DE112006003392T5

DE112006003392T5 - Druckausgleichendes Ventil

Info

Publication number: DE112006003392T5
Application number: DE112006003392T
Authority: DE
Inventors: Varadharahen Bangalore Lakshmanan; Laren J. Highland Winkel; Michael P. Kaysville Nelson
Original assignee: Flowserve Management Co
Current assignee: Flowserve Management Co
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: CA2794401A1; CA2794401C; CN101341358B; CA2631536A1; WO2007075917A3; DE112006003392B4; WO2007075917A2; CA2631536C; CN101341358A

Abstract

Ventil umfassend:
einen Ventilkörper;
drei Anschlüsse in dem Ventilkörper;
eine Öffnung in einem Oberteil des Ventilkörpers;
eine zweite Öffnung in einem Unterteil des Ventilkörpers; und
eine durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung, welche zur Steuerung des Flusses zwischen den drei Anschlüssen angeordnet, positioniert, und orientiert ist.

Description

Prioritätsanspruch
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil des Anmeldetags der provisorischen US-Patenanmeldung Seriennummer 60/753,813, angemeldet am 22. Dezember 2005 für ein „Druckausgleichendes Ventil".
Technisches Gebiet
Die vorlegende Erfindung betrifft Ventile, und insbesondere Dreiwege-Ventilsysteme, welche ein Druckausgleichsystem einschließen.
Hintergrund
Ventile werden in vielen verschiedenen Anwendungsgebieten verwendet. Industrielle Ventile werden üblicherweise in chemischen Verfahrensabläufen, Gasleitungsabläufen, Gasraffinierieabläufen, Flüssigkeits- und Gastransportabläufen und ähnlichen verwendet. Es besteht Bedarf an verschiedene Typen und Größen für industrielle Abläufe.
Eine besondere Art von Ventilen, ein Dreiwege-Ventil, kann zum Zusammenführen sich annähernder Flüsse von Flüssigkeiten, Gas oder anderen fließfähigen Materialien verwendet werden, oder zur Aufteilung eines einzelnen Flusses in verschiedene Flusskanäle. Jedoch können die Drücke und Kräfte, welche bei der Verwendung solcher Dreiwege-Ventile wirken, extrem sein. Dies gilt besonders in jenen Fällen, wenn das Dreiwege-Ventil in Hochdruck- und/oder Hochtempera turanwendungen oder bei Anwendungen mit sehr hohen Flussraten verwendet wird. Die Ventilkomponenten, insbesondere die Hahnanordnungskomponenten, welche mit den Dreiwege-Ventilen verwendet werden, benötigen immense Mengen an Kraft zur Manipulierung der Komponenten der Ventile. Typischerweise überschreitet die Menge an benötigter Kraft die Menge an Kraft, die durch Standardbettiger bereitgestellt werden, was zu der Notwendigkeit von voluminösen und teuren hydraulischen Systemen führt, um die Hahnanordnungen solcher Ventile zu manipulieren. In einigen Fällen ist das Ausmaß an benötigter Kraft so immens, dass die Verwendung eines Dreiwege-Ventils für die Anwendungen nicht geeignet ist, was effektiv die verfügbaren Größen der Dreiwege-Ventile beschränkt. Daher können Dreiwege-Ventile nur für besondere Abläufe verfügbar sein.
Es ist daher wünschenswert, Dreiwege-Ventile zu entwickeln, die durch kleinere Kraftmengen manipuliert werden können. Es ist ebenso wünschenswert, Ventile zu entwickeln, wie Dreiwege-Ventile, welche so vergrößert werden können, dass sie für verschiedene Abläufe verwendet werden können.
Offenbarung der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung betreffen Ventile, und insbesondere Dreiwege-Ventile. Entsprechend besonderen Ausführungsformen der Erfindung, kann ein Dreiwege-Ventilkörper als ein einstückiger Körper hergestellt werden, und in manchen Ausführungsformen kann jeder der Anschlüsse in dem Dreiwege-Ventil auf Seitenwänden des einstückigen Ventilkörpers positioniert werden. Entsprechend anderer Ausführungsformen kann der Ventilkörper zumindest eine Öffnung einschließen, was eine Gestaltung bereitstellt, so dass eine Haube den Körper durchdringen kann. In weiterhin anderen Ausführungsformen kann eine Öffnung in dem Ventilkörper gestaltet sein zur Befestigung von Hahnanordnungsmanipulationskomponenten, und eine zweite Öffnung kann gestaltet sein zur Beherbergung von Trimm- und Hahnanordnungskomponenten, welche verwendet werden kön nen, um eine Dreiwege-Ventilanordnung durch Druck auszugleichen, welche aus dem Ventilkörper konstruiert wurde.
Ausführungsformen der Erfindung können ebenso Dreiwege-Ventile einschließen, welche zumindest teilweise durch Druck ausgeglichen sind, und in manchen Fällen vollständig durch Druck ausgeglichen sind. Die durch Druck ausgeglichenen Dreiwege-Ventile können verschiedene Gestaltungen einschließen. Beispielsweise können Gestaltungen mit drei Bohrungsbereichen für Abläufe mit konvergierenden oder divergierenden Flussabläufen bereitgestellt sein. Durch Druck ausgeglichene Dreiwege-Ventile entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung können eine Haube einschließen, welche in einen Ventilkörper eindringt, und sich hinter dem Ventilkörper erstreckt, um Trimm- und Halmanordnungen zu führen und zu beherbergen, welche zum Druckausgleich des Ventils verwendet werden. Andere Trimm- und Hahnanordnungskonfigurationen können den Druckausgleich der Ventilanordnungen erleichtern.
In weiteren zusätzlichen Ausführungsformen werden Verfahren zum Druckausgleich eines Dreiwege-Ventils bereitgestellt. Einige Verfahren schließen die Bildung eines Ventils mit einer Haube ein, welche den Ventilkörper durchdringt, und sich außerhalb des Ventilkörpers erstreckt, um die Anordnung von Trimm- und Hahnanordnungen zu erleichtern, die in einem durch Druck ausgeglichenen Ventil verwendet werden können. Andere Verfahren umfassen die Bereitstellung von Ventilkörpern mit Öffnungen, welche zur Beherbergung von Trimm- und Hahnanordnungen geeignet sind, die durch Druck ausgeglichen sein können.
Entsprechend bestimmter Ausführungsformen der Erfindung kann die Menge an Kraft, die zur Bewegung oder Manipulation von Hahnanordnungen und/oder Trimmanordnungen innerhalb von Dreiwege-Ventilen und anderen Ventilen benötigt wird, durch Druckausgleich der Ventilkomponenten reduziert werden. Betätiger und manuelle Bewegungsvorrichtungen können eingeschlossen sein, um die Bewegung der Hahnanordnungen und/oder Trimmanordnungen der Ventile zu erleichtern.
Beschreibung der Zeichnungen
Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, die besonders betonen und deutlich beanspruchen, was als die vorliegende Erfindung betrachtet wird, kann diese Erfindung einfacher durch einen Fachmann verstanden und gewürdigt werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
1 eine Illustration einer Ventilanordnung entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist;
2 eine Illustration einer alternativen Ansicht der Ventilanordnung aus 1 ist;
3 eine partielle Querschnittsillustration des Ventilkörpers entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine Querschnittsillustration einer Ventilanordnung in einem Ventilkörper entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist;
5 eine Querschnittsillustration der Ventilanordnung in einem Ventilköper nach 1 ist, wobei der Hahnkopf alternativ positioniert ist;
6 eine Illustration einer Hahnanordnung entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist;
7 eine Querschnittsillustration einer Ventilanordnung entsprechend einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist.
Arten zur Ausführung der Erfindung
Ventilanordnungen entsprechend der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten einen Druckausgleich innerhalb der Ventilanordnung zur Reduzierung von Kräften, die zur Manipulation der Hahnanordnungen innerhalb der Ventilanordnungen benötigt werden. Zusätzlich schließen Ausführungsformen der Erfindung Dreiwege-Ventilanordnungen ein, die einen partiellen oder vollständigen Druckausgleich zur Erleichterung des Betriebs der Ventilanordnungen verwenden. Die Verwendung von Druckausgleich entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung kann die Herstellung, die Verwendung und den Betrieb von größeren Dreiwege-Ventilen mit kleineren Hahnanordnungsmanipulationsvorrichtungen, wie Betätiger und Handräder ermöglichen. Ausführungsformen der Erfindung können ebenso einstückig konstruierte Ventilkörper einschließen.
Ausführungsformen der Erfindung schließen Ventilkörper, und insbesondere Ventilkörper, welche als Dreiwege-Ventile verwendet werden, ein. Entsprechend einiger Ausführungsformen der Erfindung ist ein Dreiwege-Ventil als einstückiger Ventilkörper ausgebildet. Die Bildung eines einstückigen Ventilkörpers kann zur Reduzierung der Größe und des Gewichts des Ventilkörpers beitragen, und zusätzlich zum Entfallen der Notwendigkeit von zusätzlichen Dichtungen und Verbindungen, welche benötigt werden, wenn mehrteilige Ventilkörper miteinander verbunden werden.
Entsprechend einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Dreiwege-Ventilkörper drei Anschlüsse einschließen, welche auf den Seiten des Ventilkörpers angeordnet sind. Beispielsweise, wie in 1 und 2 gezeigt, schließt ein Ventilkörper 100 einen ersten Anschluss (Anschluss A) 170 ein, einen zweiten Anschluss (Anschluss B) 180, und einen dritten Anschluss (Anschluss C) 190, wobei jeder davon Anschlüsse zu dem Inneren des Ventilkörpers 100 von einer Seitenwand des Ventilkörpers 100 bereitstellt. Der Ventilkörper 100 kann ebenso eine Öffnung 102 einschließen zur Aufnahme einer Haube, an welche ein Betätiger, ein Handrad, oder eine andere Vorrichtung zur Bewegung einer inneren Hahnanordnung in dem Ventil befestigt werden kann. Ein Haubenflansch 114 und eine Körperverriegelung 118, welche den Haubenflansch 114 mit dem Ventilkörper 100 verbindet, sind in 1 und 2 gezeigt. Der Haubenflansch 114 hält eine Haube (nicht gezeigt) in der Öffnung 102 in oder auf dem Ventilkörper 100. Ein Betätiger 160 ist in einer Position gezeigt, welche auf dem Oberteil der Haube und des Haubenflansches 114 befestigt ist.
Entsprechend anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Ventilkörper eine untere Öffnung 104 in dem Ventilkörper 100 zur Beherbergung der Anordnung von Druck/Ausgleichstrimmkomponenten und Hahnanordnungskomponenten innerhalb des Ventilkörpers 100 oder zur Beherbergung einer Haube einschließen, welche in den Ventilkörper 100 eindringt. Beispielsweise in den 1 und 2 befindet sich die zweite Öffnung 104 in dem Unterteil des Ventilkörpers 100 direkt gegenüber der Öffnung 102 auf dem Oberteil des Ventilkörpers 100. Wie gezeigt, hält ein unterer Haubenflansch 115 und eine untere Körperverriegelung 119 eine untere Haube (nicht gezeigt) innerhalb der unteren Öffnung 104. Eine Haubenkappe 150, welche an der unteren Haube oder an einer Haube befestigt ist, welche einstückig mit der Haubenkappe gebildet ist, kann Anordnungskomponenten schützen, welche sich durch die untere Öffnung 104 oder durch eine untere Haube erstrecken, welche sich innerhalb der unteren Öffnung 104 befindet.
Eine Querschnittsansicht eines Ventilkörpers 100 entsprechend bestimmter Ausführungsformen der Erfindung ist in 3 gezeigt. Das Innere des Ventilkörpers 100 schließt drei Bohrungsbereiche, eine obere Bohrung 192, eine mittlere Bohrung 172 und eine untere Bohrung 182 ein. Die obere Bohrung 192 wird durch den Anschluss C 190 in dem Ventilkörper 100 gebildet. Die mittlere Bohrung 172 wird durch den Anschluss A 170 in dem Ventilkörper 100 gebildet. Die untere Bohrung 182 wird durch den Anschluss B (aufgrund des Querschnittausschnitts nicht gezeigt) in dem Ventilkörper A 170 gebildet und die mittlere Bohrung 172 steht in Kommunikation mit der oberen Bohrung 192 und der unteren Bohrung 182, so dass eine Flüssigkeit, Gas oder ein anderes fließfähiges Material zwischen den Bohrungsbereichen passieren kann. Wenn der Ventilkörper 100 mit den Trimm- und Hahnanordnungskomponenten zusammengebaut ist, kann ein Fluss von einer Flüssigkeit, Gas oder anderen flussfähigen Materialien zwischen den Bohrungsbereichen gesteuert werden.
Eine Öffnung 102 in dem oberen Abschnitt des Ventilkörpers 100 kann gestaltet sein zur Aufnahme einer Haube und einer Vorrichtung zur Manipulation einer Hahnanordnung, welche innerhalb des Ventilkörpers 100 beherbergt ist, oder anderer Trimm- und Hahnanordnungskomponenten. Eine in die Öffnung 102 eingefügte Haube kann in den Ventilkörper 100 eindringen. Die untere Öffnung 104 in dem Ventilkörper 100 kann auch gestaltet sein zur Aufnahme von Trimm- und Hahnanordnungskomponenten. Die untere Öffnung 104 in dem Ventilkörper 100 kann Raum für Trimm- und Hahnanordnungskomponenten, welche sich in dem Ventilkörper 100 befinden, ermöglichen, um sich außerhalb des Ventilkörpers 100 zu erstrecken. Beispielsweise kann die untere Öffnung 104 erlauben, dass sich eine Druckausgleichshahnanordnung, welche sich in dem Ventilkörper 100 befindet, über das Äußere des Ventilkörpers 100 hinaus erstreckt. Die Positionierung der Öffnung 102 und der unteren Öffnung 104 erlaubt ebenso die Positionierung von Trimm- und Hahnanordnungskomponenten innerhalb des Ventilkörpers 100 durch sowohl die Öffnung 102 als auch die untere Öffnung 104 des Ventilkörpers 100. Dies kann zur Erleichterung der Anordnungen und/oder der Wartung einer Ventilanordnung beitragen.
Ventilkörper 100 entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung können unter Verwendung von Guss- und Bearbeitungstechnologien, die im Stand der Technik bekannt sind, hergestellt werden. Die Ventilkörper 100 können mit verschiedenen Größen hergestellt werden, und können aufwärts oder abwärts skaliert werden in Abhängigkeit des gewünschten Betriebs für ein Ventil, welches innerhalb des Ventilkörpers 100 konstruiert ist. Beispielsweise kann ein Ventilkörper 100 entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung gestaltet sein zur Anordnung eines 30,48 cm (12 Inch), Klasse 1500 Ventils ausgebildet sein. Die Ventilkörper 100 können gestaltet sein zur Beherbergung jeder anderen Größe und Klasse von Ventilen, wie gewünscht.
Entsprechend anderen Ausführungsformen der Erfindung kann eine untere Öffnung 104 in einem Ventilkörper in anderen Ventilkörperanordnungen eingeschlossen sein, wie eine Zweiwege-Ventilkörperanordnung oder eine mehrteilige Dreiwege-Ventilkörperanordnung, um die Anordnung von Trimm- und Hahnanordnungskomponenten innerhalb des Ventilkörpers aufzunehmen, und sich optional außerhalb des Ventilkörpers zu erstrecken.
Obwohl bestimmte Merkmale der Ventilkörper entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf einstückige Ventilkörper beschrieben wurden, versteht sich, dass Merkmale der Erfindung eingeschlossen und verwendet werden können mit Ventilkörpern, welche aus zwei oder mehr Stücken hergestellt sind, wie ein zweistückiger Ventilkörper.
Andere Ausführungsformen der Erfindung schließen Dreiwege-Ventilanordnungen ein. Die Dreiwege-Ventilanordnungen der Erfindung können teilweise oder vollständig durch Druck ausgeglichen sein, und angepasst werden, um verschiedene Größen von Ventilanordnungen zu beherbergen.
Eine Ventilanordnung entsprechend bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in 4 und 5 gezeigt. Die Ventilanordnung ist innerhalb eines Ventilkörpers 400 eingeschlossen oder positioniert, welches einen Ventilkörper 400 einschließen kann, z. B. wie die in 1 und 2 gezeigten. Der gezeigte Dreiwege-Ventilkörper 400 schließt einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt, Anschluss A, Anschluss B und Anschluss C (nicht gezeigt) ein. Die durch die Anschlüsse A, B und C gebildeten Hohlräume beschränken jeweils einen mittleren Bohrungsbereich, einen unteren Bohrungsbereich und einen oberen Bohrungsbereich. Eine Öffnung durch den oberen Abschnitt des Ventilkörpers 400 kommuniziert mit dem oberen Bohrungsbereich und dem Anschluss C. Eine Öffnung zwischen dem oberen Bohrungsbereich und dem mittleren Bohrungsbereich kann eine Kommunikation einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines anderen fließfähigen Materials zwischen dem oberen Bohrungsbereich und dem mittleren Boh rungsbereich erlauben. Ähnlich kann eine Öffnung zwischen dem mittleren Bohrungsbereich und dem unteren Bohrungsbereich die Kommunikation einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines anderen fließfähigen Materials zwischen dem mittleren Bohrungsbereich und dem unteren Bohrungsbereich erlauben. Eine Öffnung in dem unteren Abschnitt des Ventilkörpers 400 kommuniziert mit dem unteren Bohrungsbereich und Anschluss B. In 4 ist der Hahnkopf 450 so positioniert, dass die mittlere Bohrung und die obere Bohrung in Kommunikation stehen, und die Kommunikation mit der unteren Bohrung blockiert ist. In 5 ist der Hahnkopf 450 so positioniert, dass die mittlere Bohrung und die untere Bohrung in Kommunikation stehen, und die Kommunikation mit der oberen Bohrung blockiert ist. Der Hahnkopf 450 kann auch so positioniert werden, dass eine Kommunikation zwischen jeder der Bohrungsbereiche besteht.
Ventilanordnungen entsprechend der Ausführungsformen der Erfindung können verschiedene Trimmkomponenten und Hahnanordnungskomponenten einschließen, welche innerhalb des Ventilkörpers 400 positioniert sind. Die oberen Trimmkomponenten der Ventilanordnungen können eine obere Haube 510 einschließen, welche in eine Öffnung an einem Ende des Ventilkörpers 400 passt, und daran durch einen oberen Haubenflansch 514 und eine obere Körperverriegelung 518 befestigt ist. Die obere Haube 510 kann mit einer oberen Druckausgleichshülse 530 verbunden sein, welche an den Ventilkörper 400 angepasst ist. Eine obere Druckausgleichshülsendichtung 534 kann zwischen der oberen Druckausgleichshülse 530 und dem Ventilkörper 400 positioniert sein. Die Verbindung zwischen der oberen Haube 510 und der oberen Druckausgleichshülse 530 kann eine obere Haubendichtung 532 einschließen. Entsprechend anderen Ausführungsformen der Erfindung können die obere Haube 510 und die obere Druckausgleichshülse 530 eine einzige Struktur sein. Beispielsweise kann die obere Haube 510 einen Abschnitt einschließen, welcher als die obere Druckausgleichshülse 530 wirkt, und die Funktionen ausführt. Die obere Druckausgleichshülse 530 oder die obere Haube 510 in einer einteiligen Struktur kann mit einem oberen Sitzrest 540 verbunden sein. Der obere Sitzrest 540 kann in der oberen Bohrung des Ventilkör pers 400 positioniert sein, welche durch den Hohlraum des Anschlusses C in dem Ventilkörper 400 gebildet ist. Der obere Sitzrest 540 kann ein oberes Sitzrestfenster 545 einschließen, welches eine Kommunikation zwischen einem inneren Abschnitt des oberen Sitzrests 540 und einen äußeren Abschnitt des oberen Sitzrests 540 erlaubt, welches sich in der oberen Bohrung befindet. Gas, Flüssigkeit oder andere fließfähige Materialien, welche durch den Anschluss C des Ventilkörpers 400 fließen, können durch die oberen Sitzfenster 545 fließen und in/oder aus einem mittleren Abschnitt des oberen Sitzrests 540 und einem mittleren Abschnitt der oberen Druckausgleichhülse 530.
Ein oberer Sitzring 420 kann verbunden werden mit oder kann ein einstückiges Teil eines hängenden Käfigs 425 sein, welcher in der mittleren Bohrung des Ventilkörpers 400 positioniert ist, welcher durch den Hohlraum des Anschlusses A und zwischen den oberen Trimmkomponenten und den unteren Trimmkomponenten gebildet ist. Der obere Sitz 420 und/oder der hängende Käfig 425 können mit dem oberen Sitzrest 540 verbunden sein, und können eine Sitzringrichtung 428 zwischen dem oberen Sitzring 420 und/oder dem hängenden Käfig 425 und dem Ventilkörper 400 einschließen.
Die unteren Trimmkomponenten schließen einen unteren Sitzring 660 ein, der mit dem hängenden Käfig 425 verbunden sein kann, und innerhalb des Ventilkörpers 400 mit einer unteren Sitzringrichtung 662 positioniert sein kann. Ein unterer Sitzrest 640 kann mit dem unteren Sitzring 660 verbunden sein. Der untere Sitzrest 640 kann untere Sitzrestfenster 645 einschließen, die eine Kommunikation zwischen einem inneren Abschnitt des unteren Sitzrests 640 und einem äußeren Abschnitt des unteren Sitzrests 640 erlauben, welches sich in der unteren Bohrung des Ventilkörpers 400 befindet. Die unteren Sitzrestfenster 645 erlauben den Fluss einer Flüssigkeit, eines Gases oder anderer fließfähiger Materialien in und aus einem inneren Hohlraum des unteren Sitzrestes 640. Der untere Sitzrest 640 kann an einer unteren Haube 610 befestigt sein, welche sich in einer Öffnung in dem Ventilkörper 400 befindet. Die untere Haube 610 kann einen Hohlraum in Kom munikation mit einem inneren Hohlraum des unteren Sitzrests 640 einschließen. Die untere Haube 610 kann in Position innerhalb des Ventilkörpers 400 durch einen unteren Haubenflansch 614 und eine untere Körperverriegelung 618 gehalten werden. Eine Haubenkappe 650 kann an die untere Haube 610 durch einen Stopfbuchsenpackungsflansch- und verriegelung 655 befestigt sein.
In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die untere Haube 610 gestaltet sein zum Einschließen eines Kappenabschnitts als ein einteiliges Stück der unteren Haube 610 anstelle der Haubenkappe 650.
In weiterhin anderen Ausführungsformen kann eine untere druckausgleichende Hülse (nicht gezeigt) mit dem unteren Sitzrest 640 verbunden sein, identisch zu der Verbindung zwischen dem oberen Sitzrest 540 und der oberen Druckausgleichshülse 530. Eine alternative untere Haube (nicht gezeigt) identisch zu der oberen Haube 510 kann mit der unteren Druckausgleichshülse verbunden sein, und kann an dem Ventilkörper 400 durch einen unteren Haubenflansch 614 und eine untere Haubenverriegelung 618 befestigt sein. Eine Haubenkappe 650 kann an der alternativen unteren Haube durch einen Stopfbuchsenpackungsflansch- und verriegelung 655 befestigt sein. Die alternative untere Haube kann auch zum Einschließen eines Kappenabschnitts als einzelner Abschnitt der alternativen unteren Haube eingeschlossen sein. In weiterhin anderen bestimmten Ausführungsformen kann der Ventilkörper eine Verlängerung einschließen, die in der gleichen Art wie die Haubenkappe 650 wirkt.
Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung können ebenso eine Hahnanordnung einschließen, welche sich innerhalb der oberen und unteren Trimmabschnitte der Ventilanordnung befindet. Eine Ventilanordnung entsprechend einiger Ausführungsformen der Erfindung ist in 6 gezeigt. Eine Hahnanordnung kann einen Hahnkopf 450 (Verschlusselement) einschließen, welcher mit einer oberen Hahnschaftanordnung und einer unteren Hahnschaftanordnung verbunden ist. Der Hahnkopf 450 kann Druckausgleichskanäle 452 (längsgerichteter Kanal) einschließen, welche durch ein Inneres des Hahnkopfes 450 positioniert sind, und in Kommunikation (z. B. durch in die Breite gerichtete Kanäle) mit einem mittleren Abschnitt des Hahnkopfes 450 stehen, welcher einem Bohrungsbereich ausgesetzt ist, wenn er sich in einem Ventilkörper 400 befindet.
Entsprechend einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die obere Hahnschaftanordnung einen oberen Hahnschaft 570 einschließen, welcher mit einem oberen Druckausgleichskolben 580 verbunden ist, welcher mit einem oberen Führungsschaft 590 verbunden ist. Der obere Druckausgleichskolben 580 kann einen oder mehrere Verschließringe oder Dichtungen 582 einschließen. Der oberen Hahnschaft 570 kann mit dem Hahnkopf 450 verbunden sein, und kann einen oberen Druckausgleichskanal 572 in Kommunikation mit einem Druckausgleichskanal 452 des Hahnkopfs 450 einschließen. Der obere Druckausgleichskanal 572 erstreckt sich durch den oberen Hahnschaft 570 und den oberen Druckausgleichskolben 580 und in den oberen Führungsschaft 590, wo der obere Druckausgleichskanal 572 eine oder mehrere obere Druckausgleichsöffnung 592 trifft. Die oberen Druckausgleichsöffnungen 592 bilden eine Kommunikation zwischen dem oberen Druckausgleichskanal 572 und dem Inneren des oberen Führungsschafts 590.
Wie in 6 gezeigt, kann der obere Hahnschaft 570, der obere Druckausgleichskolben 580 und der obere Führungsschaft 590 eine einteilige Anordnung sein. Entsprechend solchen Ausführungsformen kann der einteilige obere Hahnschaft mit dem Hahnkopf 450 verbunden sein, und kann einen oberen Druckausgleichskanal 572 durch zumindest einen Abschnitt des einteiligen oberen Hahnschafts einschließen. Der obere Druckausgleichskanal 572 kann die oberen Druckausgleichsöffnungen 592 verbinden, oder kann selbst mit einem äußeren Abschnitt des einteiligen oberen Hahnschafts kommunizieren.
Die untere Hahnschaftanordnung entsprechend einiger Ausführungsformen der Erfindung kann einen unteren Hahnschaft 670 einschließen, welcher mit einem unteren Druckausgleichskolben 680 verbunden ist, welcher mit einem unteren Führungsschaft 690 verbunden ist. Der untere Druckausgleichskolben 680 kann einen oder mehrere Verschließringe oder Dichtungen 682 einschließen. Der untere Hahnschaft 670 kann mit dem Hahnkopf 450 verbunden sein, und kann einen unteren Druckausgleichskanal 672 in Kommunikation mit einem Druckausgleichskanal 452 des Hahnkopfs 450 einschließen. Der untere Druckausgleichskanal 672 kann sich durch den unteren Hahnschaft 670 und den unteren Druckausgleichskanal 680 und in den unteren Führungsschaft 690 erstrecken, wo der untere Druckausgleichskanal 672 eine oder mehrere untere Druckausgleichsöffnungen 692 trifft. Die unteren Druckausgleichsöffnungen 692 stellen eine Kommunikation zwischen dem unteren Druckausgleichskanal 672 und dem Äußeren des unteren Führungsschafts 690 bereit.
In anderen Ausführungsformen kann die untere Hahnschaftanordnung einen einteiligen unteren Hahnschaft einschließen, welcher alle untere Hahnschafte 670 einschließt, den unteren Druckausgleichskolben 680 und den unteren Führungsschaft 690. Der einteilige untere Hahnschaft kann mit dem Hahnkopf 450 verbunden sein, und kann einen unteren Druckausgleichskanal 672 durch zumindest einen Abschnitt des einteiligen unteren Hahnschafts einschließen. Der untere Druckausgleichskanal 672 kann mit unteren Druckausgleichsöffnungen 692 verbunden sein, oder kann selbst mit einem äußeren Abschnitt des einteiligen unteren Hahnschafts kommunizieren.
Die Hahnanordnung aus 6 kann in der Ventilanordnung positioniert sein, wie in 4 und 5 gezeigt. Der obere Führungsschaft 590 befindet sich innerhalb und durch die obere Haube 510, wo er mit einer Vorrichtung verbunden sein kann, welche eine Bewegung der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung ermöglicht, wie ein Betätiger oder ein Handrad.
Obere Dichtungen, Schachtführungen und Abstandshalter 520, welche sich innerhalb der oberen Haube 510 befinden, können zur Positionierung des oberen Füh rungsschafts 590 innerhalb der oberen Haube 510 beitragen. Der obere durch Druck ausgeglichene Kolben 580 befindet sich in einem inneren Hohlraum der oberen Druckausgleichshülse 530 und ist darin beweglich. Die oberen Druckausgleichsöffnungen 592 befinden sich über dem Druckausgleichskolben 580 und können frei mit einem Abschnitt des inneren Hohlraums der oberen Druckausgleichshülse 530 kommunizieren. Der obere Hahnschaft 570 erstreckt sich von dem oberen Druckausgleichskolben 580 durch einen inneren Hohlraum des oberen Sitzrests 540 und ist an dem Hahnkopf 450 befestigt. Der Hahnkopf 450 ist innerhalb des hängenden Käfigs 425 beweglich und kann eine Dichtung mit dem unteren Sitzring 660 bilden, wie in 4 gezeigt, oder mit dem oberen Sitzring 420, wie in 5 gezeigt, in Abhängigkeit von der Position der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung.
Der untere Abschnitt der Hahnanordnung schließt den unteren Hahnschaft 670 ein, welcher an einem Hahnkopf 450 befestigt ist, und innerhalb eines inneren Hohlraums des unteren Sitzrests 640 und eines Abschnitts des inneren Hohlraums der unteren Haube 610 positioniert ist. Der untere Druckausgleichskolben 680 ist an dem unteren Hahnschaft 670 befestigt, und ist beweglich innerhalb eines inneren Hohlraums der unteren Haube 610. Die Mobilität des Druckausgleichskolbens 680 kann vervollständigt werden durch die Bewegung der Hahnanordnung durch eine Vorrichtung, welche gestaltet ist, zur Bereitstellung einer solchen Bewegung, wie ein Betätiger oder ein Handrad. Verschleißringe und/oder Dichtungen 682 können die Bewegung des unteren Druckausgleichskolbens 680 innerhalb des Hohlraums der unteren Haube 610 erleichtern (d. h. innerhalb eines inneren Hohlraums des Ventils), und können eine Isolierung zwischen jenen Abschnitten des unteren Haubenhohlraums 610, bereitstellen, welche durch einen unteren Druckausgleichskolben 680 abgeteilt sind. Die unteren Druckausgleichsöffnungen 692 befinden sich auf der Seite des unteren Druckausgleichskolbens 680, am nahesten zu dem unteren Führungsschaft 690, und können frei mit einem Abschnitt des inneren Hohlraums der unteren Haube 610 kommunizieren. Der untere Führungsschaft 690 ist innerhalb und durch einen Durchgang der unteren Haube 610 positioniert. Untere Dichtungen, Schaftführungen und Abstandshalter 620 sind innerhalb der unteren Haube 610 positioniert, und können zur Positionierung des unteren Führungsschafts 690 innerhalb der untere Haube 610 beitragen. Wenn die Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung bewegt wird, kann sich der untere Führungsschaft 690 außerhalb der unteren Haube 610 und in einem Hohlraum erstrecken, welcher durch die Haubenkappe 650 gebildet wird. Die Haubenkappe 650 kann den unteren Führungsschaft 690 vor externen Schäden schützen, und kann ebenso die Benutzer schützen, welche die Ventilanordnung verwenden, vor einem Stoß durch den unteren Führungsschaft 690 während des Betriebs der Ventilanordnung.
Alternative Hahnanordnungen schließen alternativ Hahnkopf 450-Gestaltungen ein, mit einem oder mehreren Druckausgleichskanälen, welche innerhalb einer Ventilanordnung entsprechend den anderen Ausführungsformen der Erfindung eingeschlossen sein können.
Eine oder mehrere Vorrichtungen zum Bewegen der Hahnanordnung können ebenso als ein Teil der Ventilanordnung eingeschlossen sein. Beispielsweise, wie in 4 und 5 gezeigt, kann ein Betätiger 410 an der Ventilanordnung befestigt sein, und kann gestaltet sein zur Bewegung der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung. Betätiger 410 werden mit Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung verwendet, und können elektrisch betriebene Betätiger, hydraulische Betätiger, pneumatische Betätiger oder andere Betätiger, wie im Stand der Technik bekannt oder verwendet, mit den Ventilanordnungen verwenden. In anderen Ausführungsformen kann ein Handrad oder eine andere Vorrichtung, welche manuell betätigt werden kann, in Kombination mit oder anstelle von einem Betätiger verwendet werden, um die Bewegung der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung auszulösen.
Entsprechend den anderen Ausführungsformen der Erfindung, kann die Ventilanordnung eine oder mehrere Vorrichtungen zum Bewegen der Hahnanordnung in nerhalb der Ventilanordnung einschließen. Beispielsweise könnte anstatt eines Betätigers 410, welcher an einem Ende der Ventilanordnung positioniert ist, und einer Haubenkappe 650, welche an dem anderen Ende der Ventilanordnung befestigt ist, die Haubenkappe 650 durch einen zweiten Betätiger 410 oder eine andere Vorrichtung zum Bewegen der Hahnanordnung ersetzt werden. Die unteren Trimmkomponenten der Ventilanordnung, wie in 4 und 5 gezeigt, können so verändert werden, dass ein Betätiger oder Handrad in der Position der Haubenkappe 650 befestigt sein könnte, um die Bewegung der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung zu erleichtern. Die unteren Trimmkomponenten könnten wie in 4 und 5 konstruiert sein, und sie könnten als ein Spiegelbild der oberen Trimmkomponenten konstruiert sein, oder andere Trimmkomponenten und Gestaltungen könnten wie benötigt angepasst werden, um die Verwendung einer zweiten Vorrichtung zum Bewegen der Hahnanordnung innerhalb der Ventilanordnung einzuschließen.
Die in 4 und 5 entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigten Ventilanordnungen können durch Druck ausgeglichen sein. Die Hahnkopf 450-Druckausgleichskanäle 452 stehen in Kommunikation mit dem oberen Druckausgleichskanal 572 und dem unteren Druckausgleichskanal 672. Der Druck in dem mittleren Bohrungsbereich wird durch die Hahnkopf 450-Druckausgleichskanäle 452 an den Hohlraum in der oberen Druckausgleichshülse 530 übermittelt, und die untere Haube 610 steht mittels jeweiliger Druckausgleichskanäle in Kommunikation mit den Druckausgleichskanälen 452. Die Kommunikation des Drucks innerhalb des mittleren Bohrungsbereichs mit dem Hohlraum in der oberen Druckausgleichshülse 530 über dem oberen Druckausgleichskolben 580 gleicht den Druck zwischen diesen zwei Bereichen aus. Ähnlich gleicht die Kommunikation den Druck innerhalb des mittleren Bohrungsbereichs und dem Hohlraum in dem unteren Hauben 610-Hohlraumabschnitt unter dem unteren Druckausgleichskolben 680 den Druck zwischen diesen beiden Bereichen aus. Der Druckausgleich in dem oberen Druckausgleichshülsen 530-Hohlraumabschnitt und dem unteren Hauben 610-Hohlraumabschnitt in dem mitt leren Bohrungsbereich reduziert die Kraftmenge, welche benötigt wird, um durch einen Betätiger oder Handrad die Hahnanordnung zu bewegen oder zu manipulieren. In manchen Ausführungsformen eliminiert der Druckausgleich auch Kräfte außer den Reibungskräften, welche durch die Hahnanordnungsbewegung ausgelöst werden, wobei die Kraftmenge deutlich reduziert wird, welche benötigt wird zur Bewegung oder Manipulation der Hahnanordung.
Die Verwendung des Druckausgleichs mit einem Dreiwege-Ventil trägt zur Erleichterung der Herstellung großer Ventile und zur Reduzierung der benötigten Kraftmenge zur Bewegung oder zur Manipulation der Hahnanordnung bei. In einigen Anwendungen mit hohem Druck, hoher Temperatur oder hohen Flussraten in den Dreiwege-Ventilen wird die Bewegung der Hahnanordnung innerhalb eines Ventils deutlich durch die Kräfte behindert, welche durch die Flussraten und Druckabfälle ausgeübt werden. Der Druckausgleich entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung reduziert die benötigten Kräfte.
Die Dreiwege-Ventile entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung sind ebenfalls verbessert durch die Anwesenheit einer Öffnung in dem Ventilkörper, welche die Positionierung einer unteren Haube 810 erlaubt, so dass sie in den Ventilkörper eindringt. Die offene Gestaltung des Ventilkörpers trägt ebenfalls zu der Gestaltung der Trimmanordnung und der Hahnanordnung bei, so dass ein durch Druck ausgeglichenes System mit einer Dreiwege-Ventilanordnung verwendet werden kann. Die offene Gestaltung des Ventilkörpers kann zur Erleichterung des Trimmens und zum Ausgleich der Ventilanordnung beitragen.
Eine Ventilanordnung entsprechend weiterhin anderer Ausführungsformen der Erfindung ist in 7 gezeigt. Die Ventilanordnung schließt einen Ventilkörper 700, Trimmkomponenten und eine Hahnanordnung ein. Die Ventilkörper 700 können einen Ventilkörper entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung einschließen, wie den Ventilkörpern, welche in 1 und 2 gezeigt sind.
Die in 7 gezeigten Trimmkomponenten der Ventilanordnung schließen eine obere Haube 710 ein, welche auf dem Ventilkörper 700 liegt, und daran durch einen oberen Haubenflansch 714 und eine obere Körperverriegelung 718 befestigt ist. Eine Betätigeranordnung 705 oder eine manuelle Vorrichtung kann auf der oberen Haube 710 befestigt sein zur Manipulierung einer Hahnordnung des Ventils. Eine obere Druckausgleichshülse 730 kann in dem Ventil benachbart zu der oberen Haube 710 sitzen, und eine obere Haubendichtung 732 kann zwischen der oberen Druckausgleichshülse 730 und der oberen Haube 710 positioniert sein. Ein oberer Druckausgleichshülsendichtungshohlraum 734 kann sich zwischen der oberen Druckausgleichshülse 730 und dem Ventilkörper 700 befinden. Ein oberer Sitzrest 740 kann sich nahe der oberen Druckausgleichshülse 730 befinden, und obere Sitzrestfenster 745 einschließen, welche den Fluss einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines anderen fließfähigen Materials in und aus einem Hohlraum im Inneren des oberen Sitzrests 740 erlauben. Der obere Sitzrest 740 kann sich über einem oberen Sitzring 722 befinden, welcher ein einstückiges Teil eines hängenden Käfigs 725 sein kann oder nicht, welcher sich unter dem oberen Sitzring 722 und innerhalb eines mittleren Bohrungsbereichs des Ventilkörpers 700 befindet. Ein unterer Sitzring 860 kann sich nahe dem hängenden Käfig 725 befinden, und eine untere Sitzringdichtung 662 kann sich zwischen dem unteren Sitzring 860 und dem Ventilkörper 700 befinden. Ein unterer Sitzrest 840 mit unteren Sitzrestfenstern 845 kann sich zwischen dem unteren Sitzring 860 und einer unteren Haube 810 befinden. Die untere Haube 810 kann sich in dem Ventilkörper 700 und aus einer Öffnung in den Ventilkörper 700 erstrecken. Die untere Haube 810 kann an dem Ventilkörper 700 durch einen unteren Haubenflansch 814 und eine untere Körperverriegelung 818 befestigt sein. Eine untere Haubendichtung 819 kann sich zwischen einem Abschnitt der unteren Haube 810 und dem Ventilkörper 700 befinden.
Eine Hahnanordnung ähnlich dem, was in 6 gezeigt ist, kann in der Ventilanordnung eingeschlossen sein. Beispielsweise kann die in 7 gezeigte Hahnanordnung einen oberen Führungsschaft 790 einschließen, welcher sich innerhalb eines Abschnitts der oberen Haube 710 und der oberen Druckausgleichshülse 730 befindet. Ein oberer Druckausgleichskolben 780 befindet sich innerhalb eines inneren Abteils der oberen Druckausgleichshülse 730, und kann als ein einstückiges Teil des oberen Führungsschafts 790 oder als eine separate Komponente ausgebildet sein, welche an dem oberen Führungsschaft 790 befestigt ist. Dergleichen erstreckt sich ein oberer Hahnschaft 770 von dem oberen Druckausgleichskolben 780 in ein inneres Abteil des oberen Sitzrests 740, und kann an einem oberen Druckausgleichskolben 780 befestigt sein, oder an einer einstückigen Verlängerung des oberen Druckausgleichskolbens 780.
Verschleißringe oder Dichtungen 782 können sich in dem oberen Druckausgleichskolben 780 befinden. Der obere Hahnschaft 770 kann mit einem Hahnkopf 750 verbunden sein, welcher innerhalb des hängenden Käfigs 725 zwischen dem oberen Sitzring 722 und dem unteren Sitzring 860 positioniert ist. Der Hahnkopf 750 kann einer oder mehrere Öffnungen oder Druckausgleichskanäle 752 durch den Hahnkopf 750 einschließen, um dem Druckausgleich des Bohrungsbereichs zu erleichtern, welcher durch den Hahnkopf 750 in anderen Bohrungsbereichen innerhalb des Ventilkörpers 700 eingenommen wird. Einer oder mehrere der Druckausgleichskanäle 752 kann mit einem oberen Druckausgleichskanal 772 kommunizieren, welcher sich in dem oberen Hahnschaft 770 befindet. Eine oder mehrere obere Druckausgleichsöffnungen 792 können mit einem oberen Druckausgleichskanal 772 und einem inneren Abschnitt der oberen Druckausgleichshülse 730 kommunizieren, welche sich zwischen der oberen Haube 710 und dem oberen Druckausgleichskolben 780 befindet, wie in 7 gezeigt. Obere Dichtungen, Schaftführungen und Abstandshalter 720 können zur Führung oder Unterstützung des oberen Führungsschafts 790 beitragen.
Der untere Abschnitt der Hahnanordnung ist an dem Hahnkopf 750 befestigt und schließt einen unteren Hahnschaft 870 ein, welcher mit dem Hahnkopf 750 verbunden ist, und sich durch den unteren Sitzrest 840 und in die untere Haube 810 erstreckt. Ein unterer Druckausgleichskolben 880 ist mit dem unteren Hahnschaft 870 verbunden, oder kann als ein einstückiges Teil davon gebildet sein, und befindet sich in einem Hohlraum, welcher innerhalb der unteren Haube 810, wie gezeigt, ausgebildet ist. Verschleißringe oder Dichtungen 882 können in dem unteren Druckausgleichskolben 880 eingeschlossen sein. Ein unterer Druckausgleichskanal 872 kommuniziert mit einem oder mehreren der Druckausgleichskanäle 752 und verläuft über die Länge des unteren Hahnschafts 870. Ein abschließendes Ende des unteren Druckausgleichskanals 872 endet in dem unteren Hahnschaft 870 auf einer Seite des unteren Druckausgleichskanal 880 gegenüber der Seite, welche dem Hahnkopf 750 am nächsten ist, und in einen Abschnitt des unteren Hauben-810-Hohlraums.
Eine Betätigeranordnung 705 kann einen elektrisch betriebenen Betätiger, einen pneumatischen Betätiger, einen hydraulischen Betätiger oder andere Betätigungsvorrichtungen einschließen, welche in der Lage sind, eine Hahnanordnung innerhalb eines Ventils zu manipulieren. In anderen Ausführungsformen kann die Betätigeranordnung 705 durch ein Handrad oder eine andere Vorrichtung zur manuellen Manipulation einer Hahnanordnung innerhalb eines Ventils ersetzt werden.
Die in 7 gezeigte Ventilanordnung kann in derselben Art wie in den anderen Ausführungsformen der Erfindung durch Druck ausgeglichen sein. Die Druckausgleichskanäle 752 in dem Hahnkopf 750 können kommunizieren oder den Druck in dem zentralen Bohrungsbereich zu einem Bereich des oberen Druckausgleichshülsen 730-Hohlraums und zu einem Abschnitt des unteren Hauben 810-Hohlraums durch den oberen Druckausgleichskanal 772 und den unteren Druckausgleichskanal 872 übertragen. Der Trimm in der in 7 gezeigten Ventilanordnung kann vollständig ausbalanciert sein; jedoch ist der untere Hahnschaft 870 dem Druck aus dem Druckausgleich ausgesetzt.
Entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung kann die Hahnanordnung der in 7 gezeigten Dreiwege-Ventilanordnung durch einen Betätiger angetrieben werden, wie er normalerweise zum Antrieb eines Zweiwege- Druckausgleichsventils verwendet wird. Beispielsweise kann ein Größe-400-Betätiger mit der in 7 gezeigten Ventilanordnung verwendet werden. Andere Betätigergrößen können entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung ebenfalls verwendet werden.
Ausführungsformen der Erfindung, wie die in 7 gezeigten, können keinen vollständigen Druckausgleich erreichen. Jedoch können solche Ausführungsformen 70, 80, 90, 95 Prozent oder mehr eines gesamten gewünschten Druckausgleichs erreichen. Solche Ausführungsformen können weniger komplex und einfacher herzustellen sein, als andere Ausführungsformen der Erfindung. Daher können diese Ausführungsformen vorteilhaft sein, wenn Druckausgleich nicht gewünscht ist, aber wenn deutliche Verbesserungen der Hahnanordnungsbewegung gewünscht sind.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf bestimmte Trimm- und Hahnanordnungskomponenten beschrieben wurden, wird verstanden, dass andere Trimm- und Hahnanordnungskomponenten mit den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann es in manchen Abläufen wünschenswert sein, schwere Service-Trimmkomponenten innerhalb eines Ventils entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung einzuschließen. Die Verwendung von schweren Service-Trimmkomponenten war daher unerreichbar für die Verwendung mit Dreiwege-Ventilen. Jedoch können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit schweren Service-Trimmkomponenten ausgerüstet werden. In solchen Fällen könnten sich schwere Service-Trimmkomponenten, wie Anti-Kavitationsreste und/oder Anti-Lärmreste auf keinem oder allen Anschlüssen der Ventile der Ausführungsformen der Erfindung befinden.
Weiterhin können zusätzliche Trimmkomponenten wie Dichtungen, Dichtringe, Buchsen, Dichtflansche, Führungen und andere Komponenten zu den Ventil- und Hahnanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung hinzugefügt oder entfernt werden.
Ausführungsformen der Erfindung können ebenso Fail-in-place-Abläufe oder für Fail-safe-Abläufe konstruiert und gestaltet sein, wobei Fail-safe-Federn in der Trimmanordnung eingeschlossen sind. Andere Trimm- und Sicherheitskomponenten können sich innerhalb der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung befinden.
Entsprechend den anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Durchmesser der Anschlüsse wie gewünscht variieren. Zusätzlich können die Sitzdurchmesser, Hülsendurchmesser und Schaftdurchmesser, welche mit den Trimmanordnungen verwendet werden, gleich oder unterschiedlich sein, über eine Ventilanordnung, und sie können gestaltet sein zur Bereitstellung von Kraftund/oder Spannungskorrekturen, wie in den Ventilanordnungen benötigt.
Die Ventilkörper, Ventilanordnungen und Druckausgleichstrimmanordnungen der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können in vielen verschiedenen Szenarien verwendet werden. Beispielsweise können Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung mit Hochdruckanwendungen verwendet werden, einschließend, aber nicht beschränkt auf chemische Herstellung, Gasherstellung und Raffinerierung, Gastransport, Fluidtransport, Fluidmischungen und andere solche Anwendungen.
Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung verwenden Druckausgleich innerhalb des Ventils um die Menge an für die Bewegung und/oder Manipulierung der Trimm- und Hahnanordnungen in der Ventilanordnung benötigte Kraftmenge zu reduzieren. Die Verwendung der Ausführungsformen der Erfindung in Ventilen erlaubt daher die Verwendung kleinerer Betätiger, als sie früher für die gleichen Anwendungen benötigt wurden. Zusätzlich erlauben die Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung für die Verwendung von Dreiwege-Ventilen in Ventilabläufen, in welchen solche Ventile früher aufgrund von Beschränkungen der Ventilgrößen und der Kraftanforderungen nicht existent waren.
Die Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung können mit sich verzweigenden Flussanwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann ein Dreiwege-Ventil entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung den Fluss einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines anderen fließfähigen Materials aufteilen, welcher in einen Anschluss A und in den mittleren Bohrungsbereich zu entweder einem oder beiden der Anschlüsse B und C eintritt. Die Hahnanordnung und die Position des Hahnkopfs innerhalb der Ventilanordnung kann die Flussmengen bestimmen, welche von dem Anschluss A zu entweder Anschluss B, Anschluss C oder sowohl Anschluss B und Anschluss C aufgeteilt wird.
Die Ausführungsformen der Erfindung können ebenso mit zusammenlaufenden Flussanwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann ein Dreiwege-Ventil entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung einen ersten Schafteintrittsanschluss C und die obere Bohrung und einen zweiten Schafteintrittsanschluss B und die untere Bohrung aufweisen. In Abhängigkeit von der Positionierung des Hahnkopfs innerhalb der mittleren Bohrung laufen die zwei Ströme zusammen, oder vermischen sich, oder treten durch den mittleren Bohrungsbereich an Anschluss A wieder aus.
Entsprechend den anderen Ausführungsformen der Erfindung schließt ein Verfahren zur Erleichterung der Bewegung einer Hahnanordnung in einer Dreiwege-Ventilanordnung die Bereitstellung einer Öffnung und einen Ventilkörper ein, zur Erleichterung der Konstruktion von Ventilanordnungen entsprechend den Ausführungsformen der Erfindung. In weiterhin anderen Ausführungsformen der Erfindung schließen Verfahren zur Reduzierung der für die Bewegung oder Manipulation einer Hahnanordnung in einem Dreiwege-Ventil benötigten Kräfte einen Druckausgleich oder einen partiellen Druckausgleich der Trimm- und Hahnanordnungen ein, welche in dem Dreiwege-Ventil verwendet werden.
Nachdem bestimmte, momentan bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es verständlich, dass die durch die angefügten Ansprüche bestimmte Erfindung nicht durch bestimmte Details beschränkt ist, welche in der obigen Beschreibung dargelegt sind, da viele ersichtliche Variationen davon eingeschlossen sind ohne den Geist oder den Bereich davon, wie später beansprucht, zu verlassen.
Zusammenfassung
Ein Dreiwege-Ventil kann durch Druck ausgeglichen sein um die Effizienz des Dreiwege-Ventils zu verbessern, und um die Betriebskräfte und die Anforderungen zum Bewegen und/oder Manipulieren der Hahnanordnungen innerhalb eines Dreiwege-Ventils zu reduzieren.

Claims

Ventil umfassend: einen Ventilkörper; drei Anschlüsse in dem Ventilkörper; eine Öffnung in einem Oberteil des Ventilkörpers; eine zweite Öffnung in einem Unterteil des Ventilkörpers; und eine durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung, welche zur Steuerung des Flusses zwischen den drei Anschlüssen angeordnet, positioniert, und orientiert ist.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung für eine lineare Betätigung gestaltet ist.
Ventil nach Anspruch 1, weiterhin eine Haube umfassend, welche den Ventilkörper durch die erste Öffnung durchdringt.
Ventil nach Anspruch 1, weiterhin eine zweite Haube umfassend, welche den Ventilkörper durch die zweite Öffnung durchdringt.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung einen oberen Abschnitt einschließt, welcher wirksam mit einem Hahnkopf verbunden ist, und einen tieferen Abschnitt, welcher wirksam 5 mit dem Hahnkopf verbunden ist.
Ventil nach Anspruch 5, wobei die durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung gestaltet ist zum Ausgleich des Drucks, welcher durch den oberen Abschnitt, den Hahnkopf, und den unteren Abschnitt ausgeübt wird.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung gestaltet ist zum Erreichen von 70, 80, 90 und 95 Prozent totalen Druckausgleichs.
Ventil nach Anspruch 1, wobei die durch Druck ausgeglichene Hahnanordnung gestaltet ist zum Erlauben eines Druckausgleichs während der Betätigung der Hahnanordung.
Ventil nach Anspruch 1, wobei einer der drei Anschlüsse ein Einlass ist, und die zwei verbleibenden Anschlüsse Auslässe sind.
Ventil nach Anspruch 1, wobei zwei der drei Anschlüsse Einlässe sind, der verbleibende Anschluss ein Auslass ist.
Ventilkörper umfassend: – einen zylindrischen, einstückigen Ventilkörper; – einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, welche miteinander in einer Reihe angeordnet sind, und sich distal auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers befinden; – einen dritten Anschluss, welcher sich proximal auf einer Seite befindet, welche sich von der des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses unterscheidet.
Ventilkörper nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Öffnung, welche sich in einem proximalen Ende des Ventilkörpers befindet.
Ventilkörper nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite Öffnung, welche sich in einem distalen Ende des Ventilkörpers befindet.
Ventil umfassend: – ein Verschlusselement, welches einen längs gerichteten Kanal einschließt; – einen ersten Ventilschaft, welcher wirksam mit dem Verschlusselement verbunden ist, um eine Bewegung des Verschlusselements über die Bewegung des ersten Ventilschafts zu bewirken, wobei der erste Ventilschaft einen ersten Kanal einschließt, welcher in Kommunikation mit dem längsgerichteten Kanal steht, wobei der erste Ventilschaft eine erste Öffnung in Kommunikation mit dem ersten Kanal einschließt; – einen ersten Kolben, welcher wirksam mit dem ersten Ventilschaft verbunden ist, so dass die Bewegung des ersten Ventilschafts eine Bewegung des ersten Kolbens bewirkt, wobei sich der erste Kolben zwischen der ersten Öffnung und dem Verschlusselement befindet; – einen zweiten Ventilschaft, welcher wirksam mit dem Verschlusselement verbunden ist, um eine Bewegung des zweiten Ventilschafts über die Bewegung des Verschlusselements zu bewirken, wobei der zweite Ventilschaft einen zweiten Kanal in Kommunikation mit dem längsgerichteten Kanal einschließt, wobei der zweite Ventilschaft eine zweite Öffnung in Kommunikation mit dem zweiten Kanal einschließt; und – einen zweiten Kolben, welcher wirksam mit dem zweiten Ventilschaft verbunden ist, so dass eine Bewegung des zweiten Ventilschafts eine Bewegung des zweiten Kolbens bewirkt, wobei sich der zweite Kolben zwischen der ersten Öffnung und dem Verschlusselement befindet.
Ventil nach Anspruch 14, wobei das Verschlusselement weiterhin einen in die Breite gerichteten Kanal in Kommunikation mit dem längsgerichteten Kanal einschließt.
Ventil nach Anspruch 14, weiterhin einen Ventilkörper umfassend.
Ventil nach Anspruch 16, weiterhin eine erste Haube umfassend, welche wirksam mit dem Ventilkörper verbunden ist, wobei die erste Haube positioniert, angeordnet und gestaltet ist, um den ersten Ventilschaft zu positionieren.
Ventil nach Anspruch 17, weiterhin eine erste Hülse umfassend, welche wirksam mit der ersten Haube, einem Inneren des Ventilkörpers und dem ersten Kolben verbunden ist, wobei die erste Hülse bewegbar ist, um eine Bewegung des ersten Kolbens zu ermöglichen.
Ventil nach Anspruch 18, wobei der erste Kolben gestaltet ist zur Isolierung eines Abschnitts eines Inneren der ersten Hülse von einem Rest des Inneren des Ventilkörpers.
Ventil nach Anspruch 17, wobei der ersten Kolben gestaltet ist zur Isolierung eines Abschnitts der ersten Haube von einem Rest eines Inneren des Ventilkörpers.
Ventil nach Anspruch 17, weiterhin eine zweite Haube umfassend, welche wirksam mit dem Ventilkörper verbunden ist, wobei die zweite Haube positioniert, angeordnet und gestaltet ist, zur Positionierung des zweiten Ventilschafts.
Ventil nach Anspruch 16, wobei der zweite Kolben gestaltet ist zur Isolierung eines Abschnittes eines inneren Hohlraums des Ventilkörpers.
Ventil nach Anspruch 14, weiterhin umfassend einen ersten Hahnschaft, welcher wirksam den ersten Ventilschaft mit dem Verschlusselement verbindet, wobei der erste Hahnschaft einen anderen Kanal in Kommunikation mit dem längsgerichteten Kanal und dem ersten Kanal aufweist.
Ventil nach Anspruch 14, wobei zumindest eines des ersten Ventilschafts und des zweiten Ventilschafts gestaltet ist zur Anordnung an einem Ventilbetätiger.