, und zwar unter der Einwirkung einer Pumpe 26.How partially in the 1 and 2 shown comprises a device 10 a conduit structure 12 and a valve 14 , The valve 14 has a shaft 16 , which serves as a rod for a piston 18 with an actuator 20 ("actuator") is connected. The actuator 20 moves the piston 18 and the shaft 16 to the valve 14 between a closed state, as in 1 shown, and an open state, as in 2 shown to move. When the valve 14 when it is open, it will allow water from a source 22 through the line structure 12 to flow, under the action of a pump 26 ,
Die Teile der Leitungsstruktur 12, die in 1 dargestellt sind. umfassen einen T-förmigen Teil 30 mit einem Einlass 32. Der T-förmige Teil 30 definiert einen Strömungspfad mit einer Biegung / Abzweigung("turn") 35 zwischen dem Einlass 32 und dem Ventil 14. Im dargestellten Beispiel weist das T-förmige Teil 30 einen ersten zylindrischen Abschnitt 40 auf, welcher auf einer ersten Achse 41 zentriert ist, sowie einen zweiten zylindrischen Abschnitt 42 mit einer zweiten Achse 43, welche senkrecht zur ersten Achse 41 steht. Die ersten und zweiten Abschnitte 40 und 42 des T-förmigen Teils 30 schneiden sich an der Biegung 35, und definieren jeweils orthogonale Abschnitte 45 und 47 des Strömungspfads stromabwärts und stromaufwärts von der Biegung 35.The parts of the pipe structure 12 , in the 1 are shown. include a T-shaped part 30 with an inlet 32 , The T-shaped part 30 defines a flow path with a bend / turn 35 between the inlet 32 and the valve 14 , In the example shown, the T-shaped part 30 a first cylindrical portion 40 on which one on a first axis 41 is centered, and a second cylindrical section 42 with a second axis 43 , which are perpendicular to the first axis 41 stands. The first and second sections 40 and 42 of the T-shaped part 30 intersect at the bend 35 , and define orthogonal sections, respectively 45 and 47 the flow path downstream and upstream of the bend 35 ,
In der Biegung 35 und im Strömungspfad befindet sich ein Element zur Strömungsführung 60 ("flow directing structure"). Wie jeweils getrennt in den 3 und 4 gezeigt, ist das Element zur Strömungsführung 60 ("flow directing structure") im dargestellten Beispiel ein Kreiszylinder mit einer Mittelachse 61 und ebenen gegenüberliegenden Endflächen 64 und 66. Jede der Endflächen 64 und 66 hat eine Öffnung 67, durch welche eine Bohrung 71 durchgreift, und zwar entlang der Achse 61. Ein kreisförmiger Befestigungsflansch 72 steht radial an einer Endfläche 64 heraus. Die gegenüberliegende Stirnfläche 66 ist als ein elliptischer zylindrischer Abschnitt geformt. Diese Endfläche 66 liegt in einer Ebene, und in einem spitzen Winkel zur Achse 61.In the bend 35 and in the flow path is an element for flow guidance 60 ("flow directing structure"). As each separately in the 3 and 4 shown is the element for flow guidance 60 ("flow directing structure") in the example shown a circular cylinder with a central axis 61 and flat opposite end surfaces 64 and 66 , Each of the end surfaces 64 and 66 has an opening 67 through which a hole 71 engages, along the axis 61 , A circular mounting flange 72 is radially on an end surface 64 out. The opposite end face 66 is shaped as an elliptical cylindrical section. This endface 66 lies in a plane, and at an acute angle to the axis 61 ,
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist das Element zur Strömungsführung 60 koaxial innerhalb des ersten Abschnitts 40 des T-förmigen Teils 30 angebracht, um den ersten Abschnitt 40 an seinem stromaufwärts liegenden Ende zu schließen. Der Schaft 16 gelangt durch die Bohrung 71 vom Aktuator 20 zum Strömungspfad. Die elliptische Stirnfläche 66 des Elements zum Führen von Strömung 60 ist an der Biegung 35 in der Strömungsbahn angeordnet, und ist so ausgerichtet, dass es sowohl stromabwärts dem ersten Abschnitt 45 des Strömungspfades als auch stromaufwärts dem zweiten Abschnitt 47 der Strömungspfades zugewandt ist. Die elliptische Stirnfläche 66 bildet somit eine äußere Begrenzung der Biegung 35, und zwar in einem spitzen Winkel zu jeder der beiden zueinander senkrechten Achsen 41 und 43 des Strömungspfads.Referring again to 1 is the element for flow guidance 60 coaxial within the first section 40 of the T-shaped part 30 attached to the first section 40 close at its upstream end. The shaft 16 passes through the hole 71 from the actuator 20 to the flow path. The elliptical face 66 of the element for guiding flow 60 is at the bend 35 arranged in the flow path, and is oriented so that it is both downstream of the first section 45 the flow path as well as upstream of the second section 47 facing the flow path. The elliptical face 66 thus forms an outer boundary the bend 35 , at an acute angle to each of the two mutually perpendicular axes 41 and 43 of the flow path.
Die Teile des Ventils 14, die in 1 dargestellt sind, schließen Folgendes ein: einen Flansch 80, der auf der Leitungsstruktur 12 montiert ist, eine zylindrische Buchse 88 ("bushing") und einen Ventilring 90, die beide zentriert auf der Achse 41 gelagert sind und beide am Flansch 80 befestigt sind. Wie in 5 gezeigt ist, weist der feste Ring 90 eine ringförmige Ventilsitzfläche 92 mit einer sich einwärts verjüngenden Kontur auf, wobei diese Kontur axial stromabwärts zeigt. Die feste Sitzfläche 92 weist vorzugsweise auf: einen stromaufwärts liegenden Rand 100, einen stromabwärts liegenden Rand 102 und ein lineares radiale Profil, welches vollständig zwischen den stromaufwärts liegenden und stromabwärts liegenden Rändern 100 und 102 liegt.The parts of the valve 14 , in the 1 are shown include: a flange 80 who is on the leadership structure 12 is mounted, a cylindrical socket 88 ("bushing") and a valve ring 90 both centered on the axis 41 are stored and both on the flange 80 are attached. As in 5 is shown, the fixed ring 90 an annular valve seat surface 92 with an inwardly tapering contour, said contour facing axially downstream. The solid seat 92 preferably comprises: an upstream edge 100 , a downstream edge 102 and a linear radial profile completely between the upstream and downstream edges 100 and 102 lies.
Ein beweglicher Ventilring 104 befindet sich radial innerhalb des feststehenden Rings 90 und ist mit dem Schaft 16 zur axialen Bewegung relativ zum festen Ring 90 verbunden. Wie in 6 gezeigt ist. weist der bewegliche Ring 104 eine konische, ringförmige Ventilsitzfläche 106 auf. Die bewegliche Sitzfläche ("seat surface") 106 hat auch ein lineares radiales Profil, aber entgegengesetzt abgeschrägt, um radial nach außen und axial stromaufwärts in Richtung der festen Sitzfläche 92 zu zeigen. Eine ringförmige Fluidführungsfläche 108 auf dem beweglichen Ring 104 weist ein bogenförmiges radiales Profil auf und reicht radial nach außen und axial stromabwärts, weg von der beweglichen Sitzfläche 106.A movable valve ring 104 is located radially inside the stationary ring 90 and is with the shaft 16 for axial movement relative to the fixed ring 90 connected. As in 6 is shown. has the moving ring 104 a conical, annular valve seat surface 106 on. The movable seat surface ("seat surface") 106 Also has a linear radial profile, but angled opposite to radially outward and axially upstream towards the fixed seat 92 to show. An annular fluid guide surface 108 on the moving ring 104 has an arcuate radial profile and extends radially outwardly and axially downstream away from the movable seating surface 106 ,
Ein strömungsführendes Element ("flow guide") 120 ist am Schaft 16 montiert, und zwar angrenzend an den beweglichen Ring 104. Wie separat in den 7 und 8 gezeigt ist, weist das strömungsführende Element 120 einen Körper 122 mit einer Mittelachse 125 und axial gegenüberliegenden Einlass- und Auslassenden 126 und 128 auf. Eine zentrale Bohrung 129 erstreckt sich durch den Körper 122, und zwar für die Montage des strömungsführenden Elementes 120 auf dem Schaft 16. Ein zylindrischer Oberflächenabschnitt 130 des Körpers 122 reicht axial vom Einlassende 126 teilweise in Richtung des Auslassendes 128. Ein sich verjüngender Oberflächenabschnitt 132, der vorzugsweise ein bogenförmiges radiales Profil hat, reicht axial und radial nach außen, und zwar weg vom zylindrischen Oberflächenabschnitt 130 und vollständig zum Ende des Auslasses 128. Der sich verjüngende Oberflächenabschnitt 132 hat somit eine radiale Außenkante 136, welche eng benachbart ist zu einer radial inneren Kante 138 (6) der beweglichen Sitzfläche 106.A flow guiding element 120 is on the shaft 16 mounted, adjacent to the movable ring 104 , As separately in the 7 and 8th is shown, the flow-guiding element 120 a body 122 with a central axis 125 and axially opposed inlet and outlet ends 126 and 128 on. A central hole 129 extends through the body 122 , namely for the assembly of the flow-guiding element 120 on the shaft 16 , A cylindrical surface section 130 of the body 122 extends axially from the inlet end 126 partly in the direction of the outlet end 128 , A tapered surface section 132 , which preferably has an arcuate radial profile, extends axially and radially outward, away from the cylindrical surface portion 130 and completely to the end of the outlet 128 , The tapered surface section 132 thus has a radial outer edge 136 which is closely adjacent to a radially inner edge 138 ( 6 ) of the movable seat 106 ,
Das strömungsführende Element 120 enthält ferner eine zylindrische Wand 140 und Leitflügel ("vanes") 142 Die Wand 140 wird vom Körper 122 aufgenommen, um einen rohrförmigen Strömungspfad, der über den Körper 122 reicht, zu umgeben. Vorzugsweise hat die Wand 140 ein Einlassende 144, welches axial benachbart zum Einlassende 126 des Körpers 122 ist, und hat ein Auslassende 146, welches axial beabstandet ist, und zwar stromaufwärts vom Auslassende 128 des Körpers 122. Dies erzeugt einen rohrförmigen Strömungspfad mit einer ringförmigen Austrittsströmungsfläche 149 zum Abführen von Fluid radial nach außen, und zwar von der Peripherie des strömungsführenden Elementes 120.The flow-guiding element 120 also includes a cylindrical wall 140 and guide vanes ("vanes") 142 The wall 140 gets from the body 122 taken to form a tubular flow path that passes over the body 122 is enough to surround. Preferably, the wall has 140 an inlet end 144 axially adjacent to the inlet end 126 of the body 122 is, and has an outlet end 146 , which is axially spaced, upstream of the outlet end 128 of the body 122 , This creates a tubular flow path with an annular exit flow area 149 for discharging fluid radially outwardly from the periphery of the flow-guiding element 120 ,
Die Leitflügel 142 reichen in axialer Richtung über den Körper 122, und zwar in in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Positionen, und reichen radial nach außen, und zwar vom Körper 122 hin zur zylindrischen Wand 140, um den rohrförmigen Strömungspfad in bogenförmige Segmente zu unterteilen. Die Flügel 142 reichen ebenfalls radial nach außen, hin zum ringförmigen Strömungsbereich 149, und reichen axial über den ringförmigen Strömungsquerschnitt 149, vom Auslassende 146 der Wand 140, hin zum Auslassende 128 des Körpers 122.The guide wings 142 reach over the body in the axial direction 122 , in circumferentially spaced positions, and extend radially outward from the body 122 towards the cylindrical wall 140 to divide the tubular flow path into arcuate segments. The wings 142 also extend radially outward, toward the annular flow area 149 , and extend axially over the annular flow cross-section 149 , from the end of the outlet 146 the Wall 140 , to the end of the outlet 128 of the body 122 ,
Ein nasenförmiger Konus 160 ist ebenfalls am Schaft 16 angebracht. In dieser Anordnung definieren der nasenförmiger Konus 160, der bewegliche Ring 104 und das strömungsführende Elemente 120 zusammen ein bewegbares Ventilsitzelement 162, das mit dem Schaft 16 axial bewegbar ist. Die äußere Oberfläche 164 des nasenförmigen Konus‘ 160 ist vorzugsweise als ein Paraboloid geformt. Im dargestellten Beispiel ist die äußere Oberfläche 164 vollständig hinter der beweglichen Sitzfläche 106 angeordnet. Vorzugsweise hat die äußere Oberfläche 164 auch einen stromaufwärts gelegenen Rand 166, welcher an einen stromabwärts liegenden Rand 170 der Führungsfläche 108 (6) angrenzt, so dass diese in vollem Umfang vom beweglichen Ring 104 an das stromabwärts gelegenen Ende 172 des beweglichen Sitzelementes 162 reicht.A nose-shaped cone 160 is also on the shaft 16 appropriate. In this arrangement, the nose-shaped cone define 160 , the moving ring 104 and the fluid guiding elements 120 together a movable valve seat member 162 that with the shaft 16 is axially movable. The outer surface 164 of the nose-shaped cone 160 is preferably shaped as a paraboloid. In the example shown, the outer surface 164 completely behind the movable seat 106 arranged. Preferably, the outer surface has 164 also an upstream edge 166 which is at a downstream edge 170 the guide surface 108 ( 6 ) so that they are fully separated from the movable ring 104 to the downstream end 172 of the movable seat element 162 enough.
Wie ferner in 1 gezeigt, reicht ein Gehäuse 180 vom Flansch 80 koaxial über das beweglichen Sitzelement 162. Eine rohrförmige Innenfläche 182 des Gehäuses 180 hat einen stromaufwärts gelegenen Rand 184 (9), welcher benachbart ist zum stromabwärts gelegenen Rand 102 der festen Sitzfläche 92. Die innere Oberfläche 182 hat einen ersten Abschnitt 186, welcher stromabwärts von diesem Rand 184 reicht, und zwar mit einer sich verjüngenden Kontur, welche radial nach innen weist. Die sich verjüngende Kontur hat gleichfalls, in der bevorzugten Ausführungsform, ein bogenförmiges radiales Profil. Die Innenfläche 182 weist ferner einen zweiten Abschnitt 188 auf (1), welcher stromabwärts reicht, und zwar weggerichtet vom ersten Abschnitt 186 mit einer zylindrischen Kontur, welcher auf der Achse 41 zentriert ist.As further in 1 shown, a housing ranges 180 from the flange 80 coaxial over the movable seat element 162 , A tubular inner surface 182 of the housing 180 has an upstream edge 184 ( 9 ) which is adjacent to the downstream edge 102 the solid seat 92 , The inner surface 182 has a first section 186 which is downstream of this edge 184 is sufficient, with a tapered contour, which points radially inward. The tapered contour also has, in the preferred embodiment, an arcuate radial profile. The inner surface 182 also has a second section 188 on ( 1 ) which extends downstream, directed away from the first section 186 with a cylindrical contour, which is on the axis 41 is centered.
Weitere Teile der Vorrichtung 10 umfassen eine Gleitrohr-Baugruppe ("slip tube assembly") zur Kopplung einer Leitung mit dem Gehäuse 180. Wie teilweise in den 1 und 2 gezeigt, enthalten diese Teile ein inneres Gleitrohr 190, unterstützt zur Gleitbewegung koaxial innerhalb des Gehäuses 180. Wie aus der Technik bekannt ist, verschieben andere Komponenten (nicht gezeigt), die mit dem inneren Gleitrohr 190 verbunden sind, dieses in und aus dichtendem Eingriff mit einem Rohr, welches unter erhöhtem Druck getestet werden soll, und zwar durch ein System von hydraulischen Kreisläufen und Pumpen, einschließlich der Pumpe 26. Other parts of the device 10 include a slip tube assembly for coupling a conduit to the housing 180 , How partially in the 1 and 2 As shown, these parts include an inner sliding tube 190 , supports sliding movement coaxially within the housing 180 , As is known in the art, other components (not shown) move with the inner slide tube 190 this is in and out of sealing engagement with a tube to be tested under elevated pressure through a system of hydraulic circuits and pumps, including the pump 26 ,
Wenn sich das Ventil 14 im geschlossenen Zustand befindet, grenzt die bewegliche Sitzfläche 106 an die feste Sitzfläche 92, um die Wasserströmung stromabwärts zwischen den beiden Ringen 90 und 104 zu sperren. Wenn ein Benutzer das Stellglied ("actuator") 20 betätigt, um das Ventil 14 vom geschlossenen Zustand in den offenen Zustand zu verschieben, bewegt sich der Schaft 16, wie in den 1 und 2 gezeigt, nach rechts, wodurch das bewegliche Sitzelement 162 axial stromabwärts relativ zum umlaufenden Flansch 80, der Buchse 88, dem feststehenden Ring 90 und dem Gehäuse 180 verschoben wird. Der Schaft 16 hat eine Position mit vollem Hub, in welcher das bewegliche Sitzelement 162 in maximaler Distanz von seiner geschlossenen Stellung beabstandet ist, wie in 2 gezeigt.When the valve 14 When closed, the movable seat is adjacent 106 to the fixed seat 92 to control the flow of water downstream between the two rings 90 and 104 to lock. When a user activates the actuator 20 pressed to the valve 14 From the closed state to the open state, the shaft moves 16 as in the 1 and 2 shown, to the right, causing the movable seat element 162 axially downstream relative to the circumferential flange 80 , the bushing 88 , the fixed ring 90 and the housing 180 is moved. The shaft 16 has a full stroke position in which the movable seat element 162 spaced at maximum distance from its closed position, as in 2 shown.
Während das bewegliche Sitzelement 162 entlang der Achse 41 bewegt wird, wird der bewegliche Ring 104 über einen Bereich von offenen Stellungen geschoben, in denen die bewegliche Sitzfläche 106 axial stromabwärts von der festen Sitzfläche 92 beabstandet ist, um einen ringförmigen Strömungsbereich zwischen den Ringen 90 und 104 bereitzustellen. Dieser ringförmige Strömungsbereich ist Teil eines Strömungspfades, welcher vollständig durch die Vorrichtung 10 reicht. Spezifisch reicht dieser Strömungspfad vom Einlass 32 des T-förmigen Teils 30 in Richtung auf und um die Biegung 35, durch das Element zur Strömungsführung 120 und die ringförmige Strömungsfläche, zwischen den Ringen 90 und 104, weiter über den nasenförmigen Konus 160, und vorbei am stromabwärts gelegenen Ende 172 des beweglichen Sitzelements 162, in Richtung auf und in das innere Gleitrohr ("slip tube") 190, aus dem das Wasser eingefüllt wird, um das Rohr zu prüfen.While the movable seat element 162 along the axis 41 is moved, the movable ring 104 Slid over a range of open positions in which the movable seat 106 axially downstream of the fixed seat 92 is spaced to an annular flow area between the rings 90 and 104 provide. This annular flow area is part of a flow path which passes completely through the device 10 enough. Specifically, this flow path is from the inlet 32 of the T-shaped part 30 towards and around the bend 35 , through the element for flow guidance 120 and the annular flow area, between the rings 90 and 104 , continue over the nose-shaped cone 160 , and past the downstream end 172 the movable seat element 162 towards and into the inner slip tube 190 from which the water is poured to test the pipe.
Mehrere Merkmale sind vorgesehen, um Turbulenzen zu vermeiden und um eine laminare Strömung durch die Vorrichtung 10 und entlang des Strömungspfades zu fördern. Dies hilft, das Mitreißen von Luft in die Druckleitung zu verhindern. So leitet beispielsweise die spitzwinklige Ausrichtung der elliptischen Fläche 66 an der Biegung 35, insbesondere im Vergleich mit einer scharfen Ecke, eine Strömung von Wasser die vergleichsweise laminar ist, um die Biegung/Abzweigung 35. Die Leitflügel 142 am Element zum Führen der Strömung 120 helfen, Turbulenzen zu vermeiden, und zwar dadurch, dass die Strömung in bogenförmige Segmente aufgeteilt wird, und zwar innerhalb der umgebenden zylindrischen Wand 180 und durch die Austrittsströmungsfläche 149. Der sich verjüngende konische Oberflächenabschnitt 132 des Elements zum Führen der Strömung 120 hilft auch, Turbulenzen zu vermeiden, und zwar wenn sich die Strömung dem Austrittsbereich 149 nähert.Several features are provided to avoid turbulence and laminar flow through the device 10 and to promote along the flow path. This helps to prevent the entrainment of air in the pressure line. For example, the acute-angled orientation guides the elliptical surface 66 at the bend 35 especially in comparison with a sharp corner, a flow of water that is comparatively laminar around the bend / branch 35 , The guide wings 142 on the element for guiding the flow 120 help to avoid turbulence by dividing the flow into arcuate segments within the surrounding cylindrical wall 180 and through the exit flow area 149 , The tapered conical surface section 132 the element for guiding the flow 120 also helps to avoid turbulence when the flow is in the exit area 149 approaches.
Wenn die Strömung weiter vorbei an der ringförmigen Strömungsbereich zwischen den Ringen 90 und 104 fließt, helfen das bogenförmige radiale Profil der Führungsfläche 108 und die umgebende Innenfläche 182 des Gehäuses 180, die Strömung mit minimaler Turbulenz radial nach außen zu leiten. Die konische Außenfläche 164 des nasenförmigen Konus 160, der unmittelbar auf die Führungsfläche 108 folgt, trägt ferner zum Vermeiden von Turbulenzen in der Strömung stromabwärts über und jenseits des beweglichen Sitzelementes 162 bei.If the flow continues past the annular flow area between the rings 90 and 104 flows, help the arcuate radial profile of the guide surface 108 and the surrounding inner surface 182 of the housing 180 to direct the flow radially outward with minimal turbulence. The conical outer surface 164 of the nose-shaped cone 160 that is directly on the guide surface 108 , further contributes to the avoidance of turbulence in the flow downstream over and beyond the movable seat member 162 at.
Weitere Einzelheiten betreffend den nasenförmigen Konus 160 sind in den 10–12 gezeigt. Wie in 10 gezeigt, enthält der nasenförmige Konus 160 eine Basis 200 und eine Hülle 202. Die Basis 200 ist im Allgemeinen ein zylindrisches Teil, das auf dem Ende des Schaftes 16 angebracht ist. Ein Flanschteil 204 der Basis 200 umfasst einen Endabschnitt 206 der äußeren Oberfläche 164. Ein Körperabschnitt 208 der Basis 200 unterstützt die Schale 202.Further details regarding the nose-shaped cone 160 are in the 10 - 12 shown. As in 10 shown contains the nose-shaped cone 160 One Base 200 and a shell 202 , The base 200 is generally a cylindrical part that sits on the end of the shaft 16 is appropriate. A flange part 204 the base 200 includes an end portion 206 the outer surface 164 , A body section 208 the base 200 supports the shell 202 ,
Wie in größerem Detail in den 11 und 12 gezeigt, hat die Schale 202 im dargestellten Beispiel zwei Halbabschnitte 220 und 222, die entlang einer Naht / einem Falz ("seam") 224 verbunden sind. Bohrungen 225 im ersten halben Halbabschnitt 220 enthalten Befestigungselemente 228, die über ausgerichtete Bohrungen 229 in den zweiten Halbabschnitt 222 reichen. Dies befestigt die beiden Hälften 220 und 222 miteinander. Ein ringförmiger Endabschnitt 230 (12) der Hülle 202 reicht über den Körperabschnitt 208 der Basis 200 (10). Jeder Halbabschnitt 220 und 222 hat eine zusätzliche Bohrung 231 für ein Befestigungselement (nicht gezeigt), um die Schale 220 am Körperabschnitt 208 der Basis 200 zu befestigen.As in more detail in the 11 and 12 showed the shell 202 in the example shown two half sections 220 and 222 along a seam / seam ("seam") 224 are connected. drilling 225 in the first half section 220 contain fasteners 228 that have aligned holes 229 in the second half section 222 pass. This fastens the two halves 220 and 222 together. An annular end portion 230 ( 12 ) of the shell 202 extends over the body section 208 the base 200 ( 10 ). Every half section 220 and 222 has an additional hole 231 for a fastener (not shown) to the shell 220 on the body section 208 the base 200 to fix.
Wie am besten in 12 gezeigt, haben die Hälften 220 und 222 Hohlräume 235, die dann eine Schale 202 mit einer im Allgemeinen hohlen Konfiguration bereitstellen, um das Gewicht zu minimieren. Da die Naht 224 und die Bohrungen 225, 229 und 231 Pfade für das Eindringen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in die Hohlräume 235 bereitstellen, wird die Schale 202 vorzugsweise mit Ablauföffnungen 237 versehen, die im dargestellten Beispiel als axial längliche Schlitze an der äußeren Oberfläche 164 realisiert sind.How best in 12 shown have the halves 220 and 222 cavities 235 then a bowl 202 with a generally hollow configuration to minimize weight. Because the seam 224 and the holes 225 . 229 and 231 Paths for the penetration of water or other liquid into the cavities 235 deploy, the shell becomes 202 preferably with drainage openings 237 provided in the illustrated example as axially elongated slots on the outer surface 164 are realized.
Diese Beschreibung offenbart die beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung und beschreibt die Erfindung, so dass ein Fachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet in die Lage versetzt wird, die Erfindung umzusetzen, und zwar dadurch, dass Beispiele für in den Ansprüchen genannte Elemente angegeben sind. Der patentfähige Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert. Dieser Umfang kann weitere Beispiele beinhalten, welche Fachleuten auf dem vorliegenden Gebiet der Technik einfallen. Solche anderen Beispiele, die entweder vor oder nach dem Anmeldetag zur Verfügung stehen beziehungsweise standen, sollen innerhalb des Umfangs der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente oder Verfahren aufweisen, die sich nicht vom Wortsinn der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle oder Verfahrenselemente mit unwesentlichen Unterschieden vom Wortsinn der Ansprüche aufweisen. This specification discloses the best mode for carrying out the invention and describes the invention so that a person skilled in the art is enabled to practice the invention by giving examples of elements recited in the claims. The patentable scope of the invention is defined by the claims. This scope may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples, which are available either before or after the filing date, are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements or methods that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural or procedural elements have insubstantial differences from the literal sense of the claims.