DK163969B - Baerbart motordrevet apparat til betjening af ventiler - Google Patents

Description

DK 163969 B

Den foreliggende opfindelse vedrører et bærbart, motordrevet apparat til betjening af ventiler af den type, der har skruegevindventil-spindler, der strækker sig i brønde eller lignende ledninger, hvilket apparat har en forbrændingsmotor, der er fast monteret i et bærestel 5 eller chassis, samt et ved enden af en af motoren drevet stang monteret værktøj til drejning af ventilspindelen.

Ventiler, der er indføjet i forsyningsledningerne i offentlige vandforsyningsnet og lignende anlæg, åbnes og lukkes i dag normalt manuelt ved hjælp af såkaldte T-nøgler. Undersøgelser har vist, at det 10 moment, der kræves til aktivering af ventilerne, ligger mellem ca.

150 og 400 Nm. Mange ventiler er vanskelige at dreje eller bevæger sig trægt. Denne stivhed eller træghed opleves specielt, når der skal lukkes ventiler, der har stået åben i lange tidsrum, idet pågældende ventils stivhed skyldes dannelsen af jernoxidbelægning på de bevæge-15 lige ventilkomponenter. Denne belægning vil også forhindre, at ventilen kan lukkes i et enkelt arbejdstrin og vil ofte nødvendiggøre, at ventilen åbnes og lukkes flere gange, så at belægningen skrabes af og skylles bort. Først derefter kan ventilen lukkes helt. Det arbejde, der kræves hertil, er fysisk hårdt og medfører kraftig belastning på 20 primært albuerne, skuldrene og armene. De stødkræfter, der frembringes, når en spændt ventil pludselig løsner sig, kan desuden resultere i alvorlig legemsbeskadigelse.

Til eliminering af disse ulemper kendes der motordrevne apparater eller maskiner til betjening af ventiler af den ovenfor angivne type.

25 De i dag kendte apparater kan imidlertid kun benyttes i begrænset udstrækning, da de drives enten elektrisk eller hydraulisk, og dermed kræver, at de forbindes til et servicekøretøj. Mange sådanne ventiler er imidlertid placeret i såkaldte grønne områder, hvor ventilerne ikke kan nås med et servicekøretøj, i det mindste ikke uden at foran-30 ledige ødelæggelse af den omgivende vegetation etc.

Det er også blevet foreslået at tilvejebringe et simpelt, bærbart apparat eller en simpel, bærbar maskine, som drives af en forbrændingsmotor. En ulempe ved det kendte apparat af denne type er imidlertid, at motorenheden er tilbøjelig til at dreje i forhold til 35 brønden eller ledningen, og at det genererede moment følgelig skal

DK 163969 B

2 optages af den person, som betjener motorenheden. Denne person kan dermed blive udsat for kraftige og pludselige stødkræfter, selv når denne type apparat benyttes. Da apparatet som et hele er tilbøjeligt til at dreje omkring brønden eller lignende ledning, udgør dette 5 apparat en alvorlig ulykkesrisiko. En anden ulempe ved denne specielle type apparat er, at den person, som betjener apparatet, er helt uvidende om størrelsen af det moment, der frembringes, og dermed kan gevindene i stramtsiddende ventiler blive beskadiget som følge af en tilførsel af et for stort moment.

10 De primære formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et bærbart, motordrevet ventilbetjenende apparat, der eliminerer de ovennævnte skade- og ulykkesrisici, og desuden at tilvejebringe et apparat, der kan benyttes på et vilkårligt ønsket sted, uden at apparatet er afhængigt af tilstedeværelsen af et servicekøretøj.

15 Disse formål opnås med et apparat af den indledningsvis angivne art, som er ejendommeligt ved, at apparatet yderligere har et organ, der er beregnet til at forbinde motorenheden temporært med respektive brønde eller lignende ledninger på en sådan måde, at relativ rotation mellem motorenheden og brønden eller lignende ledning forhindres, og 20 at det nævnte organ har mindst ét stift element, der strækker sig i alt væsentligt parallelt med drivstangen, og som er udstyret med en gribe- eller låseindretning, der er i stand til at blive forbundet ikke-roterbart med brønden eller lignende ledning.

Apparatet ifølge opfindelsen eliminerer således risikoen for skader 25 og ulykker, der ellers ville kunne forekomme som følge af tunge, pludselige stød og som følge af risikoen for, at apparatet roterer.

Det stive element kan fordelagtigt have form af et torsionsstift rør, der omslutter drivstangen, og som er udstyret med et gribe- eller låseorgan, der passer til brøndåbningen. For at muliggøre betjening 30 af ventiler, der er placeret vinklet i forhold til ventilspindelen, og/eller som er placeret i centrum af brønden eller lignende ledning, kan det torsionsstive rør være hængslet og/eller være lateralt justerbart i forhold til gribe- eller låseorganet.

DK 163969 B

3

Apparatet har fortrinsvis også organer til detektering af momentet mellem motorenheden og det organ, som forhindrer rotationsbevægelse, for dermed at eliminere bl.a. risikoen for beskadigelse som følge af, at skruegevindene ødelægges.

5 Momentdetektoren omfatter fortrinsvis mindst én hydraulisk stempel-cylinderenhed eller lignende indretning, der er forbundet mellem det rotationsforhindrende organ og motorenheden, idet apparatet tilsvarende kan indeholde en gearmekanisme mellem motoren og drivstangen, hvilken gearmekanisme er styrbar i overensstemmelse med det hydrau-10 liktryk, som hersker i cylinderen i den nævnte indretning. Gearmekanismen kan fordelagtigt indeholde en variator, i hvilken den indbyrdes afstand mellem skiverne i en remskive i variatoren justeres i afhængighed af hydrauliktrykket. Dette giver en automatisk gearændring i overensstemmelse med det krævede moment.

15 Andre træk og egenskaber ved opfindelsen fremgår af de efterfølgende patentkrav.

Opfindelsen vil herefter blive beskrevet mere detaljeret under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et ventilbetjeningsapparat ifølge opfindelsen, set fra 20 siden, fig. 2 et snit efter linjen II-II i fig. 1 visende apparatet monteret i en brønd eller lignende ledning, fig. 3 et snit efter linjen III-III i fig. 2, fig. 4 et snit efter linjen IV-IV i fig. 1 drejet 90°, og 25 fig. 5 et snit efter linjen V-V i fig. 4.

I fig. 1 er vist et apparat med en forbrændingsmotor i, der har en manuel starter 2. Apparatet kan bæres ved hjælp af et håndtag 3, der omslutter motoren 1, og som er konstrueret til at dæmpe eventuelle vibrationer. Det omsluttende håndtag danner også en effektiv ind-30 retning til at beskytte motoren og de tilhørende komponenter, fx under transport af apparatet. Apparatet kan fordelagtigt også være udstyret med en bæresele, som ikke er vist på tegningen.

DK 163969 B

4

Motoren 1 er fortrinsvis en højhastighedsmotor, hvilken motor efter en gearreduktion er i stand til at generere det nødvendige moment til trods for motorens små dimensioner og lave vægt. Motorens hastighed reguleres ved hjælp af et reguleringshåndtag 4, der er monteret på 5 håndtaget 3.

Motoren l's udgangsaksel er via en centrifugalkobling 5 forbundet til en variatormekanisme, der omfatter to remtrisser 6 og 7, hvis skiver kan forskydes i forhold til hinanden til variation af gearforholdet på i og for sig kendt måde. Henvisningsbetegnelsen 8 angiver en rem, 10 der strækker sig mellem trisserne. Trissen 6's skiver forspændes mod hinanden ved hjælp af en fjeder 9, medens afstanden mellem trissen 7's skiver kan justeres ved hjælp af en hydraulisk stempelcylinderin-dretning 10.

Trissen 7 driver en aksel 11, der er forbundet til en udgangsstang 15 15 via et reversibelt gear 12, der kan justeres ved hjælp af en hjælpeindretning 13, samt et vinkelgear 14. Stangen 15 understøtter i sin nederste ende et værktøj 16, der er beregnet til at drive en ventilspindel i den ene eller den anden retning.

For at sikre, at en person, der betjener apparatet, ikke skal optage 20 det moment, der kræves til betjening eller drift af ventilen, er det på tegningen viste apparat udstyret med et torsionsstift rør 17, der har kvadratisk tværsnit, og som omslutter stangen 15 og forbinder motorenheden med brønden eller lignende aktuel ledning, så at en relativ rotation mellem motorenheden og brønden eller lignende led-25 ning forhindres. Til dette formål omsluttes den nederste ende af røret 17 af en gribe- eller låseindretning 18, der er monteret på ikke-roterbar måde i forhold til røret, og som er beregnet til at blive ikke-roterbart forbundet med en brønd eller lignende ledning, når den indføres i denne. Til dette formål er gribe- og låseindret-30 ningen 18 forskydelig langs røret 17 for at muliggøre, at ventilspindler placeret i forskellige dybder kan nås.

I fig. 2 og 3 er skematisk vist en brønd 19, der er udstyret med en indre understøttende flange 20, der omslutter en i alt væsentligt kvadratisk åbning 21. Gribe- eller låseindretningen 18 indføres

DK 163969 B

5 gennem denne åbning, idet indretningen har et indre rør 22, der passer stramt omkring det kvadratiske rør 17 på to modstående sider samtidigt med, at der på de to andre sider er forholdsvis stor fri-gang. Herved bliver det muligt at forskyde røret 17 med kvadratisk 5 tværsnit lateralt i forhold til røret 22, så at stangen 15 kan forbindes med en ventilspindel, selv når spindelen ikke er centreret i brønden, således som det er antydet med stiplede linjer i fig. 2.

Herved bliver det også muligt at vinkle stangen 15 i forhold til ventilspindelen, hvis spindelen er placeret på skrå i forhold til 10 lodret.

Det indre rør 22 kan bevæges aksialt, men ikke rotere i et ydre rør 23, der har en øverste flange 24, der er beregnet til at ligge an mod brøndens understøtningsflange 20, og som passer forholdsvis stramt i brøndåbningen 21 for at muliggøre transmission af et moment fra røret 15 17 med kvadratisk tværsnit til brønden. I dette tilfælde vil rørene 17, 22 og 23 blive drejet ganske lidt i forhold til brøndåbningen 21, således som det er vist i fig. 2. Et rør 23 med samme dimensioner kan derved benyttes i brønde, hvis dimensioner varierer inden for vide grænser.

20 Som vist i fig. 1 har den nederste ende af det torsionsstive rør 17 flere skuldre 25 til fastholdelse af gribe- eller låseindretningen 18 på røret. Røret 22 har også øverste og nederste anslagsskuldre 26 og 27 til at begrænse røret 22's bevægelse i forhold til røret 23.

Eftersom røret 22 kan bevæges aksialt i forhold til røret 23, er det 25 muligt at transmittere et moment til en brønd selv ved betjening af en ventilspindel, der er placeret i en lav fordybning i brønden.

I fig. 4 og 5 er vist den måde, hvorpå det torsionsstive rør 17 er koblet til motorenheden. Henvisningsbetegnelsen 28 angiver en plade, der er boltet til motorenheden. Pladen 28 har en åbning, der optager 30 stangen 15, og som er delvis fyldt med en ring 29 fremstillet af syntetisk materiale til at forhindre rotationsbevægelsen mellem pladen og stangen 15. En arm 30 er svejset til det rotationsstive rør 17 på et sted under pladen 28. Armen 30 strækker sig ind mellem stempelstængerne 31 og 32, der strækker sig frem fra respektive 35 hydrauliske stempelcylinderindretninger 33 og 34. Stempelcylinderind-

DK 163969 B

6 retningerne er fast forbundet med pladen 28 og har hver en trykfjeder 36, der virker på respektive stempelstænger 31 og 32. Stempelcylin-derindretningerne 33 og 34 er forbundet til et fælles hydraulikrør 39 ved hjælp af respektive hydraulikrør 37 og 38, idet røret 39 strækker 5 sig til cylinderen 10, der er beregnet til at betjene den i fig. 1 viste remskive eller trisse 7. Et forgreningsrør 40 leder trykolie til et manometer 41.

Funktionsmåden for det i fig. 4 og 5 viste apparat vil herefter blive beskrevet. Når apparatet er i sin hvile- eller udgangsposition, 10 holdes stemplerne 35 i de to stempelcylinderindretninger 33 og 34 i deres ydre endepositioner ved påvirkning fra respektive fjedre 36, idet armen 30 er i en centreret stilling. Når en ventil åbnes eller lukkes ved drejning af stangen 15 i den ene eller den anden retning, genereres der et moment i en modsat retning mellem motorenheden og 15 det torsionsstive rør 17, der er forbundet med brønden. Herved bringes stemplet 35 i den ene af stempelcylinderindretningerne 33 eller 34 til at blive presset ind i den tilhørende cylinder mod virkningen fra den fjeder, der er monteret i cylinderen, samtidig med, at hydrauliktrykket forøges. Den anden stempelstang bliver i sin ydre 20 endestilling eller position.

Denne forøgelse i olietrykket i cylinderen indikerer det herskende tryk, og trykket transmitteres via røret 39 til stemplet i stempel-cylinderindretningen 10, der justerer remskiven 7 til frembringelse af en passende transmission som svar på det angivne tryk, se fig. 1.

25 Når stangen 15 drejer omkring sin længdeakse i den modsatte retning, vil stemplet i den anden stempelcylinderindretning blive presset ind i sin cylinder og tilføre olie til stempelcylinderindretningen 10 med et tryk svarende til det herskende moment. På denne måde opnås der en automatisk gearændring svarende til det nødvendige moment.

30 En reversering af rotationsretningen frembringes på simpel måde ved at føre hjælpeindretningen 13 fremefter eller trække samme tilbage, hvilken indretning bestemmer, hvilke af de koniske gearhjul på den vandrette aksel i det reversible gear 12, der skal være koblet til det koniske gearhjul på indgangsakselen 11.

DK 163969 B

7

Trykket afgivet af respektive hydraulikstempelcylinderindretninger 33 og 34 tilføres også et manometer 41, der kan være kalibreret på en sådan måde, at det er muligt at udlæse det herskende moment. Det bliver herved muligt for den person, som betjener apparatet, umiddel-5 bart at iagttage det moment, som genereres af apparatet på et vilkårligt givet tidspunkt, hvorved risikoen for beskadigelse af en ventil som følge af for store momenter i vid udstrækning reduceres. Manometeret kan også være udstyret med angivelser svarende til forskellige typer ventiler. Andre visnings indretninger kan benyttes i 10 stedet for et manometer, såsom lysemitterende dioder (LED), der aktiveres som svar på hydrauliktrykket, idet hver diode repræsenterer maksimaltrykket for en speciel ventiltype.

Olievolumenet i respektive hydraulikstempelcylinderindretninger 33 og 34 er så stort, at det forhindres, at stemplerne føres i bund, hvor-15 for det afgivne olietryk altid vil repræsentere det herskende moment.

Brugen af en geartransmissionskonstruktion i overensstemmelse med opfindelsen tilvejebringer et apparat, der er i stand til at dreje ventilspindelen meget hurtigt med små momenter, og som kan geare ned til frembringelse af det nødvendige moment til at løsne og spænde en 20 ventil. I forbindelse med én afprøvet udførelsesform for opfindelsen, hvilken udførelsesform udviste gode resultater, var gearingsforholdet således afstemt, at ventilspindelen kunne drejes med en hastighed på 26 omdr./min. med små momenter og med en hastighed på 7 omdr./min., når en ventil skulle løsnes og spændes. Det maksimale moment for 25 ventiltyper af den aktuelle art ligger normalt inden for området 150-400 Nm. Motorens udgangshastighed var af størrelsesordenen 7000 omdr./min.

Ovenfor er der under henvisning til tegningen blevet beskrevet en foretrukken udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen. Man skal 30 imidlertid forstå, at der i forhold til den viste udførelsesform kan foretages talrige modifikationer uden at afvige fra sigtet med de efterfølgende patentkrav. Fx kan de to hydrauliske stempelcylinder-indretninger i den beskrevne udførelsesform erstattes af en enkelt stempelcylinderindretning, der er konstrueret til at detektere momen-35 tet i både den ene og den anden rotationsretning. Gribe- eller lå-

Claims (9)

1. Bærbart motordrevet apparat til betjening af ventiler af den type, 10 der har skruegevindventilspindler, der strækker sig i brønde eller lignende ledninger, hvilket apparat har en forbrændingsmotor (1), der er fast monteret på et bærestel, samt et ventilspindelroterende værktøj (16), der er monteret på den ene ende af en stang (15), som drives af motoren, 15 kendetegnet ved, at apparatet yderligere har et organ (17), der er beregnet til at forbinde motorehheden temporært med respektive brønde eller lignende ledninger på en sådan måde, at relativ rotation mellem motorenheden og brønden eller lignende ledning forhindres, og at det nævnte organ har mindst ét stift element 20 (17), der strækker sig i alt væsentligt parallelt med drivstangen (15), og som er udstyret med en gribe- eller låseindretning (18), der er indrettet til at blive ikke-roterbart forbundet med brønden eller lignende ledning.

2. Apparat ifølge krav 1, 25 kendetegnet ved, at det nævnte stive element har form af et torsionsstift rør (17), der omslutter drivstangen (15), og som er udstyret med en gribe- eller låseindretning (18), der passer i brøndåbningen (21).

3. Apparat ifølge krav 2, 30 kendetegnet ved, at det torsionsstive rør (17) kan justeres lateralt i forhold til gribe- eller låseindretningen (18). DK 163969 B 9

4. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at det yderligere har organer (30, 33, 34. til detektering af det mellem motorenheden og det rotationsforhindrende organ (17) genererede eller herskende moment.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at momentdetekteringsorganet indeholder mindst én hydraulisk stempelcylinderindretning (33, 34) eller en tilsvarende indretning, der er forbundet mellem motorenheden og det rotationsforhindrende organ (17), og at apparatet yderligere har en 10 geartransmission (6, 7) mellem motoren (1) og drivstangen (15), hvilken geartransmission styres som svar på hydrauliktrykket i mindst én stempelcylinderindretning.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at geartransmissionen (6, 7) indeholder 15 en variator, i hvilken den indbyrdes afstand mellem skiverne i en remskive (7) i variatoren justeres som svar på hydrauliktrykket.

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at det har organer (41) til detektering af hydrauliktrykket med det formål at indikere det drejningsmoment, 20 der virker på ventilspindelen.

8. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at apparatet yderligere har en centrifugalkobling (5), der er forbundet mellem motoren (1) og variatoren (6, 7).

9. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at apparatet yderligere har et reversibelt gear (12), der er forbundet mellem motoren (1) og drivstangen (15).