DK171282B1 - Servoopereret stopventilinstallation - Google Patents

Description

DK 171282 B1 i

Den foreliggende opfindelse angår en servoopereret stopventilinstallation, navnlig til brug i underjordiske røranlæg såsom fjernvarmeanlæg, omfattende en ventil med tilhørende omstillingsmotor og en kraft- eller betjeningsstation anbragt 5 på et let tilgængelig sted i afstand fra ventilen.

I fjernvarmerørsystemer er sædvanligvis monteret et antal stophaner, ofte placeret under gadeniveau, hvor de kan være tilgængelige for manuel betjening, idet de er anbragt med en ventilspindel opragende til lige under et øvre dæksel på en 10 omgivende brøndring. Denne installation kræver en del arbejde, og det vil være generende for trafikken, når stophanen skal betjenes, da det er nødvendigt at arrangere en vis afspærring af gaden.

Derfor vælges til visse haner den først omtalte installa-15 tion, hvor hane/motor-enheden kan være helt nedgravet og blot gennem en strøm- eller hydraulikledning være forbundet med den nævnte betjeningsstation, der kan være monteret i et nærliggende fortovsskab. Hanen kan så betjenes uden gene for trafikken. Der kan dog også forekomme et nærmest omvendt pro-20 biem, nemlig at hanen så at sige aldrig betjenes, hvorved den drejelige del kan sætte sig meget fast, og det er derfor en yderligere fordel ved de motorbetjente haner, at der kan arbejdes med en større betjeningskraft end ved manuel betjening.

25 Ved de pågældende, helt nedgravede ventilenheder kan det være et problem, at det ikke er muligt umiddelbart at iagttage, at en afgivet omstillingsordre er blevet effektueret fuldt ud, hvilket i praksis er en vigtig betingelse, da hanerne normalt ikke er konstrueret til at kunne efterlades i 30 en kun næsten helt lukket eller næsten helt åbnet stilling. Det vil derfor være ønskeligt, at der etableres en form for sensorovervågning af, at aktiveringspåvirkningen rent faktisk afsluttes med den fulde omstilling af hanen, og der har været mange overvejelser og forslag vedr. dette. Det siger sig 35 selv, at der for styrings- og kontroleksperter vil være et umådeligt stort antal af teoretisk mulige løsninger, men de har måttet kasseres på stribe på grund af de særlige monteringsforhold og kravet til fuld funktionsdygtighed gennem meget lang tid, f.eks. 30-40 år. Det findes ikke relevant her 2 DK 171282 B1 at udpensle de pågældende muligheder og fortrædeligheder nærmere, men det skal nævnes, at det dog er sædvane, at man sørger for metodisk at lave en slags sikkerhedsbetjening af hanerne ca. en gang om året for at modvirke altfor kraftige 5 fastgroninger.

Der er ved opfindelsen tilvejebragt et særligt bevæge- og meldesystem, som har kunnet opfylde de ekstreme sikkerhedskrav, der stilles til systemets funktionsduelighed.

Det er ved opfindelsen valgt at arbejde med en hydraulisk 10 betjening, da der herved relativt billigt og sikkert kan benyttes ganske store betjeningskræfter, f.eks. ved tryk på nogle hundrede bar, som nok skal løsne fastgroede haner. Den tilhørende pumpeudrustning kan være anbragt i fortovsskabet, og nede ved hanen kan være lejret en hydraulikcylinder med et 15 stempellegeme, der ved forskydning henholdsvis den ene og den anden vej virker drejende på hanens drejespindel ved samvirke mellem en tandstang på stempellegemet og en tandkrans på spindelen.

I forbindelse med denne cylinder er udformet et særligt 20 meldingssystem, hvorfra der ved afslutningen af hver omstillingsbevægelse af hanen afgives et meldetryk, som tilbageføres til en hydraulisk indikatorenhed i betjeningsstationen.

Dette forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der ved skematiske snitbilleder og et tilhø-25 rende diagram viser en indretning ifølge opfindelsen.

Den viste punkterede tværlinie a viser jordniveauet, under hvilket der er monteret en stophane med hanespindel 2, der er udformet med en tandkrans 4. Denne samvirker med en fortanding 6 på et gliderlegeme 8, der ved enderne udgør 30 stempeldele 10 samvirkende med respektive cylinderdele 12 og 14, der er kraftigt fastholdt til et fælles, ikke vist underlag. De to cylinderdele 12 og 14 har et topstykke 16, hvori der er udformet en central indboring 18 og en dermed forbundet gennembrydningskanal 20. Desuden har disse topstykker en 35 gennembrydningskanal 22 uden for centralboringen 18.

På enderne af stempeldelene 10 er udformet en udstående stempeltap 24, der passer i de respektive centralboringer 18.

Gliderlegemet 8 er vist beliggende i en venstreskudt position, med mulighed for udførelse af en forskydning mod 3 DK 171282 B1 højre svarende til hvad der er nødvendigt for drejning af spindelen 2 gennem 90°, dvs. for betjening af stophanen mellem åben og lukket stilling.

De to kanaler 20 og 22 ved hver ende af systemet er for-5 bundet til en fælles hydraulikledning, henholdsvis 26 og 28, der er forbundet til en omstillelig hydraulikventilenhed 30 oppe i fortovsskabet. Gennem denne enhed kan disse ledninger forbindes på omskiftelig måde til henholdsvis tryksiden af en hydraulikpumpe 32 med sugereservoir 34 og samme eller for-10 trinsvis et separat modtagereservoir 36. Det vil ses, at man i den viste situation således kan starte pumpen 32 for opnåelse af, at gliderlegemet 8 trykkes over mod højre for omstilling af stophanen, medens det efterfølgende er muligt, efter omstilling af ventilenheden 30, at fremkalde en tilba-15 gestilling af hanen.

Ved begge ender af cylindersystemet er der imellem tilslutningerne til kanalerne 20 og 22 anbragt en kontraventil 38, som tillader indstrømning af hydraulikvæske fra ledningerne 26 og 28 til kanalerne 22, men hindrer afstrømning den 20 modsatte vej, og kanalerne 22 er på stopsiden af disse kontraventiler forbundet gennem respektive ledninger 40 og 42 til en separat afdeling af omstillingsenheden 30, gennem hvilken disse ledninger er vekselvis forbindelige til henholdsvis den ene og den anden af ledninger 44 og 46, der fø-25 rer til et i fortovsskabet anbragt indikatorelement 48, henholdsvis til et dermed forbundet modtagereservoir 50.

Indikatorenheden 48 har en cylinderdel 52, hvori der er indlejret en glider 54, som kan skubbes fra side til side ved indledning af trykvæske gennem de respektive ledninger 44 og 30 46. Glideren 54 er ved et midterområde udformet med en ind snævring 56, som kan samvirke med den ene eller den anden af to fjederbelastede kugler 58, der er forbundet med respektive udragende armdele 60, der yderst har en udragende del 62, som klart vil indikere visuelt, om glideren 54 står i den ene el-35 ler den anden yderstilling, alt efter om den udragende del 60,62 er mere eller mindre udragende fra enheden 48.

Hvis det antages, at hanen står i åben stilling og ønskes lukket behøver man blot at starte pumpen 32, hvorved der gennem ledningen 26 sendes trykvæske gennem kanalerne 20 og 22 4 DK 171282 B1 til hele cylinderrummet i venstre cylinderdel 12. I styreventilen 30 vil der være aflukket for afstrømning af trykvæske gennem ledningen 40. Der kan herved udøves et meget stort åbnemoment på hanespindelen 2, således at det kan påregnes, at 5 selv den mest fastgroede hane vil kunne omstilles. Det vil altså kun være helt undtagelsesvis, at det kan blive nødvendigt at opgrave en hane for reparation eller udskiftning.

Under omstillingen af gliderlegemet 8 vil hydraulikvæsken i højre cylinderkammer 14 kunne undvige gennem den centrale 10 kanal 20 og ledningen 28 tilbage til tanken 36. Dette kan ske uden væsentlig modstand, medens en afstrømning gennem kanalen 22 til forbindelsesledningen 42,44 til indikatoren 48 vil møde modstand derved, at indikatorglideren 54 er udsat for en låsevirkning ved opholdet af kuglen 58 i rillen 56.

15 Mod slutningen af omstillingsbevægelsen vil imidlertid centralboringen 18 blive afspærret af stempeltapdelen 24, hvorved det kun vil være væsken i rummet 18, der til sidst kan undslippe til tanken 36, medens væsken i det omgivende rum tvangsudpresses til ledningen 42,44 og dermed fremkalder 20 en omstilling af indikatorglideren 54. Længden af stempeltappen 24 er således afpasset, at der ved slutvandringen af glideren 8 netop vil udtrykkes så megen væske, at der udføres en sikker omstilling af indikatorglideren, idet væsken ved dennes anden ende undviger gennem ledningen 46 til tanken 50.

25 Der opnås således en klart synlig indikation af den fuld førte haneomstilling ved at armdelene 60 og 62 skifter position mellem den mere og den mindre udragende stilling, og denne indikation vil først fremkomme under de allersidste få graders drejning af hanespindelen 2.

30 På baggrund af de viste diagramblokke i omstillingsventi len 30 vil det ikke her kræve nogen yderligere forklaring, at en efterfølgende genåbning af hanen vil foregå på ganske samme måde, blot med omstillet ventil 30. Det er ganske væsentligt, at indikatorens kvittering for genopnået fuld åb-35 ning først fremkommer ved den faktiske etablering af den fulde åbning; en vidtgående og for så vidt tilstrækkelig åbning kunne udmærket detekteres allerede ved genfremkomsten af det varme vand til strækningen bag ventilen, men på grund af den særlige hanekonstruktion vil det normalt være ødelæggende 5 DK 171282 B1 for hanen, om den ikke tilbagestilles til fuld åbning under alle omstændigheder.

Det vil være naturligt, at man efter hver anvendelse af indretningen eller i hvert fald efter enhver åbne/lukkeope-5 ration opsamler og bortskaffer den hydraulikvæske, der er opfanget i tankene 36 og 50 og erstatter denne 'gamle' væske med ny væske tilført til tanken 34.

Opfindelsen vil ikke være begrænset til den viste udførelsesform, og da især ikke med hensyn til den måde, hvorpå 10 man opnår selve indikationen af omstillingen. Ligeledes kan indretningen af arbejdscylinderen modificeres for opnåelse af, at det tryk, der omstiller indikatoren, først fremkommer i den allersidste fase af haneomstillingen.

15 20 25 1 35

Claims (3)

1. Servoopereret stopventilinstallation, navnlig til brug i underjordiske røranlæg såsom fjernvarmeanlæg, omfattende en 5 ventil med en hydraulisk omstillingsmotor og en tilhørende betjeningsstation, som er anbragt på et let tilgængeligt sted i afstand fra ventilen, hvilken installation omfatter indike-ringsorganer (48) til fjernkontrol af, at ventilen indtager henholdsvis en fuldt åben eller en fuldt lukket stilling, 10 kendetegnet ved, at omstillingsmotoren er en dob-beltvirkende cylinderenhed (16) med en stempelstang (8), som er drivforbundet med ventilens betjeningsdel (2,4) til drejning af denne til fuld åbning og lukning af ventilen ved hydraulisk bundtrykning af cylinderenhedens stempel (10) i hen-15 holdsvis den ene og den anden retning, og at indikeringsorga-nerne (48) er indrettet til at omstilles i afhængighed af, at stemplet (10) under den sidste del af sin omstillingsbevægelse fremkalder en afspærring af den hydrauliske returstrømning (28) og en følgende tvangsudtrykning af den resterende, af-20 spærrede hydraulikvæske (18) til omstilling af indikeringsor-ganerne (48).

2. Installation ifølge krav 1, kendetegnet ved, at stemplet er udført som en fristempelblok (10), hvis modstående ender er optaget i respektive cylinderhoveddele 25 (12,14), og at den hydrauliske driv- og returforbindelse (26,28) til disse er ført gennem lokale cylinderboringer (20) i de indre endeflader af cylinderhoveddelene, idet stempelblokken ved begge ender har en udstående tapdel (24) , som ved bevægelse ind mod den tilhørende cylinderboring tillukker 30 denne i en stilling af stemplet, hvorfra stemplet er slutbe-vægeligt gennem et volumen, som indeholder netop så megen hydraulikvæske, som er påkrævet for korrekt omstilling af indiker ingsorganerne.

3. Installation ifølge krav 1, kendetegnet ved, 35 at indikeringsorganerne udgøres af en hydraulisk aktiveret glider (54) forsynet med mekaniske følere (60,62) til visning af gliderstillingen.