NO132810B - - Google Patents

Abstract

Anordning ved ventiler.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved venti-

ler med en ventiltallerken som i et ventilhus er bevegelig mot

og fra et sete og er festet til en spindel som for manøvrering

av ventilen er aksialt forskyvbar ved hjelp av stempelstangen

hos en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder, samt med en sperremekanisme påvirket av et fjærorgan.

Ved tidligere kjente ventiler av denne art består det for-skyvbare organ hos manøvreringsanordningen vanligvis av en stempelstang til en dobbeltvirkende hydraulisk manøvreringssylinder. Stempelstangen er da forbundet med ventilstangen direkte uten mulighet for relativ forskyvning, eller også utført i ett stykke med spindelen. Det betyr at manøvreringssylinderens arbeids-kammer, når ventiltallerkenen ved manøvrerihgsanordningens hjelp er ført til stengt stilling, fortsatt må holdes under overtrykk så lenge ventilen skal være stengt, siden det hydrauliske trykk tilveiebringer og vedlikeholder tetningstrykket mellom ventiltallerken og sete.

Ventilanordninger av denne kjente type har flere fordeler. Spesielt kan nevnes at man ved hjelp av den hydrauliske påvirk-ningsanordning kan oppnå fjernmanøvrering og meget store manøv-reringskrefter. Imidlertid har slike ventiler også en meget betyr delig ulempe, som er antydet ovenfor og henger sammen med det forhold at det hydrauliske trykk ikke bare bevirker stengebevegelsen, men deretter også skal sørge for å holde tetningstrykket vedlike.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er ved en ventil

av den aktuelle art å kombinere de to ønskemål at ventilen normalt skal kunne fjernmanøvreres bekvemt på hydraulisk vei, men på den annen side allikevel skal kunne holdes stengt på mekanisk vei, altså under virkingen av en fjær. Ved ventiler ombord på fartøyer har realiseringen av denne hensikt stor betydning fra et sikkerhets-synspunkt. Hvis man bare forlater seg på det hydrauliske trykk, vil feil på pumpen eller dennes drivmotor eller

også på rørledningene fra pumpen til ventilen innebære at ven- > tilen blir satt ut av funksjon. Imidlertid innebærer også ut-nyttelsen av hydraulisk trykk ikke bare til å bevirke lukning av ventilen, men også til å vedlikeholde den stengte tilstand,

fare for lekkasje som kan føre til at funksjonen uteblir. Det skal i den forbindelse påpekes at risikoen for slike feil er særlig stor fordi manøvrering av ventilen ofte skal skje i en nødsituasjon, f.eks. ved brann ombord.

I US-PS 2 338 707 er der omtalt en anordning som utgjøres

av en pneumatisk stempelpumpe med et særskilt ventilarrangement, men bestemt for et helt annet anvendelsesområde. Denne anordning innbefatter ikke mindre enn tre ventiler og er meget kom-plisert i sin konstruktive utførelse.

US-PS 3 580 140 beskrives en sperremekanisme som funksjo-nelt stemmer overens med den som forekommer ved søknadens gjenstand. På den annen side inneholder patentskriftet ikke noen som helst anvisning om hvorledes en slik sperremekanisme skal kunne kombi-neres med en ventil for å gi den tekniske effekt som er realisert ved den foreliggende oppfinnelse.

I FR-PS 1 251 672 er der beskrevet en ventil for anvendelse på fartøyer i lignende forbindelser som dem som her er aktuelle, men ventilen er helt hydraulisk, dvs. der finnes ingen fjær som kan frembringe tetningstrykk eller bevirke åpning av ventilen.

Oppfinnelsens hovedoppgave er således å skaffe en ventil av den innledningsvis angitte art, hvor de ovennevnte ulemper og begrensninger er ryddet av veien slik at man til tross for at så-vel stengning som åpning av ventilen skjer på hydraulisk vei og ventilen inneholder et fjærorgan, oppnår den egentlige sperring rent mekanisk, noe som gir maksimal pålitelighet.

Hva som i hovedsaken karakteriserer oppfinnelsen, består i

at ventilspindelen og stempelstangen er forbundet innbyrdes via en kobling som tillater en aksialrettet relativ bevegelse dem imellom, og som under lukkebevegelsen komprimerer fjærorganet og bringer sperremekanismen til å holde dette i komprimert tilstand, hvoretter tallerkenen holdes tettende trykket mot setet selv etter at den av manøvreringsanordningen frembragte tetnings-kraft er svekket eller opphørt, og inntil en av manøvreringsan-ordningen innledet åpningsbevegelse utløser sperremekanismen og derved tillater fjærorganet å slakne og tallerkenen å føres til åpen stilling via spindelen og koblingen.

En utførelsesform for oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser aksialt vertikalsnitt av en ventil utført i samsvar med oppfinnelsen, i stengt stilling. Fig. 2 viser sperremekanismen og tilgrensende deler i aksialt snitt og i større målestokk. Fig. 3 og 4 viser tilsvarende snitt som figurene henholdsvis 1 og 2, men med ventilen i åpen stilling.

På fig. 1 betegner 1 et bare delvis vist ventilhus som har

et ventilsete 2. Med dette samvirker en ventiltallerken 3 festet i den nedre ende av en spindel 4 som går gjennom lokket 5 av ven-tilhuset. Ovenpå lokket er der festet et hus 6, som i bunnen har en styrehylse 7 for spindelen 4. Spindelens øvre endeparti har en aksial boring eller er med andre ord utformet som en hylse. Denne danner utvendig føring for en aksialt bevegelig stang 9,

som i dette tilfelle utgjøres av en nedadrettet forlengelse av stempelstangen til en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder 10 for manøvrering av ventilen. Det endeparti av stempelstangen 9 som befinner seg i den hylseformede del 8, har et langstrakt aksialtrettet spor 11 (fig. 2), hvori der griper inn en diametralt tvers-gående tapp 12 hvis ende er festet i hylsen 8. Disse detaljer utgjør altså en kobling som holder spindelen 4 og stempelstangen 9 sammen, men tillater et visst aksialt spill dem imellom.

Ovenfor hylsen 8 bærer spindelen 4 en likeledes hylseformig utvidet del 13 som danner et fjærhus for en stabel 14 av tallerken-fjærer. Som tegningen viser, er disse skiveformede og tredd på stempelstangen 9. Ovenfor dem sitter en kraftig ringformet flens 15, som løper fritt på stempelstangen 9 og har to funksjoner. Den ene av disse kan sies å bestå i at ringen 15 tjener som lokk for fjærhuset 13. Den annen funksjon vil bli omtalt nærmere senere.

Ovenfor ringen 15 sitter en ansats 16 fast forbundet med stempelstangen 9. Som det ses, har ansatsen stort sett form av en rettavkortet kjegle, plasert oppned, og dens største diameter er mindre enn ytterdiameteren av ringen 15. I stengt stilling, som vist på fig. 1 og 2, ligger der mot oversiden av ringen 15 og mot mantelflaten av ansatsen 16 an frie nedre ender av to låse-armer 17 og 18, som ved sine øvre ender er lagret svingbart om tapper 19 og 20 festet til huset 6. Bladfjærer 21 og 22 søker å holde armenes nedre ender i innsvunget stilling. 23 betegner stempelet i den hydrauliske manøvreringssylinder

10. Dette stempel har også en oppadrettet stempelstang 24 som

ved 25 er leddforbundet med en enarmet vektstang 26 som tjener

som spak til manuell manøvrering av ventilen. Normalt skal imidlertid manøvrering skje hydraulisk, og 27 og 28 betegner tilslut-ningene for inn- og utløp til sylinderens kammere henholdsvis over og under stempelet 23.

Den beskrevne anordning arbeider som følger:

Som det fremgår av det foregående, er det på fig. 1 og 2 forutsatt at ventiltallerkenen 3 er ført til stengt stilling ved hjelp av sylinderen 10 eller spaken 26. En slik manøver medfø-

rer i første omgang en nedadgående bevegelse av stempelstangen 9

og dermed av sperreansatsen 16 på denne. I utgangsstillingen i-følge fig. 3 og 4 befant tappen 12 seg i bunnen av sporet 11, men under stengebevegelsen ble tappen 12 forskjøvet oppover i forhold til sporet 11 for til slutt å innta en stilling et stykke neden-for den øvre ende av sporet, som vist på fig. 1 og 2. I utgangsstillingen foreligger der også et lite aksialt spill mellom sperreansatsen 16 og ringen 15 (jfr. fig. 4). Når ansatsen under den fortsatte nedadgående bevegelse er kommet i kontakt med ringen, skjer der først en svak sammentrykning av fjærstabelen 14, tilsvarende den reaksjonskraft som utøves av friksjonen mellom dens forskjellige deler. Så snart fjærkompresjonen oppveier disse friksjonskrefter, blir spindelen satt i bevegelse nedover, og når ventiltallerkenen 3 er kommet i kontakt med setet 2, skjer der fortsatt sammentrykning av fjærstabelen. Herunder beveger stempelstangen 9 seg også nedover i den øvre del 8 av spindelen 4.

Når den nedadgående bevegelse er skredet frem så langt at

de nedre ender av låsearmene 17, 18 går klar av overkanten av ringen 15:, vil armene under virkningen av sine fjærer 21 og 22 smekke inn til stillingen på fig. 1 og 2. Som det også fremgår av tegningen, foreligger der imidlertid i denne stilling stadig et visst aksialt spill mellom fjærhuset 13 og ringen 15. Under den.fortsatte nedadgående bevegelse av stempelstangen blir dette spill brukt opp, og bevegelsen opphører først når ringen 15 ligger an mot overkanten av fjærhuset 13 og danner et lokk for dette. Fjærstabelen er således nå komprimert maksimalt. Blir den hydrauliske sylinder ikke avlastet, kan denne' tilstand bibeholdes, men i henhold til oppfinnelsen er det mill£g etter avsluttet stenge-operasjon å avlaste sylinderkammeret på oversiden av stempelet

23 for trykk. Dette medfører at fjærstabelen ekspanderer noe, nemlig inntil oversiden av ringen 15 kommer til anlegg mot sperre- . ansatsen 16 og undersiden av armene 17, 18. Fjærstabelen 14 er imidlertid stadig tilstrekkelig sammentrykket til å vedlikeholde betryggende te .ning mellom ventiltallerkenen 3 og setet 2. Som det fremgår av hva som er sagt ovenfor, har sperremekanismen en rent mekanisk funksjon.

Når ventilen skal åpnes, blir der på konvensjonell måte inn-ført olje gjennom innløpet 28 i sylinderkammeret under stempelet 23, så dette og stempelstangen beveger seg oppover. Dette med-fører at også ansatsen 16 utfører en bevegelse oppover, og den vil da på grunn av kraften fra disse fjærer 21 og 22 tvinge armenes frie ender til å svinge utover. Dette medfører i sin tur at sperreinngrepet mellom armene og ringen 15 går tapt, hvoretter fjærstabelen ekspanderer. Ansatsen 16 og ringen 15 fullfører ut-svingningen ved å låse armene resp. å holde disse i utsvunget stilling som anskueliggjort på fig. 3 og 4, så fjærhuset 13 kan passere inn mellom armenes nedre ender. Under åpningsfasen skjer der først en relativ beveglse mellom tappen 12 og sporet 11, så tappen kommer til anlegg mot bunnen av sporet. Deretter er altså stempelstangen 9 og spindelen 4 stivt sammenkoblet for fortsatt oppadgående bevegelse. Den gjensidige stilling av de forskjellige deler i åpen tilstand fremgår av fig. 3 og 4.

Som nevnt ovenfor kan ventilen også manøvreres manuelt med spaken 26. Innledningsvis ble det også påpekt at det er en fordel at det hydrauliske system kan være avlastet til stadighet unntagen når ventilen skal manøvreres. Når ventilen er utrustet også for

•manuell påvirkning, skal avlastningen ikke bare innebære fravær

av overtrykk i det hydrauliske system, men også at vedkommende omkoblingsorgan i den hyiraua iske manøvreringssentral er innstilt i en slik stilling at d<;. to kammere i sylinderen 10 kommuniserer innbyrdes. Dermed bortfaller kravet om evakuering av det hydrauliske system for å rculiggj,"ire manuell manøvrering, idet en bevegelse av stempelet bare medfører er sirku]isjon av hydraulikkolje i den da sluttede manøvrerLngskrets.

Ved den praktiske anvendelse av oppfinnelsen kan der foretas mange avvikelser fra den konstruktive utførelse som er vist som eksempel. Vesentlic er bare it ventilen har et fjærorgan som der ikke gjøres bruk av for \ bsvirks.- vent il tallerkenens stengebevegelse, men bare for sammen ied et mekanisk sp-srreorgan å vedlikeholde

et anleggstrykk mellom ventiltallerkenen og dens sete.

Claims (4)

1. Anordning ved ventiler med en ventiltallerken (3) som i et ventilhus (1) er bevegelig mot oc fis et sete (2) og er festet til en spindel (4) som f,-jr manøvrering av ventilen er aksialt forskyvbar ved hjelp av stampelstangen (9) hos en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder (10), samt med en sperremekanisme påvirket av et fjærorgan (14) , karakterisert ved at ventilspindelen (4) og stempelstangen (9) er forbundet innbyrdes via en kobling (11, 12) som tillater en aksialtrettet relativ bevegelse dem imellom, og som under lukkebevegelsen komprimerer fjærorganet (14) og bringe:: sperremekanismen (15, 22) til å holde dette i komprimert tilstand, hvoretter tallerkenen (3) holdes tettende trykket mot setet (2) selv åttar at den av manøvrerings-anordningen frembragte tetningskraf t er svekket eller opphørt, og inntil en av manøvreringsanordninjen innledet åpningsvevegelse utløser sperremekanismen og derved tillater fjærorganet (14) å slakne og tallerkenen å føres til åpen stilling via spindelen og koblingen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at stempelstangen (9) i nærheten av sin nedre ende har et aksialtrettet, langstrakt spor (11) i inngrep med en tvergående tapp (12) båret av ventilspindelen, slik at sporet og tappen danner koblingen.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at<1>stempelstangen (9) har sin nedre ende innført i og ført av den som hylse (8) utformede ende av ventilspindelen (4).

4. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at fjærorganet (14) utgjøres av et an-tall skivefjærer som omgir stempelstangen (9) og i komprimert tilstand er innesluttet i et fjærhus (13) hvis vegger dannes av en hensiktsmessig utvidet fortsettelse av ventilspindelens hylse (8), og hvis lokk utgjøres av en ring (15) som løper fritt på stempelstangen (9) .