FI62890B - Slussanordning - Google Patents

Description

[55r*l [βΐ /njKUULUTUfjULKAISU /ο λλλ

WjH cl"J ' ' UTLÄOON I NOtSKRI FT 04 o y U

(45) Fa tr-rt eeddolat ^ ^ (51) K».ik.3/hK.a.3 E 05 F 11/54 SUOMI—FINLAND pi) νιη«*ιι*ιμ«ιι-ν««ιι^ 7903^6 (22) H*k*mJ*pt»vl—AiwMt»lAf*da| 02.02.79 ' * (23) Aflwpttvt»CIWgl«M>dag 02.02.79 (41) Tullut (ulkMul — Bltvlt off«KH| 03.00.80 <xh «,!««tr*m <“> 30.11.82 (32)(33)(31) Fyy4«ttjr twoHcn»' 1||W prtorK* (71) Oy Värtsilä Ab, Värtsilä, FI; Pitkänsillanranta 1, 00530 Helsinki 53, Suomi-Finland(FI) (72) Pentti Soininen, Vantaa, Olle Henrichson, Helsinki, Suomi-Finland(FI) (5*0 Sulkujärjestelmä - Slussanordning

Keksinnön kohteena on toisistaan eristettyjä tiloja yhdistävän läpiviennin sulkujärjestelmä, joka käsittää sulkuyksikön, jossa on kaksi kulkuaukkoa, joista yksi johtaa yhteen ja toinen toiseen mainituista tiloista ja joissa kummassakin on salpamekanismilla varustettu ovi, sekä käyttöjärjestelmän ovien avaamiseksi ja sulkemiseksi, joka käyttöjärjestelmä käsittää kumpaakin ovea varten voimansiirtoyksikön, joka on järjestetty vaikuttamaan erikseen oven kääntömekanismiin ja oven salpamekanismiin, ja jossa käyttöjärjestelmässä on useita käyttö-elimillä varustettuja oven käyttöpisteitä, jolloin käyttöjärjestelmä on mekaanisesti siten rakennettu ja pakko-ohjattu, että käyttöjärjestelmän toiminnot jomman kumman oven avaamisessa tai sulkemisessa, voivat tapahtua vain tietyssä järjestyksessä, toisen oven toimintamekanismien ollessa tällöin mekaanisesti lukittuna kiinniasentoon.

Henkilösulkuja käytetään useissa eri käyttökohteissa. Eräs vaativa käyttötarkoitus on henkilöliikenteen järjestäminen ydinvoimalan reaktorirakennuksen painesuoja-kuoren sisä- ja ulkotilan välillä laitoksen käytön aikana. Onnettomuustapauksessa sulun on taattava turvallinen 62890 2 ulospääsy reaktorirakennuksesta. Tiukkojen turvallisuudelle ja sulun toiminnan luotettavuudelle asetettujen vaatimusten johdosta tunnetut henkilösulut ovat muodostuneet monimutkaisiksi ja siten myös kalliiksi. Tästä huolimatta ei virhekäyttömahdollisuuksia ole kyetty riittävästi eliminoimaan.

Keksinnön tarkoituksena on luoda henkilösulku, josta tunnettujen ratkaisujen haitat on eliminoitu ja jossa erityistä huomiota on kiinnitetty toiminnan varmuuteen, käytön selkeyteen, turvallisuuteen sekä virhekäyttömahdollisuuksien eliminoimiseen. Keksintö on tunnettu siitä, että yhdysakseli yhdistää molempien ovien voimansiirtoyksiköt ja että voiman-siirtoyksiköt käsittävät tappi/ura-mekanismin, jossa kiinteän akselin ympäri pyöritettävä, ohjaustapeilla tai vastaavilla varustettu voimansiirtoelin vaikuttaa joukkoon uraohjaimia ovien eri toimintojen aikaansaamiseksi, ja että mainitut käyttöpisteiden käyttöelimet suoraan tai mainitun yhdysakselin kautta on kytketty voimansiirtoyksikölhin ja että mainitut toiminnot voidaan suorittaa erikseen tai kukin vuorollaan kummallekin ovelle mistä käyttöpisteestä tahansa. Tälläinen sulkujärjestelmän rakenne mahdollistaa yksinkertaisen ja luotettavan toiminnan. Koska ovien voimansiirtoyksiköt on yhdysakselilla kytketty toisiinsa, ovia voidaan käyttää kaikista käyttöpisteistä. Koska toisaalta voidaan vaikuttaa vain yhden oven toimintamekanismeihin kerrallaan, käyttöjärjestelmän toiminnot eivät joudu ristiriitaan keskenään. Huomattakoon, että kiinniasennolla tarkoitetaan elinten ja mekanismien sitä asentoa, joka vastaa oven, salvan tms. manipuloitavan yksikön kiinniasentoa. Lisäksi on ovi käsitettävä laajasti koskemaan myös suljettavia luukkuja yms.

3 62890

Eräässä edullisessa sovellutusouodossa käyttöjärjestelmään kuuluu kumpaankin voimansiirtoyksikköä kohden käyttöakseli kutakin ohjaustoimintaa varten, jolloin nämä käyttöakselit on varustettu uraohjaimilla, joista kukin on siten järjestetty, että yksi ohjaustapeista tai vastaavista vaikuttaa siihen halutun ohjaustoiminnon aikaansaamiseksi. Näin kullakin käyttöjärjestelmän toiminnolla on jokaisessa voimansiirtoyksikössä oma tappi-uraohjain-mekanismi. Uraohjain voidaan pitää kiinniasennossa varustamalla pyöritettävä voimansiirtoelin ohjainlevyillä, jotka estävät uraohjaimia siirtymästä pois kiinniasennosta.

Turvallisuuden parantamiseksi ja voitelun järjestämiseksi pyöritettävä voimansiirtoelin on edullista ympäröidä kotelolla. Tämä kotelo voidaan varustaa kiinteillä ohjaus-pinnoilla uraohjainten kääntymisvapauden rajoittamiseksi. Siten uraohjaimet ovat pakko-ohjatut sekä käyttö- että lepotilassa, mikä edistää käyttöjärjestelmän luotettavuutta ja eliminoi tehokkaasti virhekäyttömahdollisuudet.

Koska mainitut voimansiirtoyksiköt on kytketty toisiinsa akselilla, ovien käyttöjärjestelmän toimintojen tulee mieluimmin toteutua yhden voimansiirtoelimen edestakaisen kierroksen aikana. Siten pyöritettävän voimansiirtoelimen toimintavapaus voi olla noin 360°, josta varataan pääasiallisesti yhtä suuret ohjausalueet, sopivimmin noin 180°, kummallekin ovelle. Tällöin voimansiirtoyksikköjen voimansiirto- ja ohjauselimet on edullista järjestää siten, että ovessa suoritettavat ohjaustoiminnot aikaansaadaan pääasiallisesti peräkkäin näille varatulla ohjausalueella pyöritettävää voimansiirtoelintä kierrettäessä ja että siirryttäessä toisen oven ohJausalueelle ensiksi mainitun oven voimansiirto- ja ohjauselimet on mekaanisesti lukittu kiinniasentoon.

» 62890 Käyttöjärjestelmän toimintojen joutumista ristiriitaan keskenään voidaan edellä esitetyn ohella ehkäistä siten, että käyttöelimien toiminta järjestetään sopivimmin liikkeenrajoittimia käyttämällä siten, että kunkin oven avaamiseen liittyviä käyttöjärjestelmän toimintoja voi välittömästi seurata vain kyseisen oven sulkemiseen liittyvät toiminnot.

Siltä varalta, että oven avautumisen tai sulkeutumisen tielle tulee jokin este, oven kääntömekanismi edullisesti varustetaan mekaanisella ylikuormitussuoJalla, joka kytkee oven kääntömekanismin pois toiminnasta tietyn suuruisen vastustavan voiman vaikuttaessa oveen avaamisen tai sulkemisen aikana.

Keksintöä selostetaan seuravassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa - kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen sulkujärjes telmän sulkuyksikköä läpikulkusuunnassa katsottuna, - kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta II-II, kuviot 3 ja 4 esittävät kaaviollisesti voimansiirto-yksikön rakennetta eri toiminta-asennoissa, kuvio 5 esittää erästä voimansiirtoyksikön sovel-lusmuotoa kuvion 3 leikkauksena V-V, - kuvio 6 esittää kaaviollisesti oven kääntö-mekanismia, - kuvio 7 esittää kaaviollisesti oven salpamekanismia, - kuvio 8 esittää kaaviollisesti sulkujärjestelmän paineentasausventtiilin käyttömekanismia.

5 62890

Piirustuksessa tarkoittaa viitenumero 1 sulkiitilayksikköä, joka mahdollistaa läpikulun kahden toisistaan eristetyn tilan välillä. Itse eristys voi olla esimerkiksi ydinvoimalan suojakuori 15, johon mainittu sulkutilayksikkö kiinnitetään esimerkiksi hitsaamalla, kuten kuviossa 2 on esitetty. Erityisesti vaarallisissa käyttökohteissa yksikön perusmateriaalina on sopivimmin teräs.

Sulkutilayksikkö 1 on molemmista päistään varustettu ovella 2, joka on saranapalkkien 3 ja saranoiden 4 avulla kääntyvästi asennettu sulkutilayksikön kuoriosaan. Molemmilla ovilla 2 on oma voimansiirtoyksikkö 6, joka välittää ohjausliikkeet käyttöpyörästä 8 paineen-, tasausventtiilille 7, oven salpamekanismille Π ja oven kääntömekanismille 5. Voimansiirtoyksiköt 6 on yhdistetty keskenään yhdysakselilla 9 siten, että mistä tahansa käyttöpisteestä on mahdollista suorittaa mainitut ohjaus-liikkeet kummallekin ovelle. Kuitenkin toiminnot on turvallisuussyistä järjestetty tapahtuvaksi vain yhdessä päässä sulkutilayksikköä 1 kerrallaan. Salpaa varten sulkutilayksikössä on lukituslaite 10. Ovet voidaan haluttaessa varustaa tarkastusikkunalla 14. Käyttöjärjestelmän toimintojen ohjaamiseksi sähköisesti sulkutilayksikkö 1 on lisäksi varustettu sähköisillä ohjausyksiköillä 12 ja sähkömoottorilla 13· Siten käyttöjärjestelmän ohjaus voidaan vaihtoehtoisesti suorittaa joko mekaanisesti käyt-töpyörillä 8 tai sähköisesti ohjausyksiköllä 12. Luonnollisesti kysymykseen voivat tulla myös hydrauliikkaa tai pneumatiikkaan perustuvat käyttöjärjestelmän ohjaus-ratkaisut.

Voimansiirtoyksikön rakenne ja toimintaperiaatteet käyvät ilmi kuvista 3, 4 ja 5. Voimansiirtoyksikkö 6 on varustettu kahdella toisiinsa yhdistetyllä akselitapilla 16 ja 17, joista toinen on kytketty käyttöpyörään 8 ja toinen yhdysakseliin 9· Akseli tappien 16 ja 17, Jotka muodostavat voimansiirtoyksikön 6 pääakselin, pyörimisliike voidaan . 62890

O

aikaansaada siis joko suoraan käyttöpyörästä 8 tai sähkömoottorilla 13 esimerkiksi käyttäen apuna sopivaa kytkintä ja kiilahihnavälitystä. Pyörimisliike välitetään kierukkavaihteiston 17', 18 ja hammaspyörän 19 avulla edelleen akseliin 21 kiinnitetylle suurelle hammaspyörälle 20, joka on varustettu ohjaustapeille 22, 23 ja 24. Voiman-siirtoyksikössä on myös akseli tappeihin 25, 26 ja 27 kiinnitetyt uraohjaimet 28, 29 ja 30. Nämä uraohjaimet akselitappeineen on järjestetty käännettäväksi ohjaus-tappien 22,23 Ja 24 avulla hammaspyörää 20 kierrettäessä. Ohjausliikkeet välitetään edelleen oven kääntö-mekanismille 5 akselitapilla 25, salpamekanismille 11 akseli-tapilla 26 ja paineentasausventtiilille 7 akselitapilla 27. Kyseiset ohjaustapit 22, 23 ja 24 sekä näitä vastaavat ura-ohjaimet 28, 29 ja 30 akselitappeineen 25, 26 ja 27 on keskenään sijoitettu siten, että ohjausliikkeiden välitys kullekin mainituista toimintamekanismeista tapahtuu pääasiallisesti yksi kerrallaan.

Uraohjainten kääntymisvapaus on rajoitettu vastinpinnoilla 37 ja 38 (uraohjaimelle 28), 39 ja 40 (uraohjaimelle 29) sekä 41 ja 42 (uraohjaimelle 30). Lisäksi voimansiirtoyksikössä 6 on ohjauslevyt 31, 32 j 33, Joiden tarkoituksena on varmistaa kunkin uraohjaimen pysyminen paikallaan ennen ja jälkeen varsinaisen ohjausliikkeen. Tätä varten ura-ohjaimessa 29 on ohjauspinnat 43 ja 44 ja uraohjaimessa 30 ohjauspinnat 45 ja 46. Oven kääntömekanismia 5 käyttävän uraohjaimen 28 pysyminen paikallaan on edellisistä poiketen Järjestetty vapaasti pyörivän ohjausrullan 47 avulla kitkan aiheuttaman kulumisen vähentämiseksi. Jotta mainitut ohjauslevyt eivät estäisi uraohjainten kääntämisen ohjaustapeilla, näissä ohjauslevyissä on kehäkolot 34, 35 ja 36, jotka on järjestetty ohjaustappien kohdalle.

Kuviossa 6, 7 Ja 8 on esitetty kaaviollisesti oven 2 käyttö-mekanismi 5, salpamekanismi 11 Ja paineentasausventtiilin 7 käyttömekanismi. Kuvion 6 mukaisesti akselitappiin 25 on yhdistetty kääntövipu 48. Tämä on yhdystangoilla 49 7 62890 yhdistetty kääntövipuun 50, Joka puolestaan kääntää ovea 2 kannattavaa saranapalkkia 3 akselin 58 ympäri. Kuvion 7 mukaisesti oven salpaamiseksi ja salpauksen avaamiseksi akselitappiin 26 on yhdistetty vipu 51, joka työntötangon 52 avulla siirtää aksiaalisesti salpaa 57. Venttiilin 7 toiminnan ohjaamista varten akselitappiin 27 on kuviossa 8 esitetyllä tavalla yhdistetty vipu 53, joka työntötangon 54 ja vivun 55 avulla kääntää venttiilin 7 karaa 56.

Ovien käyttöjärjestelmä on suunniteltu siten, että toiminnot voivat tapahtua vain sulkutilayksikön yhdessä päässä kerrallaan. Koska ovien voimansiirtoykslköt on yhdistetty keskenään yhdysakselllla ja koska ovia on voitava käyttää mistä tahansa käyttöpisteestä (vrt. käyttö-pyörät 8), ohjaustapoina varustetun hammaspyörän 20 toimintavapaus eli kiertymiskulma on rajoitettu 360° (käytännössä hieman alle), jotta toiminnat joutuisi ristiriitaan keskenään. Tästä hammaspyörän 20 toiminta-vapausalueesta on varattu yhtä suuret ohjausalueet eli n. 180° sulkutilayksikön kummassakin päässä tapahtuvia käyttöjärjestelmän toimintoja varten. Tämä tarkoittaa, että mainitut uraohjaimet sijoitetaan ja niiden kiertäminen mainittujen ohjaustappien avulla tapahtuu kumpaakin ovea varten oman 180° sektorin puitteissa. Ovea avattaessa toiminnot on järjestetty tapahtuvaksi Järjestyksessä: paineen tasaus avaamalla paineentasausventtlili 7, oven salpamekanismin 11 avaus, oven auklkääntäminen kääntö-mekanismilla 5. Tämä tapahtuu siis hammaspyörän 20 kiertyessä noin 180°. Jotta tällöin ei jouduttaisi sulkutilayksikön toisen pään toimintojen ohjausalueelle, sopivia mekanismeja, esimerkiksi liikkeenraJoittimia, käyttämällä hammaspyörää 20 estetään kiertymästä edelleen. Siten avaavla toimintoja voi seurata vain sulkutilayksikön samassa päässä tapahtuvat sulkevat toiminnot, mutta luonnollisesti edellä lueteltuun nähden käänteisessä järjestyksessä. Koko tämän ajan sulkutilayksikön toisen pään toimintamekanismit on pakko-ohjattu kiinniasentoon aiemmin 8 62890 mainittujen voimansiirtoyksikköön 6 kuuluvien ohjauslevyjen 31, 32 ja 33 avulla.

Käytännössä toimintojen ei tarvitse tapahtua täysin yksi kerrallaan, vaan käyttömekanismit voivat toimia jonkin verran keskenään limittäin. Tämä on mahdollista siitä syystä, että ääriasentoja lähestyttäessä jäljellä oleva liikematka lähenee nollaa, koska ohjaustappi-ura-ohjain-mekanismin välityssuhde lähenee ääretöntä. Siten voimansiirtoyksikön hammaspyörän 20 kiertymisvapaudesta voidaan kumpaakin ohjausaluetta kohti varata 90° oven kääntöliikettä varten, 60° salpaa varten ja 60° venttii-litoimintojen aikaansaamista varten. Jos tällöin oven ja salvan toiminta-alueet limitetään esimerkiksi 15° ja salvan ja venttiilin toiminta-alueet vastaavasti 20°, kummastakin ohjausalueesta jää 5° vapaa-alueeksi ohjausalueiden väliin. Sopiviksi uraohjainten kääntökulmiksi voidaan valita oven uraohjaimelle 28 90°» salpamekanismin ura- ohjaimelle 29 120° ja venttiilin 7 uraohjaimelle 30 120°.

Käyttöjärjestelmään voidaan sisällyttää myös tiettyjä lisäpiirteitä, esimerkiksi eri käyttöpisteille voidaan määrittää erilaiset keskinäiset etuoikeudet. Oven kääntömekanismi voidaan varustaa ylikuormitus-suojalla, Joka mekaanisesti voi kytkeä oven kääntö- mekanismin pois toiminnasta. Myös voidaan järjestää esimerkiksi tavarankuljetusta varten mahdollisuus avata molemmat ovet samanaikaisesti. Tämä voi tapahtua esimerkiksi siten, että "ulko"-oven avaamisen Jälkeen ko. oven kääntö-mekanismin ylikuormitussuoja kytketään toimintaan erikois-työkalulla, Jolloin ovi kääntyy vapaasti. Tämän jälkeen '»sisä"-ovi avataan käyttöpyörää kiertämällä. Ovien sulkeminen tapahtuu vastakkaisessa Järjestyksessä.

Keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin sovellutus-muotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

9 62890

1. Toisistaan eristettyjä tiloja yhdistävän läpiviennin sul kujärjestelmä, joka käsittää sulkuyksikön (1), jossa on kaksi kulkuaukkoa, joista yksi johtaa yhteen ja toinen toiseen mainituista tiloista ja joissa kummassakin on salpame-kanismilla (11) varustettu ovi (2), sekä käyttöjärjestelmän ovien (2) avaamiseksi ja sulkemiseksi, joka käyttöjärjestelmä käsittää kumpaakin ovea varten voiman- siirtoyksikön (6), joka on järjestetty vaikuttamaan erikseen oven kääntömekanismiin (5) ja oven salpamekanismiin (11), ja jossa käyttöjärjestelmässä on useita käyttöelimillä varustettuja oven käyttöpisteitä, jolloin käyttöjärjestelmä on mekaanisesti siten rakennettu ja pakko-ohjattu, että käyttöjärjestelmän toiminnot jomman kumman oven (2) avaamisessa tai sulkemisessa voivat tapahtua vain tietyssä järjestyksessä, toisen oven toimintamekanismien ollessa tällöin mekaanisesti lukittuna kiinniasentoon, tunnettu siitä, että yhdysakseli (9) yhdistää molempien ovien voiroansiirtoyksiköt (6) ja että voimansiir-toyksiköt (6) käsittävät tappi/ura-mekanismin, jossa kiinteän akselin (21) ympäri pyöritettävä, ohjaustapeilla (22-24) tai vastaavilla varustettu voimansiirtoelin (20) vaikuttaa joukkoon uraohjaimia ovien (2) eri toimintojen aikaansaamiseksi, ja että mainitut käyttöpisteiden käyt-töeliraet suoraan tai mainitun yhdysakselin (9) kautta on kytketty voimansiirtoyksiköihin (6), ja että mainitut toiminnot voidaan suorittaa erikseen tai kukin vuorollaan kummallekin ovelle mistä käyttöpisteestä tahansa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkujärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittuun käyttöjärjestelmään kuuluu kumpaakin voimansiirtoyksikköä (6) kohden käyttöakseli (25-27) kutakin ohjaustoimintoa varten ja että nämä käyttöak-selit on varustettu uraohjaimilla (28-30), joista kukin on siten järjestetty, että yksi mainituista ohjaustapeista (22- 24. tai vastaavista vaikuttaa siihen halutun ohjaustoiminnon aikaansaamiseksi. 62890 10

3· Patenttivaatimuksen 2 mukainen sulkujärjestelmä, tunnettu siitä, että uraohjaimien (28-30) pitämiseksi kiinniasennossa on pyöritettävä voimansiirtoelin (20) varustettu ohjauslevyillä (31-33), jotka estävät uraohjaimia (28-30) siirtymästä pois kiinniasennostaan.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sulkujärjestelmä, tunnettu siitä, että pyöritettävä voimansiirtoelin (20) on ympäröity kotelolla ja että uraohjaimien (28-30) kääntymisvapauden rajoittamiseksi kyseinen kotelo on varustettu kiinteillä ohjauspinnoilla (37-42).

5. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen sulku-järjestelmä, tunnettu siitä, että pyöritettävän voimansiirtoelimen (20) toimintavapaus on noin 360°, josta on varattu pääasiallisesti yhtä suuri ohjausalue kummallekin ovelle (2), että voimansiirtoyksikköjen (6) voimansiirto-ja ohjauselimet on järjestetty siten, että ovessa (2) suoritettavat ohjaustoiminnot aikaansaadaan pääasiallisesti peräkkäin näille liikkeille varatulla ohjausalueella pyöritettävää voimansiirtoelintä (20) kierrettäessä, ja että siirryttäessä toisen oven ohjausalueelle ensiksi mainitun oven voimansiirto-ja ohjauselimet on mekaanisesti lukittu ki inniasentoon.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sulkujärjestelmä, tunnettu siitä, että käyttöjärjestelmä on järjestetty sopivimmin liikkeenrajoittimia käyttämällä siten, että kunkin oven (2) avaamiseen liittyviä käyttöjärjestelmän toimintoja voi välittömästi seurata vain kyseisen oven sulkemiseen liittyvät toiminnot.

7. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen sulkujärjestelmä, tunnettu siitä, että oven kääntömekanismi (5) on varustettu mekaanisella ylikuormitussuojalla, joka on järjestetty kytkemään oven kääntömekanismin (5) pois toiminnasta tietyn suuruisen vastustavan voiman vaikuttaessa oveen (2) sen avaamisen tai sulkemisen aikana. PATEMTKRAV 11 62890