NO155854B - Kik-kran. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kik-kran som angitt i

ingressen til det etterfølgende krav 1.

I en stengt kik-kran vil trykkforskjellen mellom kikens oppstrøms- og nedstrøms-side skape krefter som virker på kran-kiken, og som har en tendens til å trykke denne mot det ned-strøms av kranen beliggende tetningssete. Følgen er at ved åpning av kranen, hvilket skjer ved omdreining av kiken, må

der utøves et betydelig dreiemoment for å overvinne friksjonen på grunn av disse trykkrefter. Jo større trykkforskjell som virker på kiken, dess høyere vil dreiemomentet bli.

Det er kjent anordninger som muliggjør trykkutligning

mellom kran-kikens oppstrøms- og nedstrøms-side.

Disse anordninger har vanligvis den ulempe at de krever

en forutgående bevegelse av kran-kiken for å oppnå trykkutligning mellom kranens oppstrøms- og nedstrøms-side. Denne forutgående bevegelse finner således sted under påvirkning av trykkrefter som forekommer på hver side av kiken, og selv om ovennevnte ulempe begrenses blir den ikke helt eliminert.

En slik anordning er for eksempel beskrevet i US-patent

nr. 3 883 113. Denne anordning omfatter en utvidelse av de innvendige lepper på kik-kanalen, idet kiken, når den dreies for å bringes til åpen stilling, innsnevrer fluidstrømmen som tilbakeholdes av kranen, for derved å skape en gradvis strøm-mende fluidstrøm.

US-patent nr. 4 293 163 eliminerer heller ikke fullstendig de krefter som oppstår på grunn av trykkforskjellen mellom kikens oppstrøm- og nedstrøms-side, idet trykket som hersker opp-strøms av kiken ledes mot kikens omkrets ved hjelp av hensikts-messige midler, men det virker ikke på kikens nedstrømsside før kiken beveges.

Kjente kraner er vanligvis utstyrt med én eller flere tetninger på kranens oppstrøms-sete. På grunn av de krefter som skapes av trykkforskjellen mellom kikens oppstrøms- og nedstrøms-side blir disse tetninger utsatt for trykk- eller klem-krefter som fører til hurtig nedbryting av tetningene, særlig under kikens bevegelse.

Oppfinnelsen tilveiebringer en anordning som ikke oppviser de ovennevnte ulemper, og dette oppnås ved de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. Derved blir den kraft som er nødvendig for å bevege kiken til åpning av kranen, når den utsettes for en trykkforskjell mellom kikens oppstrøms- og nedstrøms-side, er praktisk talt null. Følgen er at tetningssetene praktisk talt ikke utsettes for slitasje. En annen fordel er at det da blir mulig å måle trykket oppstrøms av kiken fra kranens nedstrøms-parti, uten at kran-kiken er i åpen stilling.

Ifølge et fordelaktig trekk ved oppfinnelsen har kranen

bar en tetning.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende beskri-velse av en utføringsform av oppfinnelsen, i form av en ikke begrensende illustrasjon. Beskrivelsen henviser til følgende tegninger hvor: figur 1 viser et lengdesnitt av et skjematisk diagram

av oppfinnelsen,

figur 2 viser et frontriss av kiken i stengt stilling

uten utligning,

figur 3 viser et frontriss av kiken i stengt stilling med utligning,

figur 4 viser et frontriss av kiken i åpen stilling,

figur 5 viser et lengdesnitt av en utføringsform av oppfinnelsen, og

figur 6 viser et riss av anordningen med delene fra hver-andre, sett fra samme side som kik-forskyvningsorganene, med kiken i stengt stilling uten utligning.

Figur 1 viser kranhuset 1 montert i en rørledning gjennom hvilken fluid strømmer i retning fra kranhusets 1 oppstrøms-del IA mot dets nedstrøms-del IB.

Kranhuset omfatter et oppstrøms-kik-sete 2 som er utstyrt med en tetning 2a. Tetningen 2a tetter mot kiken 3 som i til-fellet vist på figur 3 er en sfærisk kik vist i stengt stilling.

Kiken 3 er innført mellom oppstrøms-kik-setet 2 og nedstrøms-kik-setet 4.

Det skal bemerkes at ved foreliggende oppfinnelse er der ingen tetning på nedstrøms-setet 4. Nedstrøms-setet 4 opptar alle krefter som skyldes trykkforskjellen som virker på kiken. Den metalliske kontakt som foreligger mellom dette nedstrøms-setet 4 og den sfæriske kik 3 omfatter bare en liten del av krantetningen som utgjøres av tetningen 2a som bare utsettes for minimale krefter.

Omdreiningen av kiken oppnås ved hjelp av forskyvningsorganer 5 vist med tykke linjer. Disse forskyvningsorganer består av en sylindrisk pinne 51 utstyrt med et kvadratisk drivparti 52, en sylindrisk skulder 53 med en punktflate 53a som opptar en innsats 6 av Wolframkarbid og forsynt med en åpning 6a i kontakt med en plan, maskinert flate 31 på den sfæriske kik, for å frembringe en metallisk tetningstype.

Forskyvningsorganene 5 omfatter også et kik-drivhode 54 som passer i et spor 32 som er utmaskinert i kiken for å bevege denne.

Figur 2, 3 og 4 viser mer detaljert hvorledes den sfæriske kik beveges og hvorledes den innledende utligning av oppstrøms-og nedstrøms-trykk finner sted før den sfæriske kik er blitt beveget.

I disse figurer er drivhodet 54 for den sfæriske kik 3, så vel som omrisset av innsatsen 6 med sin åpning 6a, vist med ubrutte, tykke linjer for å lette forståelsen av utlignings-systemet som virker før den sfæriske kik 3 dreies.

I samme figurer er den sfæriske kik vist med ubrutte, tynne linjer. Det skal bemerkes at det spesielle ved sporet 32 er at det har en dobbelt trapesform som tillater hodet 54 å dreies 30 grader fra en ytterstilling uten å bevege kiken.

Figur viser kiken i stengt stilling. Drivhodet 54 er i en ytterstilling til høyre. Hodets høyre flanke 54a ligger an mot flanken 32a i dobbelt-trapessporet 32, og den venstre flanke 54b ligger an mot flanken 32b i dobbelt-trapessporet. I denne stilling er innsatsens 6 åpning 6a 30 grader ute av senter i forhold til en kanal 33 som er utformet i den sfæriske kik og danner forbindelse mellom kikens plane flate 31 og kikens innvendige gjennomløp 34.

Figur 3 viser kiken i stengt stilling, men drivhodet 54

har gjennomgått en omdreining på 30 grader i retning mot urviseren, slik at dets venstre flanke 54b nå ligger an mot flanken 32c i dobbelt-trapessporet og dets høyre flanke 54a ligger an mot flanken 32d i dobbelt-trapessporet. I denne stilling er innsatsens 6 åpning 6a beliggende rett overfor kanalen 33 som er utformet i den sfæriske kik, for å danne forbindelse mellom kikens innvendige gjennomløp 34 og åpningen 6a i innsatsen 6. Denne stilling er utligningsstillingen.

Figur 4 viser den sfæriske kik i åpen stilling som følge

av en ytterligere, 90 graders dreining av drivhodet 54 i retning med urviseren. Under denne nye 90 graders omdreining blir innsatsens 6 åpning 6a liggende rett overfor den i kiken utformede kanal 33.

Det skal bemerkes at den motsatte operasjon for stengning av kranen utføres ved en første 30 graders omdreining av drivhodet 54 i retning med urviseren, hvilket også fører til at åpningen 6a bringes bort fra kanalen 33 slik at forbindelsen mellom det innvendige gjennomløp 34 og åpningen 6a stenges, og deretter en ytterligere 90 graders omdreining av drivhodet 54

i retning med urviseren, som bringer kiken i stengt stilling. Derved får man situasjonen vist i figur 2.

Figur 5 viser et lengdesnitt av en foretrukket utførings-form av oppfinnelsen. I denne figur er forskyvningsorganene vist i utligningsstilling, det vil si etter en 30 graders omdreining i retning mot urviseren i forhold til den fullstendig stengte stilling.

I denne figur er kranhuset 1 montert i en rørledning der fluid strømmer fra kranhusets 1 oppstrøms-del til dens del 1b.

Kranhuset 1 har et oppstrøms kik-sete 2 forsynt med en tetning 2a samt en O-ringtetning 2b. Tetningen 2a danner tetning på kiken 3 som i det på figuren viste tilfelle er en sfærisk kik. O-ringtetningen 2b avtetter oppstrøms-setet 2 på kranhuset 1. Kiken 3 er innført mellom oppstrøms-setet 2 og nedstrøms-setet 4, er påskrudd dens ytre øvre del 4a for å kunne beveges i lengderetningen i kranhuset, for derved å muliggjøre finjuste-

ring av kiken 3 mot oppstrøms-setets 2 tetning 2a.

Der er ingen tetning på nedstrøms-setet 4. Nedstrøms-

setet 4 opptar alle kreftene som skyldes trykkforskjellen som virker på kiken. Den metalliske kontakt mellom dette nedstrøms-setet 4 og kiken 3 omfatter bare en liten del av krantetningen som utgjøres av tetningen 2a som bare utsettes for minimale krefter. Omdreiningen av kiken oppnås ved hjelp av forskyvningsorganene 5. Disse forskyvningsorganer 5 består av en sylindrisk pinne 51 forsynt med O-ringtetninger 51a og et kvadratisk drivparti 52, en sylindrisk skulder 53 med to punktflater 53a som opptar Wolframkarbid-innsetninger 6 som er utstyrt med åpninger 6a og anordnet i tettende, metallisk anlegg mot en plan, maskinert flate 31 på den sfæriske kik 3. Forskyvningsorganene 5 omfatter et drivhode 54 som driver kiken og passer inn i et spor 32 i kiken for omdreining av denne. Det kvadratiske drivparti 52 kan forbindes med omdreiningsorganer (ikke vist) som kan være mekanisk, så som er ratt, eller hydraulisk.

Det skal bemerkes at i den viste utligningsstilling er Wolframkarbid-innsatsenes 6 åpninger 6a beliggende rett overfor kanalene 33 som er utformet i kien 3, for derved å danne forbindelse mellom det indre gjennomløp 34 i kiken og boringene 51b som er utformet i forskyvningsorganene 5. Disse forskyvningsorganer er selv i konstant forbindelse med en utligningskanal 1c som er utformet i kranhuset 1, gjennom et ringformet spor 51c som er utformet på nevnte forbindelsesorganers sylindriske del 51. Kanalen 1c står i forbindelse med kikens oppstrøms-del via en radiell kanal 1d som er utformet i kranhuset 1. Kikene 1e og 1 f monteres først etter at kanalene 1c og 1d er utboret, hvilket utføres på den viste måte for å lette maskinering.

Når den er i stengt stilling står kikens innvendige gjennom-løp 34 i forbindelse med et i kranhuset 1 utformet, ringformet hulrom 1g som selv via en i nedstrøms-setet 4 utformet kanal 1h står i forbindelse med kranens nedstrøms-del 1b.

I dnene utligningsstilling oppnås således forbindelsen

mellom kranens nedstrøms-del 1b og oppstrøms-del 1a ved hjelp av kanalen 1h, det ringformede hulrom 1g, det innvendige gjen-nomløp 34 i kiken 3, boringene 51b som er utformet i forskyvningsorganene 5, sporet 51c og kanelene 1c og 1d. Utligningen av oppstrøms- og nedstrøms-trykkene er således fullstendig oppnådd.

Det skal bemerkes at forskyvningsorganene 5 for bevegelse av den sfæriske kik 3 er forsynt med et innvendig pluggelement 52a som er forsynt med to O-ringtetninger 52b og gjenget på sin ytre del 52c for å muliggjøre pluggingen, ved hjelp av en nål 52d, av boringene 51b i forskyvningsorganene når kranen er stengt, for å avsperre oppstrøms-trykket fra Wolframkarbid-innsatsenes 6 metalliske tetningsanlegg mot kikens plane flate 31. Dette har den åpenbare fordel at disse tetningsanlegg opprettholdes der-som kranen er stengt i lange perioder, særlig når fluidene som transporteres i rørledningen er korroderende.

Figur 6 viser klarere hvorledes kik-drivhodet 54 passer

inn i kikens 3 spor 32. Dette spor er karakterisert ved sin dobbelte trapesform som muliggjør 30 graders omdreining ved hjelp av forskyvningsorganene 5 fra en ytre kontaktstilling uten at kiken er blitt beveget. Anslaget 53b virker til å stoppe forskyvningsorganene i deres ytter-arbeidsstillinger.

Av ovenstående vil det forstås at under denne 30 graders omdreining av forskyvningsorganene, bringes åpningene 6a i Wolframkarbid-innsatsene 6 rett overfor kanalene 33 som er utformet i den sfæriske kik 3 og beliggende i samme plan som den plane flate 31 . Den 30 graders omdreining som tillater trykkutligning på kranens oppstrøms-side 1a og nedstrøms-side 1b, følges av en 90 graders omdreining som gjør det mulig å åpne kranen for full gjennomstrømning i rørledningen, med et lavt og begrenset dreiemoment som bare anvendes for å overvinne de minimale friksjonskrefter mellom kiken og setene under likt trykk. Det skal bemerkes at oppfinnelsen har den fordel at den muliggjør måling av det trykk som hersker oppstrøms av kranen, under an-vendelse av passende organer beliggende i kranens oppstrøms-del, uten at kranen er åpen for full gjennomstrømning når den er i den åpne stilling, og således under en lav strømningshastighet.

Selvsagt er foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til

de utføringsformer som her er beskrevet i illustrerende og ikke-begrensende øyemed. For eksempel er det mulig å erstatte den sfæriske kik med en sylindrisk eller konisk kik.

Claims (4)

1. Kik-kran omfattende et kranhus (1) som er utstyrt med en kik (3) med et gjennomløp (34) som forbinder kranhusets opp-strøms-side (la) med dets nedstrøms-side (lb), samt et for bevegelse av kiken innrettet betjeningsorgan (5) som på avtettet måte strekker seg gjennom kranhuset, karakterisert ved at den omfatter trykkutligningsinnretninger for utligning av trykk mellom kranens opp-strøms- og nedstrøms-side, uten forutgående bevegelse av kiken, hvilke trykkutligningsinnretninger omfatter minst én i kik-betjeningsorganet utformet kanal (51b) og minst én i kranhuset utformet kanal (lc, ld) som danner trykkforbindelse mellom gjennomløpet (34) og kanalen (51b) i betjeningsorganet, idet minst én kanal (33) strekker seg gjennom kiken for å muliggjøre trykkforbindelse mellom kanalen (51b) i betjeningsorganet og gjennomløpet (34) samt trykkforbindelse mellom gjennomløpet (34) og det ringformete rom (lg) mellom kranhuset (1) og kiken (3), idet trykkutligningsinnretningen danner trykkforbindelse mellom kranens oppstrøms- og nedstrøms-side når betjeningsorganet er blitt dreiet en gitt vinkel fra en ytterstilling, idet betjeningsorganet virker på kiken for å åpne kranen først etter at det er blitt dreiet en gitt vinkel.

2. Kik-kran ifølge krav 1, karakterisert ved at kanalen (51b) i betjeningsorganene ender i et utvidet parti (53a) som opptar en innsats (6) med en åpning (6a), idet én side av innsatsen på avtettet måte beveges over en plan flate (31) på kiken.

3. Kik-kran ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at enden av betjeningsorganet (5) beliggende motsatt kiken (3) omfatter et drivhode (54) som passer inn i et spor (32) i kiken, idet drivhodet kan beveges gjennom en gitt vinkel i sporet uten å bevege kiken.

4. Kik-kran ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at kiken (3) holdes i kran huset (1) ved hjelp av et nedstrøms-sete (4) og et oppstrøms-sete (2), hvilket oppstrøms-sete omfatter en tetning (2a) innrettet til å tette mellom kiken og oppstrøms-setet, idet ned-strøms-setet er bevegelig montert i kranhuset for å regulere anleggskraften mellom kiken (3) og tetningen (2a).