DK174541B1 - Anordning til afspærring af strømmende medier - Google Patents

Description

1 DK 174541 B1

Opfindelsen vedrører en anordning til afspærring af strømmende medier af arten angivet i krav 1's indledende del.

Fra EP 0 085 915 B1 er det kendt at foretage afspærring i et rør ved at en bold 5 fyldes, når røret skal lukkes. Metoden er uhensigtsmæssig ved at bolden i åben I tilstand blokerer for en del af mediestremmen. Samtidig vil bolden hvis den | udsættes for større tryk deformeres af trykket, og ved stigende tryk kan bolden deformeres så ventilen delvis åbner.

ίο DK 7144 beskriver en ventilanordning med et ventilsæde, på hvilket der er anbragt en væskering, d.v.s. en ringformet og hul lukket beholder af gummi eller andet elastisk stof, som er fyldt med en væske. Væskeringen skal forsegle ventilsædet, hvilket sker når ventillegemet mekanisk hviler oven på ringen, der så vil slutte tæt. Ventilanordningens brug forudsætter imidlertid et kendt og 15 veldefineret miljø.

DE 37 01 011 A1 beskriver en ventilanordning med et ventilelement bestående af en dom omgivet af et elastisk pakningselement, der nedsænkes i hovedrøret.

Det elastiske pakningselement består af et elastisk materiale, fx gummi, og den 20 tætnende forsegling sker derved, at der på ventildornens top udøves et mekanisk tryk, så det elastiske pakningselement presses sammen. Det deformeres let og slutter tæt mod hovedrørets indre profil. Den beskrevne ventilanordning er anvendt i en gasledning, og det er tvivlsomt om det elastiske pakningselement bestående af elastisk materiale vil kunne slutte tilstrækkeligt 25 tæt i rør, hvor der befinder sig faste partikelurenheder som sand og sten.

Formålet med opfindelsen er at angive en anordning til effektiv afspærring af strømmende medier, som tillader indhold af større eller mindre fremmedlegemer i mediet, og således at indhold af fremmedlegemer ikke fører til beskadigelse af 30 ventilen.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved det der er angivet i krav 1’s kendetegnende del, nemlig ved at det elastiske pakningselement er forsynet med et udstrakt hulrum, som indeholder et indespærret medie, hvilket medie i 2 DK 174541 B1 den lukkede stilling har et tryk lig med eller højere end trykket i det strømmende medie.

i i

Ved afspærringsanordningen opnås, at ved åben ventilstilling sker der 5 tilnærmelsesvis uhindret medie gennemstrømning. Ved ventil afspærring vil pakningselementet ved sin udvidelse tilpasse sig den indvendige overflade på rør eller kanal. Dermed stilles der ikke væsentlige krav til nøjagtighed, og røret eller kanalen kan fremstilles af billige materialer. Ved at ventil elementet i åben tilstand er anbragt i en forgrening til rør eller kanal kan hele ventilen opbygges i ίο et T-rør. Dermed kan ventilen anvendes til stort set alle medier, for kravene til T-røret er de samme som til resten af systemet. Ved at hele ventilen er anbragt i en forgrening, som kan være vinkelret på mediestrømmen eller være anbragt i en vinkel til mediestrømmen, kan der udføres service på ventilen uden adskillelse af rør eller kanal.

15

Ved at ventil elementets dorn er omgivet af et elastisk pakningselement af fleksibelt materiale, som bringes til at ekspandere i kontrollerede retninger når ventil elementet aktiveres, opnås, at ventil elementet kan bevæges fra rørets eller kanalens forgrening ind i mediestrømmen med meget lille friktion. Først når 20 ventil elementet nærmer sig lukkestillingen, udvider pakningselementet sig og lukker mod rørets eller kanalens indvendige overflader.

På fordelagtig vis tilpasser pakningselementet ved sin udvidelse sig den indre form af rør eller kanal. Herved opnås, at der ikke stilles specielle krav til den 25 indre overflade nøjagtighed i rør eller kanal. Der bliver dermed valgfrihed til anvendelse af materialer. Ventilen bliver således egnet til anvendelse i rør eller kanaler udført i beton, eller andre materialer med stor overflade ruhed.

' Opfindelsen har yderligere den fordel, at pakningselementet ved sin udvidelse 30 kan omslutte større faste partikler i mediet og foretage uhindret afspærring af mediestrømmen· Herved opnås, at ventilen med fordel kan anvendes til snavsede medier. Spildevand eller rå-olie indeholder større eller mindre partikler.

Det generer ikke når denne afspærringsanordning anvendes til afspærring.

3 DK 174541 B1

Pakningselementet kan trykke mod forurenende partikler, og omslutte disse således at der opnås total afspærring. En anden fordel ved opfindelsen er, at ventilen ikke beskadiges fordi den er delvist blokeret af et større fremmedlegeme.

5 I opfindelsens enkleste form er ventil elementet dannet af en ventildom som det hule eller fleksible pakningselement omgiver på anlægsfladerne.

Pakningselementet indeholder et medie, og trykkes delvist sammen ved anslag mod modsat side af rør eller kanal, hvorved trykstigning i mediet eller tryk på det ίο fleksible pakningselement, fører til udvidelse af pakningselementet som dermed tilpasser sig den indvendige side af rør eller kanal. Herved opnås at der kun skal ske en bevægelse af ventildornen mod anlægsfladen, og trykket mod anlægsfladen bestemmer hvor hårdt pakningselementet skal trykke mod rørets eller kanalens indre overflader. Dermed kan ventildomen fremstilles uden is bevægelige dele.

Opfindelsen kan også udføres ved, at pakningselementet bringes til at ekspandere ved at et medie pumpes fra et volumen i dornens indre ud i det hule pakningselment. Herved opnås, at ventildornen ikke behøver anslag mod 20 modsat side af rør eller kanal, men kan bevæges til maksimal indtrængning inden pakningselementet udvides. Derved foregår udvidelsen af pakningselementet samtidigt i alle retninger. Ved at pumpe medie ud i pakningselementet kan trykket, som der ydes mod indervæg i rør eller kanal tilpasses de faktiske forhold. Skal ventilen arbejde med stort tryk, kan trykket i 25 mediet øges, og tætningen sikres derved.

Med fordel udformes opfindelsen således, at dornen bringes i lukkestilling af et indre servostempel, som når ventildomen når sin bundstilling fortsætter sin vandring, og påvirker et volumen som indeholder det medie der trykkes ud i det 30 hule pakningselement. Herved opnås, at samme stempel som der anvendes til aktivering af ventildornen på sidste del af sin vandring udnyttes som pumpe.

Dermed forenkles opbygningen af ventilen, og der fjernes mulige fejlkilder som kan påvirke ventilens pålidelighed.

i 4 DK 174541 B1 I Servostemplet kan aktiveres af en motor som kan være drevet hydraulisk, i ' pneumatisk, elektrisk eller ved kombination af anførte muligheder. Herved opnås, at aktiveringen kan foregå på en måde som tilgodeser muligheder der 5 findes i forvejen. Det vil også være muligt at udføre ventilen uden risiko for gnist dannelse, da ventilen ikke nødvendigvis kræver nogen elektrisk tilslutning.

Endelig kan ventil elementets dorn på kun en del af overfladen være omgivet af et hult eller fleksibelt pakningselement, som i forbindelse med bevægelsen ind i lo mediestrømmen udvides, og derved foretager.den endelige afspærring af kanal eller rør. I denne udførelsesform er pakningselementet udformet som en hul, fleksibel torus, som på diametralt modstående, nedadvendende sider er forbundet med et U-formet rørstykke, hvor torus-delen er beregnet for tætning mod afgreningsrøret, og hvor U-røret hovedsagelig er beregnet til tætning mod t5 det langsgående rør eller kanal, hvorved kan opnås afspærring af den afgrening som rummer ventildomen når rør eller kanal er åben. Herved opnås, at ventilen samtidig med at mediestrømmen afbrydes, også lukker for forbindelse til afgreningen. Desuden opnås, at ventil elementet kun på tætningsfladerne er omgivet af pakningselement. Dermed kan udvidelsen af ventilelementet kun 20 foregå på lukkefladerne, og ventilelementet kan udføres stift på størstedelen af den overflade der i kontakt med mediet. Dermed medfører selv store trykforskelle over ventilen ingen deformation af ventilelementet.Samtidig fastholdes ventildornen i afgreningen, og de kræfter der opstår på dornen forårsaget af medietrykket afledes til afgreningens indervæg.

25 I det følgende forklares opfindelsen nærmere med henvisning til tegningerne.

Fig. 1 viser opfindelsen i et rør, og fig. 2 viser en anden udførelsesform af opfindelsen. Fig. 3,4, og 5 viser detaljeret en mulig udførelse af ventildornen.

30 I åben tilstand (fig.1) er ventildornen 1 trukket ind i afgreningen af røret 8.

Dermed sikres fri gennemstrømning gennem rør eller kanal. Hvis der kan sikres 5 DK 174541 B1 tilnærmelsesvis laminar gennemstrømning gennem røret 2 ydes der fra ventilen minimal strømningsmodstand, hvad der er en fordel ved at pumper der skal opretholde mediestrømmen kan fungere med lavere energiforbrug.

5 På fig. 2 er vist en rørledning 2 med en ventildom 1 i lukkestilling. Ventildornen 1 i er omgivet af et pakningselement 3 som kan være fyldt med et medie 4.

Ventildornen 1 aktiveres af en motor 5. Når ventildornen 1 af motoren 5 trykkes mod bunden af røret 2 stiger trykket i mediet 4 og pakningselementet 3 udvides, således at der opstår et tryk mod indervæggen af røret 2, og derved lukkes ίο mediestrømmen.

Pakningselementet 3 tilpasser sig den Indre form af røret, og unøjagtigheder udlignes. Tilsvarende vil fremmedlegemer ikke hindre afspærring af ventilen, da pakningselementet 3 omslutter selv større partikler. Dermed kan ventilen 15 anvendes til snavsede medier så som spildevand eller rå-olie.

Fig. 2 viser en anden udførelsesform af opfindelsen, hvor et medie 4 pumpes ud i det hule pakningselement 3. Mediet opholder sig delvis i et volumen 7 i ventildornens 1 indre når ventilen er åben. Når ventilen aktiveres trykker motoren 20 5 først ventildornen 1 ned i mediestrømmen. Motoren 5 fortsætter nedtrykning af et indre stempel 6 således at volumet 7, som indeholder mediet 4 sammentrykkes og mediet 4 trykkes ud i det hule pakningselement 3.

Ved at mediet trykkes ud under tryk fra motoren 5 kan trykket i 25 pakningselementet tilpasses medie trykket. Dermed kan ventilen lukke med sikkerhed selv når der optræder højt medietryk.

Fig. 3,4 og 5 viser en yderligere udførelses form af ventildornen.

Pakningselementet 3 omgiver ventildornen 1 på tætningsfladerne.

30 Pakningselementet 3 har en krave eller torus således at ventildornen 1 også tætner mod den indre væg af afgreningen 8. Dermed kan de trykkende kræfter der optræder mod ventildomen 1 i lukket tilstand overføres til afgreningen 8.

Således reduceres belastningen af motoren 5.

Claims (5)

6 DK 174541 B1

1. Anordning til afspærring af strømmende medier i langsgående rør (2) eller kanaler, hvor afspærringen foretages af et ventilelement, som er anbragt i et afgreningsrør (8) forbundet til det langsgående rør eller kanal (2) og hvor ventilelementet består af en dorn (1) og et domen omgivende elastisk pakningselement (3) og hvor ventilelementet kan bevæges mellem en åben ίο stilling, i hvilken ventilelementet i det væsentlige befinder sig i afgreningsrøret (8) og en lukket stillling, i hvilken pakningselementet ligger an mod indersiden af afgreningsrøret (8) og langsgående rør (2) eller kanal kendetegnet ved, at det elastiske pakningselement (3) er forsynet med et udstrakt hulrum, som indeholder et indespærret medie (4), hvilket medie i den 15 lukkede stilling har et tryk lig med eller højere end det strømmende medie.

2. Anordning til afspærring i følge krav 1 kendetegnet ved, at pakningselementet 3 bringes til at ekspandere ved at mediet pumpes fra et volumen (7) i domens indre ud i det hule pakningselement (3). 20

3. Anordning til afspærring i følge krav 1-2 kendetegnet ved at dornen bringes i lukkestilling af et indre servostempel (6), som, når ventildomen (1) når sin bundstilling, fortsætter sin vandring, og påvirker et volumen (7) som indeholder det medie (4), der trykkes ud i det hule pakningselement (3). 25

4. Anordning til afspærring i følge et af kravene 1-3 kendetegnet ved at servostemplet (6) aktiveres af en motor (5) som kan være drevet hydraulisk, pneumatisk, elektrisk eller ved kombination af anførte muligheder. 30

7 DK 174541 B1

5. Anordning til afspærring i følge et af kravene 1 - 4 kendetegnet ved at pakningselementet (3) er udformet som en hul, fleksibel torus, som på diametralt modstående, nedadvendende sider er forbundet med et U-formet rørstykke, hvor torus-deten er beregnet for tætning mod afgreningsrøret (8), og 5 hvor U-røret hovedsagelig er beregnet til tætning mod det langsgående rør (2) eller kanal, hvorved kan opnås afspærring af den afgrening som rummer ventildornen (1) når rør (2) eller kanal er åben. i 10 15 20 25 30