HRPK20190875B3 - Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe - Google Patents
Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe Download PDFInfo
- Publication number
- HRPK20190875B3 HRPK20190875B3 HRP20190875AA HRP20190875A HRPK20190875B3 HR PK20190875 B3 HRPK20190875 B3 HR PK20190875B3 HR P20190875A A HRP20190875A A HR P20190875AA HR P20190875 A HRP20190875 A HR P20190875A HR PK20190875 B3 HRPK20190875 B3 HR PK20190875B3
- Authority
- HR
- Croatia
- Prior art keywords
- valve
- actuator
- axial
- sensor
- piston
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 185
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 124
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 114
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 30
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 15
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 14
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 description 18
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 17
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000010455 autoregulation Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000009123 feedback regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Check Valves (AREA)
Abstract
Predmetni izum se odnosi na aksijalni ventil modularnog koncepta za reguliranje protoka fluida i sprječavanja povratnog strujanja fluida koji se sastoji od jednodijelnog i dvodijelnog vanjskog tijela ventila (1; 99) dimenzija da se može ugraditi unutar cjevovoda koje tijelo ventila (1; 99) sadrži koaksijalno smješteni ulazni i izlazni otvor za protok fluida; središnjeg tijela ventila (2) koji je sa vanjskim tijelom ventila (1;99) povezan pomoću rebara (1.1), gdje su između vanjskog tijela ventila (1;99) i središnjeg tijela ventila (2) smješteni kanali (7) koji omogućavaju nesmetano strujanje protočnog fluida kada je navedeni aksijalni ventil u stanju otvorenosti; aktuatora (4) smještenog aksijalno unutar središnjeg tijela ventila (2; 100), koji aktuator sadrži klip aktuatora (5) i klipnjaču aktuatora (5.1) na koju je spojen regulacijski klip (6) a čijim se aksijalnim pomicanjem upravlja protokom fluida u cjevovodu ili disk (104) za sprječavanja povratnog strujanja fluida. Aksijalni ventil nadalje sadrži brtveni sustav klipnjače aktuatora (5.1) i mehanizam kontrole brtvljenja istog; i senzorskog mehanizma za signaliziranje položaja regulacijskog klipa (6) i diska nepovratnog ventila (104). Aktuator prema predmetnom izumu može biti ili hidraulički aktuator (4) ili mehanički aktuator (4) ili pneumo-hidraulički aktuator (4) ili pneumatski aktuator (4), a senzorski mehanizam može biti ili unutarnji senzorski mehanizam smješten unutar bilo kojeg od navedenih aktuatora ili vanjski senzorski mehanizam smješten izvan bilo kojeg od navedenih aktuatora, pri čemu su bilo koji od navedenih aktuatora i navedenih senzorskih mehanizama modularni i međusobno komplementarni na način da se mogu međusobno kombinirati. Aksijalni ventil je regulacijski ventil protoka ili nepovratni ventil. The present invention relates to an axial valve of modular concept for regulating fluid flow and preventing backflow of fluid consisting of a one-piece and a two-piece outer valve body (1; 99) of dimensions that can be installed inside a pipeline which the valve body (1; 99) contains coaxially located inlet and outlet for fluid flow; the central body of the valve (2) which is connected to the outer body of the valve (1; 99) by means of ribs (1.1), where channels (7) are located between the outer body of the valve (1; 99) and the central body of the valve (2) which enable smooth flowing of fluid flow when said axial valve is in the open state; an actuator (4) located axially inside the central body of the valve (2; 100), which comprises an actuator piston (5) and an actuator piston rod (5.1) to which the control piston (6) is connected and whose axial movement controls the fluid flow in the pipeline or a disc (104) for preventing fluid backflow. The axial valve further comprises an actuator connecting rod sealing system (5.1) and a sealing control mechanism thereof; and a sensor mechanism for signalling the position of the control piston (6) and the non-return valve disc (104). According to the present invention the actuator may be either a hydraulic actuator (4) or a mechanical actuator (4) or a pneumo-hydraulic actuator (4) or a pneumatic actuator (4), and the sensor mechanism may be either an internal sensor mechanism located within any of said actuators or an external sensor mechanism located outside any of said actuators, wherein any of said actuators and said sensor mechanisms are modular and mutually complementary in such a way that they can be combined with each other. An axial valve is a flow control valve or non-return valve.
Description
Područje tehnike
Predmetni izum odnosi se na aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe, jednodijelne i dvodijelne konstrukcije tijela ventila, s mogućnošću primjene aktuatora za pogon regulacijskog klipa u slučaju izvedbe različitih tipova regulacijskih, zapornih i sigurnosnih ventila ili diska u slučaju izvedbe različitih tipova nepovratnih ventila.
Prema predmetnom izumu, aktuatori mogu biti pogonjeni vanjskom energijom u obliku hidrauličnog ulja pod tlakom, komprimiranim zrakom ili nekim drugim inertnim plinom ili direktno putem protočnog fluida ili mehaničkim putem. Za realizaciju povratne upravljačke veze (eng. feedback) ventila koja se odnosi na praćenje položaja regulacijskog klipa ili diska unutar radnog hoda, ventil može biti opremljen odgovarajućim senzorskim mehanizmima u dvije varijante:
- Unutarnji senzorski mehanizam, tip INTS (Internal Sensoric, Internal Feedback System) koji je smješten u samom aktuatoru interno, ili
- Vanjski senzorski mehanizam, tip EXTS (External Sensoric, External Feedback System) koji je smješten izvan aktuatora/ventila.
Predmetni izum pripada području tehnike aksijalnih ventila kod kojih je aktuator i regulacijski ili zaporni član smješten koaksijalno u odnosu na cjevovod odnosno na smjer strujanja, tako da ga protočni fluid opstrujava u jednom smjeru (eng. uni-directional) i/ili dvosmjerno (eng. bi- directional).
Tehnički problem
Aksijalno klipni regulacijski i aksijalni nepovratni ventili najčešće se ugrađuju na cjevovod sa svrhom regulacije protoka ili u funkciji održavanja sigurnosti postrojenja od pretlaka i/ili podtlaka, ili u funkciji zaštite pumpi, kompresora i postrojenja od hidrauličnog ili povratnog tlačnog udara. Da bi ostvarili navedene funkcije, pored pouzdanog aktuatora koji omogućava pomak regulacijskog klipa ili diska u odgovarajući položaj, predmetni izum u svim izvedbama pogona mora omogućiti i pouzdano praćenje položaja regulacijskog klipa (eng. position feedback) jer je to od izuzetne važnosti za ostvarivanje preciznosti, brzine, ponovljivosti i pouzdanosti regulacije. Ovisno o zahtjevima i području primjene, pouzdana funkcija ventila mora biti osigurana u širokom rasponu temperaturnog okruženja i temperature protočnog fluida, od kriogenog područja do temperature vruće pare. Pored toga konstrukcija ventila treba biti takva da su kavitacijska oštećenja minimalna, da konstrukcija minimizira buku i vibracije uz veliku otpornost na tlačne udare i nagle promjene tlaka.
Stanje tehnike
Tehnička rješenja u stanju tehnike manje-više ograničavaju se na zaštitu specifične konstrukcije ventila obzirom na područje primjene ili jednog dijela ventila na primjer izlaznog elementa ili principa rada aktuatora ili ventila.
U stanju tehnike ne može se pronaći konstrukcija regulacijskog ventila u smislu multi- funkcionalnosti i modularnosti konstruktivnog rješenja koja bi omogućila da se u istom tijelu ventila mogu koristiti različite vrste pogona regulacijskog klipa, npr. hidraulička ili mehanička, kao i modularnost različitosti rješenja kontrole njegovog položaja. Predmetni izum kroz spomenute modularnosti postiže veliku operativnu fleksibilnost i multi-funkcionalnost u smislu pouzdanih regulacijskih, zapornih, nepovratnih ili sigurnosno-rasteretnih funkcija. Usto, predmetni izum omogućuje vrlo široko područje primjene kao što su: energetika, distribucija vode i upravljanje vodama (eng. water management), pročistači voda i postrojenja za desalinizaciju, pumpna i kompresorska postrojenja, zaštita postrojenja od vodenog udara, plin i nafta, LNG postrojenja, podvodne i potopljene instalacije, brodogradnja i off-shore postrojenja; itd.
U stanju tehnike aksijalno klipnih regulacijskih ventila u patentnim bazama i literaturi nalazi se nekoliko zanimljivih tehničkih rješenja koja reguliraju patentnu zaštitu koncepta ventila, izlaznog elementa, principa aktuatora ili funkcije ventila. Referentna rješenja u patentnoj literaturi jesu: US 3,964,516 A; US 4,167,262 A; US 4,398,563 A; US 4,444,220 A; US 4,567,915 A; US 4,712,769 A; US 5,316,319 A; US 5,435,336 A; US 5,448,962 A; US 5,687,763 A; US 5,772,182 A; US 5,964,248 A; US 6,047,734 A; US 6,216,721 B1; US 6,568,717 B1; US 6,684,897 B2; US 6,733,000 B2; US 6,755,354 B2; US 6,817,406 B2; US 6,874,761 B2 ; US 6,923,428 B2; US 6,926,032 B2; US 6,929,245 B2; US 7,066,447 B2; US 7,178,785 B2 ; US 8,312,893 B2; DE 1172501; DE 3829726; FR 2130794; GB 2198501; GB 532848; EP 0854992 B1; EP 1205697 B1.
Najpoznatiji svjetski proizvođači aksijalnih regulacijskih ventila (eng. Axial flow control valves) nalaze se niže pobrojeni:
MOKVELD Axial Flow Control Valves; ERHARD Armaturen GmbH; GOODWIN International Ltd; RMG Regel + Messtechnik GmbH; VAG Armaturen GmbH; MANKENBERG GmbH i SGGT Valve Division, te čemu treba dodati propise, preporuke i standarde: EN, EN DIN, ATEX, VDMA, IEC, ASME, ANSI, API, itd.; a koji uređuju predmetno područje.
U daljem tekstu od nekoliko navedenih patentnih prijava i rješenja navedene su kratke analize s osnovnim napomenama.
Patent broj US 8,312,893 B2 objavljen 20.11.2012 (Roger Bey i drugi) daje tehničko rješenje s ugrađenim pneumatskim aktuatorom putem kojeg se ostvaruje pomak regulacijskog klipa. Za kontrolu položaja regulacijskog klipa kao i u samom predmetnom izumu s hidrauličnim pogonom, u tijelo ventila je ugrađen linearni davač položaja, koji usput rečeno podnosi temperaturu radne okoline ili protočnog fluida od -40 do +80 °C. Nedostatak rješenja je nemogućnost jednostavne primjene drugih načina pogona i drugih načina kontrole položaja regulacijskog klipa što u bitnome ograničava primjenu ventila u odnosu na ventil prema predmetnom izumu. Na primjer, za strujanje fluida većih temperatura ovdje nije ostavljena mogućnost ugradnje vanjskih davača položaja uređaja ili dodatnih krajnjih prekidača položaja regulacijskog klipa. Rješenje u odnosu na predmetni izum ima ograničene mogućnosti prinudnog pogona to jest, citirano rješenje nema mogućnost dodatnog prinudnog hidrauličnog pogona ili mehaničkog pogona putem opruge.
Patent broj GB 532848 (R.A. Blakebourgh i F. A. Klouman) objavljen 1939. godine poučava o konstrukciji klipnog ventila koji se ugrađuje u struju protoka fluida, kod kojeg se regulacija protoka odvija klipom koji izlazi iz kućišta te koji svojim dijametrom faktično smanjuje poprečni presjek kroz koji fluid prolazi. Sam klip pomiče se mehaničkim zupčastim prijenosom. U pogledu razlika u odnosu na predmetni izum odmah se uočava bitna razlika u aktuaciji klipa ventila. U predmetnom izumu ona je hidraulička. Također, nema naznaka o mogućnosti saznavanja točnog položaja klipa što u predmetnom dokumentu stanja tehnike što samo rješenje čini nepodesnim u auto-regulacijske svrhe. Brzina regulacije radi spomenute mehanike je spora, a sigurnosni sustav (npr. automatsko zatvaranje/otvaranje) nije prisutan.
Tehničko rješenje opisano u njemačkoj prijavi patenta broj DE 3829726 (J.E.H. Waldenmaier) iz godine 1988. pokazuje upotrebu aksijalno klipnog regulacijskog ventila s mehaničkim pogonom u postupku automatske regulacije protoka odnosno tlaka. Naime, regulacijska povratna veza ostvaruje se automatski, putem promjene tlaka protočnog fluida uzvodno i nizvodno od ventila koji putem automatskog upravljačkog „pilot“ ventila pokreće vanjski mehanizam koji pomiče regulacijski klip unutar ventila na čisto mehanički način - pomoću koljenastog mehanizma. Spomenuti sustav je ograničene primjene, pogotovo na teško dostupnim mjestima i protočnim fluidima koji sadrže nečistoće ili krute čestice. Sam sustav pogona ventila putem koljenastog mehanizma u odnosu na predmetni izum ima dosta nedostataka, kao npr. nelinearnost pomaka regulacijskog klipa u odnosu na zakret koljenastog vratila, neophodne funkcionalne zračnosti između regulacijskog klipa i vodilica uzrokuju vibracije i buku. Ograničenje aktuacijske sile zbog potrebe za velikim pogonskim momentima na vratilu ventila ograničavaju primjenu pogotovo kod većih radnih tlakova ventila i sigurnosnih funkcija.
Dokument objavljen kao patent broj US 4,681,130 (AR-KAL Plastic Products) iz 1986. godine poučava o konstrukciji klipnog ventila koji se ugrađuje u struju protoka fluida i kojem se regulacija protoka regulira klipom koji se produžuje ili skraćuje iz kućišta koje opstrujava fluid. Regulacija položaja vrši se hidrauličkim priključnim vodovima i cijeli ventil po svojim dimenzijama odgovara dimenziji cjevovoda u koji se ugrađuje. To rješenje je, prema navodima izumitelja, posebno je pogodno u slučajevima kad se u sustavu javljaju hidraulični udari. Ono se razlikuje od predmetnog izuma u djelu konstrukcije hidraulične aktivacije i načina „izvlačenja“ regulacijskog klipa, kao i po odsustvu sigurnosnog sustava. Nadalje, prikazano tehničko rješenje nema ugrađen davač položaja klipa pa nije pogodno za korištenje u sustavu automatske regulacije toka fluida s povratnom vezom.
Međunarodna prijava patenta broj PCT/IL96/00109 (Tavor, Elhanan) iz 1996. godine usvojena i objavljena kao dva EP patenta broj EP0854992B1 i EP1205697B1 prikazuje konstrukcijsko rješenju koje je najbliže rješenju danom u prema predmetnom izumu. Regulacija položaja izvlačenja klipa iz dijela kojeg opstrujava fluid vrši se hidraulički i uz pomoć opružnog mehanizma koji u slučaju gubitka tlaka u hidrauličkom dijelu djeluje na klip dovoljnom silom da ventil bude zatvoren - čime je riješen sigurnosni dio problema. U ovom tehničkom rješenju, za razliku od predmetnog izuma, ne nagovještava se mogućnost postavljanja davača položaja klipa koji bi pouzdano javljao stanje otvorenosti ventila. Time rečeno tehničko rješenje nije pogodno za zahtjevnije regulacije ili korištenje u sustavu automatske regulacije toka fluida s povratnom vezom.
Izlaganje suštine izuma
Predmetni izum svojim konstrukcijskim rješenjem tijela aksijalnog ventila omogućava primjenu modularnih pogonskih aktuatora i modularnih načina signalizacije otvorenosti ventila pomoću modularnih senzorskih mehanizama, što omogućava njihove različite međusobne kombinacije, te izvedbe i funkcije ventila, od regulacijskih, zapornih, sigurnosno-rasteretnih do nepovratnih ventila aksijalnog tipa strujanja. Nadalje, predmetni izum svojim konstrukcijskim rješenjem brtvenog sustava klipnjače aktuatora, i brtvljenja regulacijskog klipa i brtvi smještenih u izlaznom stražnjem dijelu ventila čime konstruktivno rješenje brtvenog sustava klipnjače aktuatora omogućava da su navedene brtve izložene minimalnom trošenju.
Aksijalni ventil modularnog koncepta za reguliranje protoka fluida i sprječavanja povratnog strujanja fluida koji se sastoji od: jednodijelnog i dvodijelnog vanjskog tijela ventila dimenzija da se može ugraditi unutar cjevovoda koje tijelo ventila sadrži koaksijalno smješteni ulazni i izlazni otvor za protok fluida; središnjeg tijela ventila koji je sa vanjskim tijelom ventila povezan pomoću rebara, gdje su između vanjskog tijela ventila i središnjeg tijela ventila smješteni kanali koji omogućavaju nesmetano strujanje protočnog fluida kada je navedeni aksijalni ventil u stanju otvorenosti; aktuatora smještenog aksijalno unutar središnjeg tijela ventila, koji aktuator sadrži klip aktuatora i klipnjaču aktuatora na koju je spojen regulacijski klip a čijim se aksijalnim pomicanjem upravlja protokom fluida u cjevovodu i diskom za sprječavanja povratnog strujanja fluida; brtvenog sustava klipnjače aktuatora i mehanizma kontrole brtvljenja istog; senzorskog mehanizma za signaliziranje položaja regulacijskog klipa i diska nepovratnog ventila; pri čemu je navedeni aktuator ili hidraulički aktuator ili mehanički aktuator ili pneumo-hidraulički aktuator ili pneumatski aktuator; a senzorski mehanizam je ili unutarnji senzorski mehanizam smješten unutar bilo kojeg od navedenih aktuatora ili vanjski senzorski mehanizam smješten izvan bilo kojeg od navedenih aktuatora, pri čemu su bilo koji od navedenih aktuatora i navedenih senzorskih mehanizama modularni i međusobno komplementarni na način da se mogu međusobno kombinirati.
Kratak opis crteža
U nastavku će izum biti detaljno opisan s pozivanjem na crteže pri čemu:
- slika 1 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog ventila koji za svoj pogon koristi izvor vanjskog tlačnog fluida i odgovarajuće simbole i stvarnom realizacijom stanja gdje simbol FTC označava prinudni pogon u smjeru zatvaranja (FTC - eng. fail to close), FTO - prinudni pogon u smjeru otvaranja (FTO - eng. fail to open) i DA - dvoradni pogon (DA - eng. double acting) s nastavkom HD za hidraulički pogon (HD - eng. hydraulic drive);
- Slika 2 shematski prikazuje izvedbu aksijalnih ventila koji su pogonjeni protočnim fluidom i u automatskom načinu rada; samostalnom i nadziranom;
- slika 3 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog ventila koji koristi mehanički pogonjen aktuator (MD-eng. Mechanical drive) i odgovarajući simbol;
- slika 4 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog ventila koji za svoj pogon koristi izvor vanjskog tlačnog fluida i odgovarajuće simbole i stvarnom realizacijom stanja gdje simbol FTC označava prinudni pogon u smjeru zatvaranja (FTC - eng. fail to close), FTO - prinudni pogon u smjeru otvaranja (FTO - eng. fail to open) i DA - dvoradni pogon (DA - eng. double acting) s nastavkom PHD za pneumo-hidraulički pogon (PHD - eng. pneumo- hydraulic drive);
- slika 5 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog ventila koji za svoj pogon koristi izvor vanjskog tlačnog fluida i odgovarajuće simbole i stvarnom realizacijom stanja gdje simbol FTC označava prinudni pogon u smjeru zatvaranja (FTC - eng. fail to close), FTO - prinudni pogon u smjeru otvaranja (FTO - eng. fail to open) i DA - dvoradni pogon (DA - eng. double acting) s nastavkom PD za pneumatski pogon (PD - eng. pneumatic drive);
- slika 6 shematski prikazuje izvedbu nepovratnog ventila spojenog u funkciji zaštite od povratnog strujanja odnosno od povratnog vodenog udara;
- slika 7 shematski prikazuje izvedbu nepovratnog ventila s vanjskim hidrauličnim ili pneumatskim djelovanjem na upravljanje ventila;
- Slika 8 shematski prikazuje izvedbu nepovratnog ventila čije funkcioniranje je izvedeno s unutrašnjim hidrauličnim djelovanjem na upravljanje;
- Slika 9 shematski prikazuje izvedbu nepovratnog ventila čije funkcioniranje je izvedeno s vanjskim hidrauličnim djelovanjem na upravljanje;
- Slika 10 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog regulacijskog ventila u izvedi s unutarnjim senzorskim mehanizmom s povratnom vezom dojavljivanja točnog položaja regulacijskog klipa (eng. „feedback“);
- Slika 11 shematski prikazuje izvedbu aksijalnog regulacijskog ventila u izvedi s vanjskim senzorskim mehanizmom s povratnom vezom dojavljivanja točnog položaja regulacijskog klipa (eng. „feedback“);
- Slike 12 do 21 prikazuju različite realne izvedbe aksijalnih regulacijskih ventila s hidrauličkim pogonom koji se može ostvariti putem vanjskih izvora hidrauličnog ulja pod tlakom, komprimiranog zraka ili nekog drugog plina, ili energije protočnog fluida, pri čemu navedene slike prikazuju različite izvedbe senzorskih mehanizama, unutarnjeg tipa INTS ili vanjskog tipa EXTS za praćenje pomaka regulacijskog klipa i davanje povratne veze o položaju istog;
- Slika 22 prikazuje poprečni presjek aksijalnog regulacijskog ventila s mehaničkim pogonom aktuatora;
- Slika 23 prikazuje poprečni presjek u prostornom prikazu aksijalnog regulacijskog ventila s mehaničkim pogonom aktuatora;
- Slike 24 do 31 prikazuju realnu izvedbu aksijalnih regulacijskih ventila s pneumo- hidrauličnim pogonom (PHD) s različito implementiranim davačima položaja tj. senzorskih mehanizama tipa INTS i EXTS;
- Slike 32 do 36 prikazuju različite realne izvedbe aksijalnih regulacijskih ventila s pneumatskim pogonom (PD) s različito implementiranim davačima položaja tj. senzorskih mehanizama tipa INTS i EXTS; i
- Slike 37 do 39 prikazuju različite realne izvedbe nepovratnih ventila obzirom na vrstu pogona, od isključivo energijom protočnog fluida upravljivih, do naprednih izvedbi.
Kako bi se olakšalo razumijevanje predmetnog izuma, u nastavku se daje pregled tipova regulacijskih ventila i nepovratnih ventila u svim varijantama pogona i senzorskih mehanizama u svrhu regulacije protoka fluida i obavljanja različitih sigurnosnih funkcija koje navedeni ventili moraju obavljati na pouzdan, brz i ponovljiv način, bez vibracija i kavitacijskih oštećenja čime će mu ujedno biti omogućen i dugi radni vijek.
Termin „ventil“ kako se koristi u predmetnoj patentnoj prijavi i patentnim zahtjevima će uključivati aksijalni ventil, aksijalni regulacijski ventil i nepovratni ventil.
1. REGULACIJSKI VENTILI, tipska oznaka FCV (eng. Flow Control Valve)
Za pogon tipskih aktuatora regulacijskih ventila može se koristiti više vrsta pogonske energije iz vanjskog izvora ili se može koristi energija protočnog fluida. Kod svih vrsta pogona i izvedbi aktuator je smješten u središnji dio regulacijskog ventila oko kojeg opstrujava protočni fluid.
Na osnovu vrste i izvora pogonskog fluida te načina pogona aktuatora, regulacijski ventili FCV se prema predmetnom izumu mogu podijeliti na:
1.1 FCV.HD - Regulacijski ventil kod kojeg je aktuator pogonjen hidraulički, skraćeno „hidraulički pogon“ (eng. HD-Hydraulic Drive) u dvije verzije:
- FCV.HD.EXT pogon iz vanjskih izvora pogonskog fluida, koji mogu biti: hidraulično ulje pod tlakom, komprimirani zrak ili neki drugi plin, skraćeno „vanjski hidraulički pogon“ (HD.EXT eng. Hydraulic Drive External);
- FCV.HD.INT pogon energijom protočnog fluida, skraćeno „unutarnji hidraulični pogon“ (HD.INT eng. Hydraulic Drive Internal)(eng. Valve Operated with Flow Medium Energy), najčešće funkcioniraju putem „pilot“ ventila automatski ili su aktivirani daljinskim putem.
1.2 FCV.MD - Regulacijski ventil kod kojeg je aktuator pogonjeni mehanički, skraćeno „mehanički pogon“ (MD eng. Mechanical Drive);
1.3 FCV.PHD - Regulacijski ventil kod kojeg je aktuator za normalni način rada pogonjen komprimiranim zrakom ili drugom vrstom plina, a za prinudni pogon koristi se hidraulično ulje pod tlakom, skraćeno „pneumo-hidraulički pogon“ (PHD eng. Pneumo- Hydraulic Drive); te
1.4 FCV.PD - Regulacijski ventil kod kojeg je aktuator za normalni način rada pogonjen komprimiranim zrakom ili drugom vrstom plina, skraćeno „pneumatski pogon“ (PD eng. Pneumatic Drive).
1.1 Hidraulični pogon regulacijskog klipa realiziran je modularnim konstrukcijskim konceptom tijela ventila i aktuatora na način da se u isto tijelo regulacijskog ventila aksijalno u njegov središnji dio, može smjestiti aktuator jednakih ugradbenih dimenzija bez obzira da li se radi o bilo kojoj vrsti hidrauličnog HD ili mehaničkog MD pogona regulacijskog klipa. U sve spomenute aktuatore mogu se ugraditi različite verzije uređaja tzv. senzorskih mehanizama za povratnu signalizaciju pomaka (eng. „feedback“) regulacijskog klipa, a u osnovi mogu biti ugrađeni unutar samog aktuatora interno ili se pomak regulacijskog klipa prenosi do senzora koji su smješteni izvan tijela ventila. Prinudni pogon kod hidraulične izvedbe za sigurnosno zatvaranje ili otvaranje ventila realizira se putem ugrađene opruge ili češće putem vanjskog hidro-akumulatora (eng. emergency drive, safe fail to close ili safe fail to open) kao izvora mehaničke energije za pouzdano funkcioniranje regulacijskog klipa ovakvih ventila.
Shematska slika 1 prikazuje izvedbu regulacijskog ventila s hidrauličkim pogonom aktuatora (FCV.HD.EXT) koji za svoj pogon koristi izvor vanjskog tlačnog fluida koji mogu biti: hidraulično ulje pod tlakom, komprimirani zrak ili neki drugi plin. Ova vrsta pogona se koristi bez obzira na stanje onečišćenosti protočnog fluida, veličinu radnih tlakova i nazivnih promjera, vrlo široko područje primjene od energetike, vodo-distribucije, plina i nafte, petro- kemijskih postrojenja do LNG-a.
Shematska slika 2 prikazuje izvedbu regulacijskog ventila s hidrauličkim pogonom aktuatora (FCV.HD.INT) gdje predmetni izum za pogon koristi energiju protočnog fluida, a sastoji se od osnovnog regulacijskog ventila i pripadajućeg aktuatora s upravljačkim „pilot“ ventilom, koji mogu funkcionirati potpuno automatski i biti unaprijed podešeni za obavljanje neke funkcije, ili mogu biti aktivirani daljinskim putem „daljinska aktivacija“ na primjer putem elektromagnetskog ventila (eng. Solenoid valve). Ovakav način pogona i upravljanja regulacijskim ventilima koristi se za zaštitu pumpi ili kompresora od povratnog tlačnog udara, sigurnosno-rasteretne funkcije, redukciju i održavanje tlaka, te održavanje protoka. Ograničenja u pogledu primjene su u pogledu protoka onečišćenih fluida, nazivnih veličina ventila i realizacije složenijih regulacijskih funkcija.
1.2 Mehanički pogon regulacijskog klipa shematski prikazan na slici 3 realizira se putem mehaničkog aktuatora koji se sastoji od navojnog vretena, matice, odgovarajućeg uležištenja, kompleta stožastih zupčanika i vertikalnog pogonskog vretena na koje se spaja odgovarajući rotacijski pogon, a koji može biti putem elektro-motora, hidro-motora ili putem pneumatskog motora. Realizirani su modularnim konstrukcijskim konceptom na način da se u isto tijelo regulacijskog ventila u njegov središnji dio, može smjestiti aktuator jednakih ugradbenih dimenzija bez obzira da li se radi o bilo kojoj vrsti hidrauličnog ili mehaničkog pogona regulacijskog klipa. Prinudni pogon za sigurnosno zatvaranje ili otvaranje ventila kod mehaničke izvedbe najčešće se realizira putem ručnog kola.
1.3 Pneumo-hidraulični FCV.PHD i 1.4 čisto pneumatski FCV.PD pogoni regulacijskog klipa (shematska slika 4 i 5) realiziran je modularnim konstrukcijskim konceptom na način da se u isto tijelo regulacijskog ventila u njegov središnji dio može smjestiti aktuator jednakih ugradbenih dimenzija bez obzira da li se radi o pneumo-hidrauličnom (PHD) ili čisto pneumatskom pogonu (PD) regulacijskog klipa.
Ovaj koncept ventila za pogon aktuatora odnosno regulacijskog klipa za realizaciju različitih regulacijskih i/ili sigurnosnih funkcija može koristiti različite pogonske fluide, da li iz vanjskih izvora (komprimirani zrak, inertni plinovi i sl.) ili se za pogon uzima protočni fluid direktno iz cjevovoda (plin, voda i dr.).
Pogon putem komprimiranog zraka ili nekim drugim plinom koristi se bez ograničenja za sve vrste protočnih fluida bez obzira na temperaturno stanje i stupanj onečišćenja. Pneumatski dio aktuatora, izvodi se sa čvrstim klipom ili elastičnom gumenom membranom, za normalni radni pogon koristi komprimirani zrak, a hidraulični dio aktuatora koji se koristi za ostvarivanje pouzdane prinudne funkcije (eng.: emergency drive, safe fail to close ili safe fail to open) tj. za sigurnosno zatvaranje ili otvaranje ventila, najčešće koristi hidrauličnu ručnu pumpu. Pored toga ova vrsta pogona za sigurnosno zatvaranje ili otvaranje može koristiti ugrađenu oprugu ili sadržaj rezervnog spremnika s komprimiranim zrakom.
1.4 Čisti pneumatski pogon regulacijskog klipa (slika 5) realizira se putem posebnog pneumatskog aktuatora, smještenog u središnje tijelo ventila. Ova vrsta pogona tj. pomak regulacijskog klipa nema posebni dodatak za ostvarivanje hidraulične prinudne funkcije (eng. „emergency drive“) aktuatora nego se sigurnosno zatvaranje ili otvaranje može postići putem instalacije odgovarajućih opruga ili rezervnog spremnika s komprimiranim zrakom.
2. NEPOVRATNI VENTILI, tipska oznaka CV (eng. Check Valve)
Temeljna funkcija svakog nepovratnog ventila shematski prikazanog na slici 6 je zaštita od povratnog strujanja odnosno od povratnog vodenog udara (eng. „water hammer“), tako da ti ventili u praksi igraju vrlo važnu sigurnosnu funkciju. Kod svih vrsta pogona i izvedbi aktuator je smješten aksijalno u središnje tijelo nepovratnog ventila oko kojeg opstrujava protočni fluid. Kod svih vrsta nepovratnih ventila javlja se osnovni problem koji se ukratko može opisati na slijedeći način. Za pouzdanu funkciju nepovratnih ventila mora se ugraditi što jača opruga čiji je zadatak da u slučaju prekida rada pumpe pouzdano vrati disk ventila u zatvoreni položaj. Međutim, što je opruga jača to imamo i veće gubitke strujanja jer dinamički tlak, pogotovo kod malih brzina strujanja, najčešće ne može u potpunosti otvoriti ventil, tako da se stalno strujanje od pumpe odvija uz manje ili veće gubitke, ovisno o tome koliko je ventil otvoren. S druge strane, ako stavimo slabiju oprugu nepovratni ventil će se otvoriti u potpunosti, ali imamo slabiju i nepouzdaniju reakciju ventila u smjeru zatvaranja.
Osnovna karakteristika predmetnog izuma je da je kod svih vrsta pogona i izvedbi aksijalnih nepovratnih ventila aktuator smješten u središnji dio tijela ventila oko kojeg opstrujava protočni fluid. Aktuatorski koncept vođenja i upravljanja diskom je tipski i dimenzija kao kod regulacijskih ventila. Time se postiže da su za realizaciju nepovratnih ventila potrebne minimalne izmjene, a pri tome se koriste ista tijela ventila kao kod regulacijskih ventila, što u bitnome doprinosi kvaliteti, smanjenju troškova proizvodnje i daje velik izbor različitih tehničkih karakteristika nepovratnih ventila. Pored toga u navedene aktuatore moguća je ugradnja različiti tipova senzorskih mehanizama, detaljnije opisana u nastavku predmetnog izuma, koja omogućuje jednostavnu i pouzdanu signalizaciju položaja diska tj. otvorenosti ventila.
Prema predmetnom izumu koriste se niže navedena rješenja.
2.1. Obični nepovratni ventili CV.SC (Check Valve with Spring Closing)
Funkcioniranje nepovratnog ventila ovog tipa (slika 37) je potpuno autonomno i bazirano je isključivo na energiji protočnog fluida: voda, nafta, plin, komprimirani zrak, kriogeni i visoko temperaturni fluidi. Otvaranje se izvodi automatski prilikom starta pumpe djelovanjem dinamičkog tlaka protočnog fluida na disk nepovratnog ventila, a zatvaranje se izvodi automatski inicijalnim djelovanjem opruge i povratnim strujanjem u slučaju prekida rada pumpe. Mogu se ugraditi odgovarajući prigušno-nepovratni ventili kojima se može utjecati na brzinu otvaranja ili zatvaranja. Budući da se otvaranje ventila izvodi isključivo djelovanjem dinamičkog tlaka na disk u ovaj tip ventila ugrađuju se slabije opruge kako bi se ventil potpuno otvorio pogotovo u slučaju malih brzina strujanja.
2.2. Obični nepovratni ventili upravljani hidrauličnim uljem CV.SC.HC (Check Valve Spring Closing with Hydraulic Control) ili CV.AC.HC (Check Valve Accumulator Closing with Hydraulic Control)
Kod ovog tipa ventila funkcioniranje je u potpunosti isto kao i kod prethodnog samo što se kod ovog tipa u aktuatoru nalazi se hidraulično ulje ili neki drugi fluid. Na taj način osigurava se pouzdanu funkciju nepovratnog ventila i potrebna podešavanja vremena otvaranja i zatvaranja bez obzira na stupanj onečišćenosti protočnog fluida ili prisutnost krutih čestica. U smjeru otvaranja prilikom starta pumpe na disk ventila djeluje dinamički tlak protočnog fluida. Smjer zatvaranja izvodi se kombiniranim djelovanjem povratnog strujanja protočnog fluida i opruge ili hidro-akumulatora za veće nepovratne ventile. Rješenje se sastoji od spremnika s hidrauličnim uljem i hidrauličnih prigušno-nepovratnih ventila koji služe za podešavanje brzine otvaranja i/ili zatvaranja kao i eliminaciju udara diska na dosjedni prsten prilikom zatvaranja.
2.3. Napredne izvedbe nepovratnih ventila CV.SC.FMFO (Check Valve with Spring Closing and Flow Medium Fully Open), CV.AC.FMFO (Check Valve with Accumulator Closing and Flow Medium Fully Open), i CV.EXPO (Check Valve with External Pressure Operating)
Kod naprednih rješenja nepovratnih ventila prilikom otvaranja na disk nepovratnog ventila (slika 7) djeluje dinamički tlak protočnog fluida plus komponenta statičkog tlaka koja djeluje na diferencijalnu „B“ stranu klipa aktuatora, tako da njihovo zajedničko djelovanje u potpunosti otvori ventil i kod vrlo snažnih opruga i već kod vrlo malih brzina strujanja. To znači da napredna rješenja nepovratnih ventila u potpunosti eliminiraju gubitke strujanja odnosno financijske gubitke koji nastaju kao posljedica djelovanja opruge ili hidro-akumulatora iz prethodne točke. Pored toga daju daleko bolju i pouzdaniju zaštitnu funkciju nepovratnog ventila jer se može ugraditi daleko snažnija opruga tip CV.SC.FMFO ili kod izvedbe s hidro- akumulatorom tip CV.AC.FMFO gdje tlak hidrauličnog ulja djeluje u aktuatoru umjesto opruge. Pored toga u slučaju primjene nepovratnih ventila kod onečišćenih protočnih fluida i dobivanja fleksibilne karakteristike nepovratnih ventila tip CV.EXPO u aktuator na klipnu „A“ stranu i diferencijalnu „B“ stranu, može se dovoditi i pogonski fluid iz vanjskih izvora npr. komprimirani zrak ili plin ili hidraulično ulje pod tlakom (slika 9).
3. SENZORSKI MEHANIZMI i ostvarivanje povratne regulacijske veze
Prema predmetnom izumu signalizacija položaja regulacijskog klipa ili diska kod nepovratnih ventila unutar regulacijskog hoda vrši se ugradnjom senzora unutar samog ventila tzv. unutarnji senzorski mehanizam koji je smješten u samom aktuatoru interno INTS (eng. Internal Sensoric) ili se gibanje regulacijskog klipa prenosi odgovarajućim mehanizmom do senzora ugrađenih izvan ventila tzv. vanjski senzorski mehanizam EXTS (eng. External Sensoric).
3.1. Unutarnji senzorski mehanizam, tip INTS razvijen je u vidu linearnog davača položaja regulacijskog klipa koji se u osnovi sastoji od dva dijela, elektronske glave s pripadajućim magnetom i sonde u obliku štapa postavljenog centralno u hidrauličnom aktuatoru. Elektronskih linearnih davača položaja ima mnogo vrsta, a najčešće korišteni su linearni magnetostriktivni davači položaja. Princip rada korištenog linearnog davača položaja u tehnici je poznat pod pojmom magnetostrikcije. Pojednostavljeno rečeno, proces mjerenja položaja regulacijskog klipa inicira se kratkim električnim impulsima u glavi davača položaja stvarajući elektromagnetske valove koji se putem ultrazvučne sonde prenose uzdužno dok ne dostignu referentnu poziciju koja je najčešće permanentni magnet. Razlikom vremena odašiljanja i primanja tj. očitanja valnog poremećaja indirektno se mjeri razmak odnosno položaj regulacijskog klipa. Takvi linearni davači položaja regulacijskog klipa su izuzetno pouzdane komponente. Vremenski odziv tj. razmak može se konvertirati u linearnu električnu veličinu u samoj glavi davača položaja te se kao lako mjerljiva električna signalna veličina (npr. napon ili modulirani strujni signal) može voditi do procesora za analizu predmetnog signala.
3.2. Vanjski senzorski mehanizam, tip EXTS
Vanjskim senzorskim mehanizmom tipa EXTS u predmetnom izumu se pomak regulacijskog klipa do senzora smještenih s vanjske strane ventila ostvaruje putem posebnog mehanizama, koji po izvedbi mogu biti slijedeći.
3.2.1 EXTS.FS (External Sensoric with Fix Spindle), senzorsko navojno vreteno kod ove izvedbe fiksirano u vretenu stožnika smještenog u dnu aktuatora i navojne matice. U klipu hidrauličnog aktuatora pričvršćena je navojna matica čije aksijalno kretanje se prenosi u rotacijsko kretanje senzorskog navojnog vretena, koje je putem vijaka spojeno s vratilom na kojemu se nalazi stožnik koji rotaciju prenosi na vertikalno senzorsko vratilo.
Rotacija vertikalnog vretena stožnika se putem navojnog vretena prenosi u translaciju navojne matice koja na sebi ima smještene indekse koji služe za aktiviranje mikroprekidača krajnjih položaja regulacijskog klipa tj. koriste se za dodatno signalizaciju otvorenog ili zatvorenog položaja ventila. Pored toga na držač senzora može biti montiran i linearni ili rotacijski davač položaja za kontinuirano praćenje položaja regulacijskog klipa. Ova izvedba senzorskog mehanizama koristi se uglavnom za ventile s većim radnim hodom regulacijskog klipa, dakle za veće nazivne promjere ventila, a senzorsko vreteno se nalazi u doticaju s pogonskim fluidom.
3.2.2. EXTS.MS (External Sensoric with Moving Spindle) senzorsko navojno vreteno kod ove izvedbe fiksirano u klipnjači aktuatora na koju je pričvršćen regulacijski klip. U klipu hidrauličnog aktuatora pričvršćeno je navojno vreteno koje aksijalno kretanje klipa prenosi u rotacijsko kretanje putem matice smještene u vratilu. Putem vratila i stožnika rotacija se prenosi na vertikalno senzorsko vratilo. Od hidrauličnog upravljačkog tlaka navojno vreteno izolirano je putem izolacijske klipnjače koja je fiksirana u dnu aktuatora. Rotacija vertikalnog senzorskog vratila se putem navojnog vretena prenosi u translaciju navojne matice koja na sebi ima smještene indekse a koji služe za aktiviranje mikroprekidača krajnjih položaja regulacijskog klipa. Pored toga na držač senzora može biti montiran i linearni ili rotacijski davač položaja za kontinuirano praćenje položaja regulacijskog klipa. Ova vrsta senzorskog mehanizama koristi se za ventile s manjim radnim hodom, dakle za manje nazivne veličine ventila, a senzorsko vreteno je izvan doticaja pogonskog fluida.
3.2.3. EXTS.SC (External Sensoric with Steel Cable) ova vrsta senzorskog mehanizma sastoji se od čelične sajle i odgovarajućeg koloturnika i držača senzora pričvršćenog na tijelo s vanjske strane ventila. Jedan kraj čelične sajle pričvršćen je u klipnjači, a drugi u posebnom prihvatu koji se nalazi u držaču senzora s vanjske strane ventila. Potrebno kutno skretanje čelične sajle izvodi se putem posebnog koloturnika učvršćenog na dnu aktuatora. Za ostvarivanje pomaka aktuacijskog elementa senzora u oba smjera služi opruga koja čeličnu sajlu drži uvijek s potrebnom vlačnom silom. Čelična sajla je od pogonskog fluida izolirana putem posebne izolacijske klipnjače učvršćene u prirubnici dna aktuatora. Za signalizaciju položaja regulacijskog klipa na držač senzora mogu biti učvršćeni različiti tipovi linearnih davača položaja i mikroprekidača krajnjih položaja. U slučaju da je hod aktuacijskog elementa senzora prevelik za vertikalnu montažu, ugradnjom još jednog koloturnika čelične sajle, držač senzora može se zakrenuti za 90° tj. smjestiti u horizontalni uzdužni položaj čime se dobiva na kompaktnosti dizajna.
Kombinacijama različitih vrsta pogona i senzorskih mehanizama pored kvalitetnih i pouzdanih regulacijskih i/ili sigurnosnih funkcija, dobiva se znatno povećanje opsega ponude različitih izvedbi ventila s različitim funkcijama, za različita područja primjene i za različite protočne fluide. Pored toga modularnost rješenja omogućava znatno skraćivanje rokova izrade i smanjenje cijene proizvodnje. Pritezanje aktuatora nakon njegovog smještaja u središnji dio ventila izvodi se putem pritezne glave središnjeg dijela ventila i posebne pritezne čahura, a kod većih ventila i dodatno putem pritezne prirubnice na prednjem dijelu aktuatora.
Predmetnim izumom omogućena je kontrola brtvljenja odnosno kontrola od prodora vanjskog protočnog fluida prema unutrašnjosti aktuatora i obratno od aktuatora prema prostoru protoka fluida. Prisutnost protočnog fluida u kanalu znači da je oštećena i propušta brtva klipnjače. Prisutnost upravljačkog fluida npr. hidrauličnog ulja ili komprimiranog zraka u kanalu znači da propušta jer je oštećena brtva unutarnja klipnjače. Prisutnost protočnog odnosno upravljačkog fluida može se registrirati vizualno promatranjem ili daljinski putem odgovarajućeg tlačnog prekidača koji registrira odgovarajući porast tlaka u kanalu i upozorava na oštećenje brtvi.
Pored gore spomenute mogućnosti kontrole brtvenog sustava, vodilica klipnjače uležištena je u tijelu aktuatora i od aksijalnog pomicanja osigurana je pričvrsnim poklopcem s odgovarajućim vijcima. To aktuatoru daje vrlo veliku pouzdanost te omogućuje fleksibilnost u primjeni različitih tipova brtvi ovisno o protočnom fluidu, temperaturi i tlaku.
Osiguranje od rotacije regulacijskog klipa ovisno o veličini ventila izvršeno je na različite konstruktivne načine, ali svima je zajedničko da je izvršeno putem pera smještenog i pričvršćenog vijcima na obodu ili unutar aktuatora. Regulacijski klip na svojoj unutarnjoj strani ima odgovarajući utor ili pričvršćeni segment u kojem klizi pero i na taj način sprječava neželjenu rotaciju regulacijskog klipa. Kod većih nazivnih promjera ventila segment se učvršćuje na posebno izvedenoj cijevi pričvršćenoj prirubnicom za regulacijski klip. Navedeno osiguranje od rotacije regulacijskog klipa izvodi se prvenstveno u slučaju primjene vanjskih senzorskih mehanizama EXTS, dok za unutarnje senzorske mehanizme INTS osiguranje nije neophodno.
Detaljan opis izuma
1. Regulacijski Ventili, tipska oznaka FCV (eng. Flow Control Valve)
Za pogon tipskih aktuatora regulacijskih ventila može se koristiti više vrsta pogonske energije iz vanjskog izvora ili se može koristi energija protočnog fluida. Kod svih vrsta pogona i izvedbi aktuator je smješten u središnje tijelo regulacijskog ventila oko kojeg opstrujava protočni fluid. Konstrukcija aksijalnog ventila ga čini idealnim za: upuštanje u pogon pumpi, brzo punjenje i pražnjenje spremnika i ispusta brana, upravljanja radom turbina; kao regulacijskog, mjernog, zapornog i sigurnosnog elementa u cjevovodima i vodoopskrbnim mrežama; za prevenciju hidrauličnih udara; kao regulacijskog ventila ispitnih stanica u transportu zemnog plina i općenito u segmentu regulacije protoka različitih fluida.
1.1 Hidraulični pogon aktuatora HD (eng. Hydraulic Drive)
Slike 12 do 21 prikazuju regulacijski ventil s hidrauličnim pogonom aktuatora u svim varijantama senzorskih mehanizama u svrhu regulacije protoka fluida. Slike 12 i 13 prikazuju regulacijski ventil s hidrauličnim pogonom aktuatora s unutarnjim senzorskim mehanizmom. Slike 15-18 prikazuju regulacijski ventil s hidrauličnim pogonom aktuatora s vanjskim senzorskim mehanizmom u izvedbi sa senzorskim navojnim vretenom. Slike 19 do 21 prikazuju regulacijski ventil s hidrauličnim pogonom aktuatora s vanjskim senzorskim mehanizmom u izvedbi s čeličnom sajlom.
Koncept ventila prema predmetnom izumu po svojim dimenzijama vanjskog tijela ventila (1) takav je da se nesmetano može ugraditi kao element cjevovoda u kojem treba regulirati protok fluida. U tijelu ventila (1) nalazi se središnje tijelo ventila (2) koji je sa vanjskim tijelom ventila (1) vezan rebrima (1.1). Tijelo ventila (1) sadrži ulazni i izlazni otvor za protok fluida. Broj rebara (1.1) je optimalan obzirom na hidrodinamički otpor strujanja fluida i mehanička naprezanja konstrukcije samog ventila. Kada je ventil u određenom stanju otvorenosti oko središnjeg tijela ventila (2) kroz kanal (7) opstrujava protočni fluid. Unutar središnjeg tijela ventila (2) smješten je hidraulični aktuator (4). Pritezanje hidrauličnog aktuatora (4) nakon njegovog smještaja aksijalno unutar središnjeg tijela ventila (2) izvodi se u prednjem dijelu ventila, u području ulaznog otvora za protok fluida, pomoću priteznog poklopca (10) i pritezne čahure (12). Kod ventila većih nazivnih promjera hidraulički aktuator (4) se unutar središnjeg tijela ventila (2) priteže posebnom prirubnicom (4.1) prikazane na slici 18. U hidraulički aktuator (4) se pod tlakom putem radijalno postavljene cijevi (35) za smjer zatvaranja i radijalno postavljene cijevi (38) za smjer otvaranja dovodi upravljački fluid, najčešće hidraulično mineralno ulje, koje potiskuje klip aktuatora (5) i putem klipnjače aktuatora (5.1) regulacijski klip (6) u smjeru otvaranja ili zatvaranja regulacijskog ventila. Tijelo hidrauličnog aktuatora (4) kružno po vanjskom obodu sadrži utore za prihvat jedne ili više brtvi (21) koje služe za sprječavanje prodora protočnog fluida u provrt za smještaj senzora. Brtve (21) su smještene između unutrašnjeg dijela središnjeg tijela aktuatora (2) i na dijelu vanjskog tijela aktuatora (4). Radijalni provrti koji se protežu od vanjskog tijela ventila (1) sadrže smještene cijevi (35, 38) koje služe za prolaz stlačenog upravljačkog fluida do samog klipa aktuatora (5) hidrauličnog aktuatora (4) (vidi sliku 13). Na klipnjaču (5.1) pritegnut je vanjskom maticom (27) regulacijski klip (6). Sam regulacijski klip (6) tijekom regulacijskog hoda u aksijalnom smjeru je hidrostatički uravnotežen na način da na njega sa svih strana djeluje isti tlak protočnog fluida čime se minimizira sila pokretanja klipa aktuatora (5). Samo vođenje regulacijskog klipa (6) izvodi se pomoću vodilice (23) klipnjače aktuatora (5.1.-a). Vodilica (23) ima oblik prstena i jednim krajem naliježe na pričvrsni poklopac (25), a drugim krajem naliježe na tijelo aktuatora (4). Na taj način omogućeno je vrlo pouzdano i precizno vođenje regulacijskog klipa (6).
Slika 16 prikazuje osiguranje klipnjače aktuatora (5.1) hidrauličnog aktuatora (4) koje je izvedeno na način da se osigura sprječavanje rotiranja regulacijskog klipa (6) oko aksijalne osi. Sprječavanje rotiranja regulacijskog klipa (6) ostvaruje se putem pera (55) smještenog na stražnjem vanjskom obodu dijela tijela aktuatora (4) koje pero (55) je pričvršćeno na tijelo aktuatora (4) pomoću vijaka (54). Regulacijski klip (6) na svojoj unutarnjoj strani ima odgovarajući utor u kojem klizi pero (55) i na taj način sprječava neželjenu rotaciju regulacijskog klipa (6). Navedeno osiguranje od rotacije regulacijskog klipa izvodi se prvenstveno u slučaju primjene vanjskog senzorskog mehanizma EXS putem senzorskog navojnog vretena 45 prikazanog na slikama 16 do 18 ili čelične sajle (119) prikazane na slikama 19 do 21, dok za primjenu beskontaktnih senzora za unutarnji senzorski mehanizam INS navedeno osiguranje nije neophodno.
S vanjske strane hidrauličnog aktuatora (4), kod nekih izvedbi, može biti smještena opruga koja regulacijski klip (6) potiskuje uvijek u zatvoreni položaj ventila. Rečena opruga jednom se stranom oslanja na hidraulični aktuator (4), a drugom stranom na dno regulacijskog klipa (6). Opruga igra sigurnosnu ulogu brzog vraćanja regulacijskog klipa (6) u zatvoreni položaj u slučaju „ispada“ hidrauličnog pogona klipa odnosno realiziranje sigurnosne funkcije neposrednog zatvaranja aksijalnog ventila. Kod predmetnog izuma zatvaranje aksijalnog ventila se najčešće izvodi putem hidro-akumulatora - naročito u konstrukcijama regulacijskog ventila velikih nazivnih promjera ili većih radnih tlakova gdje energija opruge ne bi mogla u cijelosti efikasno izvršiti funkciju pouzdanog zatvaranja ventila.
Brtvljenje regulacijskog klipa (6) u zatvorenom položaju odvija se pomoću jedne ili više stražnjih brtvi (26) koje su smještene između unutarnjeg oboda u području stražnjeg dijela središnjeg tijela ventila (2) i vanjskog oboda regulacijskog klipa (6), te pomoću jedne ili više brtvi (9) smještene u izlaznom stražnjem dijelu (8) ventila. Brtvljenje u otvorenom položaju ili u nekom međupoložaju nije potrebno jer fluid opstrujava regulacijski klip (6) koji je na taj način, kao što je naprijed navedeno, hidrostatički uravnotežen. Pored toga, ovo konstruktivno rješenje brtvenog sustava omogućava da su navedene brtve (9; 26) izložene minimalnom trošenju. Ovdje nije posebno naglašeno, ali je jasno da broj i razmještaj brtvi (9) i (26) može biti proizvoljan što ovisi o veličini tlaka, vrsti protočnog fluida i temperaturi. Osim navedenih brtvi (9; 26), ventil sadrži i dvije brtve klipnjače (24; 22). Brtva klipnjače (24) smještena je unutar kružnog utora vodilice (23) po obodu klipnjače aktuatora (5.1) u između vodilice (23) i pričvrsnog poklopca (25), dok je unutarnja brtva klipnjače (22) smještena između suprotnog kraja vodilice (23) i unutrašnjeg dijela tijela aktuatora (4).
Identična izvedba i razmještaj brtvi (9; 22; 24; 26) prikazan je na slijedećim slikama: slika 12 koja prikazuje presjek ventila za hidraulički pogon aktuatora sa izvedbom senzorskog mehanizma putem ultrazvučne sonde (20); slika 16 koja prikazuje presjek ventila za hidraulički pogon aktuatora sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45); slika 20 koja prikazuje presjek ventila za hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem čelične sajle (119); slika 22 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za mehanički pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem horizontalnog navojnog vretena (70) i navojne matice (71); slika 24 koja prikazuje presjek ventila za pneumo-hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem ultrazvučne sonde (20); slike 27 i 30 koje prikazuju presjek ventila za pneumo-hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45); slika 32 koja prikazuje presjek ventila za pneumatski pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem ultrazvučne sonde (20); i slika 35 koja prikazuje presjek ventila za pneumatski pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma senzorskog navojnog vretena (45).
Mehanizam kontrole brtvljenja, odnosno kontrola od prodora vanjskog protočnog fluida prema unutrašnjosti hidrauličkog aktuatora (4) i obratno od aktuatora u prostor protočnog fluida izvodi se vizualnom kontrolom u cijevi (33) ili daljinskim putem pomoću tlačnog prekidača ili sonde kontrolom porasta tlaka u istoj cijevi (33) (slika 13). Prisustvo protočnog fluida u cijevi (33) znači da je oštećena i propušta brtva klipnjače (24) koja se nalazi između vodilice (23) i klipnjače aktuatora (5.1.-a). Brtva klipnjače (24) smještena je unutar kružnog utora vodilice (23) i naliježe na pričvrsni poklopac (25) na stražnjem dijelu vodilice (23).
Prisustvo upravljačkog fluida, npr. hidrauličnog ulja u cijevi (33) na priključku (34) znači da propušta, jer je oštećena, unutarnja brtva klipnjače (22) smještena na obodu klipnjače aktuatora (5.1) između središnjeg tijela ventila (2) i koja naliježe na drugi kraj vodilice (23). Prisutnost protočnog odnosno upravljačkog fluida može se registrirati vizualno u cijevi (33) promatranjem ili daljinski putem odgovarajućeg tlačnog prekidača koji će registrirati odgovarajući porast tlaka u cijevi (33) i upozoriti na oštećenje navedenih brtvi (24; 22). Slika 14 prikazuje prostorni prikaz primjera izvođenja cijevi (35) sa slike 13 koja cijev (35) sadrži istovjetne konstrukcijske elemente kao i cijev (37). U hidraulički aktuator (4) se pod tlakom putem radijalno postavljene cijevi (35) za smjer zatvaranja ventila u prostor (16) dovoda upravljačkog fluida za smjer zatvaranja ventila i radijalno postavljene cijevi (37) za smjer otvaranja ventila u prostor (19) dovoda upravljačkog fluida za smjer otvaranja ventila. Cijev (35) koja služi za dovod pogonskog fluida za zatvaranje ventila je s jedne strane spojen na prostor (16) dovoda pogonskog fluida za smjer zatvaranja ventila, a s druge strane je zatvoren poklopcem (36) koji je navojno spojen s cijevi (35). Na nasuprotnim krajevima cijevi (35) se nalaze brtve (35.1), a između poklopca (36) i kanala (35) je smještena brtva (36.1).
Identična izvedba i razmještaj cijevi (35; 37) prikazan je na slijedećim slikama: slika 17 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za hidraulički pogon aktuatora sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45); slika 21 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za hidraulički pogon aktuatora sa izvedbom senzorskog mehanizma putem čelične sajle (119); slika 25 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za pneumo-hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem ultrazvučne sonde (20); slika 28 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za pneumo-hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45); slika 31 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za pneumo-hidraulični pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45); slika 33 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za pneumatski pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem ultrazvučne sonde (20); i slika 36 koja prikazuje presjek ventila u prostornom prikazu za pneumatski pogon aktuatora ventila sa izvedbom senzorskog mehanizma putem senzorskog navojnog vretena (45).
Sve izvedbe unutarnjih i vanjskih senzorskih mehanizama koje se primjenjuju kod svih tipova pogona biti će detaljno opisane u nastavku u poglavlju pod točkom 3.
Pored gore spomenute mogućnosti kontrole brtvljenja, vodilica (23) klipnjače aktuatora (5.1) smještena na stražnjem dijelu vanjskog oboda klipnjače aktuatora (5.1) od aksijalnog pomicanja je osigurana pričvrsnim poklopcem (25) i odgovarajućim vijcima. To aktuatoru daje vrlo veliku pouzdanost te omogućuje fleksibilnost u primjeni različitih tipova brtvi ovisno o protočnom fluidu, temperaturi i tlaku.
1.2 Mehanički pogon aktuatora MD (eng. Mechanical Drive)
Mehanički pogon aktuatora regulacionog ventila prikazan je na slikama 22 i 23. Koncept ventila prema predmetnom izumu po svojim dimenzijama vanjskog tijela ventila (1) takav je da se nesmetano može ugraditi kao element cjevovoda u kojem treba regulirati protok fluida. Unutar vanjskog tijela ventila (1) nalazi se središnje tijelo ventila (2) koji je sa vanjskim tijelom ventila (1) vezano rebrima (1.1). Broj rebara je optimalan obzirom na hidrodinamički otpor strujanja fluida i mehanička naprezanja konstrukcije samog ventila. Tijelo ventila (1) sadrži ulazni i izlazni otvor za protok fluida. Kada je ventil u određenom stanju otvorenosti oko središnjeg tijela ventila (2) kroz kanal (7) opstrujava protočni fluid. Unutar središnjeg tijela ventila (2) smješten je mehanički aktuator (4). Pritezanje mehaničkog aktuatora (4) nakon njegovog smještaja u središnji dio unutar središnjeg tijela ventila (2) izvodi se u prednjem dijelu ventila, u području ulaznog otvora za protok fluida, pomoću priteznog poklopca (10) i pritezne čahure (12). Kod ventila većih nazivnih promjera dodatno se pričvršćenje mehaničkog aktuatora (4) izvodi putem pritezne prirubnice (4.1) kao što je prikazano na slici 18 za izvedbu regulacionog ventila s hidrauličkim pogonom aktuatora. Unutar tijela ventila (2) nalazi se mehanički aktuator (4) čija je glavna komponenta horizontalno navojno vreteno (71) koje putem navojne matice (70) pogoni regulacijski klip (6) u smjeru otvaranja ili zatvaranja. Horizontalno navojno vreteno (71) je smješteno unutar aksijalnog provrta u klipnjači (72) mehaničkog aktuatora (4). Pogon mehaničkog aktuatora (4) se odvija putem okretanja vertikalnog vretena (62) pomoću elektromotora, hidromotora, pneumatskog motora ili pomoću ručnog kola. Okretni moment se putem para stožastih zupčanika (41) i (42), čije se osi međusobno sijeku pod pravim kutom, prenosi na horizontalno navojno vreteno (71). Vertikalno vreteno (62) uležišteno je unutar prihvatne prirubnice (69) pomoću ležaja (63), a u središnjem dijelu tijela ventila (2) putem ležaja (40). Prihvatna prirubnica (69) je spojena na vanjsko tijelo ventila (1) pomoću više vijaka (32), te omogućuje montažu različitih tipova i veličina spomenutih pogona.
Horizontalno navojno vreteno (71) uležišteno je pomoću glavnog ležaja (75) i pomoćnog ležaja (73) koji je smješten unutar pritezne glave središnjeg dijela ventila (10). Glavni ležaj (75) je smješten između navojne matice (70) i stožastog zupčanika (42). Aksijalno pričvršćenje vanjske košuljice ležaja (75) u tijelo aktuatora (4) osigurano je putem pločice (74), a unutarnja košuljica ležaja (75) pričvršćena je putem distantne čahure (71.1), matice (49.1) i stožastog zupčanika (42). Osiguranje matice (49.1) od odvrtanja izvršeno je putem vijka osiguranja (49.2).
Osiguranje klipnjače aktuatora (72) , a time i osiguranje od neželjenog rotiranja regulacijskog klipa (6), izvršeno je putem pera (77) smještenog između dijela tijela mehaničkog aktuatora (4) i navojne matice (70) na koju se nastavlja klipnjača aktuatora (72). Pero (77) je za tijelo mehaničkog aktuatora (4) učvršćeno pomoću vijaka (76). Navojna matica (70) na svom obodu ima odgovarajući utor u kojem klizi pero (77) i na taj način sprječava neželjenu rotaciju regulacijskog klipa (6).
Brtvljenje regulacijskog klipa (6) i klipnjače aktuatora (72) je izvedeno na isti način kao i za regulacijski ventil s hidrauličkim pogonom aktuatora, a pomoću naprijed opisanih brtvi (9; 22; 24; 26). Radijalni provrt i cijev (79) služe za kontrolu nivoa ulja ili masti za podmazivanje aktuatora. Na klipnjaču (72) mehaničkog aktuatora (4) pritegnut je vanjskom maticom (27) regulacijski klip (6). Sam regulacijski klip (6) tijekom regulacijskog hoda je hidrostatički uravnotežen na način da na njega sa svih strana djeluje isti tlak protočnog fluida čime se minimizira sila pokretanja klipnjače aktuatora (72). Samo vođenje regulacijskog klipa (6) izvodi se vodilicama (23) klipnjače aktuatora (72) i klipa aktuatora (70). Na taj način omogućeno je vrlo pouzdano i precizno vođenje regulacijskog klipa (6). Priključak (78) prikazan na slici 23 služi za punjenje mehaničkog aktuatora (4) sredstvom za podmazivanje bilo uljem ili mašću.
Mehanizam kontrole brtvljenja, odnosno kontrola od prodora vanjskog protočnog fluida prema unutrašnjosti mehaničkog aktuatora (4) izvodi se vizualnom kontrolom ili kontrolom porasta tlaka u cijevi (82). Prisustvo protočnog fluida u cijevi (82) tj. na priključku (83) znači da je oštećena i propušta jedna ili više brtvi klipnjače (24). Prisutnost protočnog fluida može se registrirati vizualno promatranjem ili daljinski putem odgovarajućeg tlačnog prekidača koji će registrirati odgovarajući porast tlaka u cijevi (82) i upozoriti na oštećenje brtve (24). Cijevi (79; 82) su izvedene na istovjetan način kao i cijevi (35; 37) za izvedbu hidrauličkog aktuatora (4- a) prikazani na slikama 13, 14, 17 i 21.
Pored gore spomenute mogućnosti kontrole brtvenog sustava, vodilica (23) klipnjače aktuatora (72) smještena na stražnjem dijelu vanjskog oboda klipnjače aktuatora (72) i od aksijalnog pomicanja osigurana je pomoću pričvrsnog poklopca (25) i odgovarajućih vijaka. To mehaničkom aktuatoru (4) daje vrlo veliku pouzdanost te omogućuje fleksibilnost u primjeni različitih tipova brtvi ovisno o protočnom fluidu, temperaturi i tlaku.
1.3 Pneumo-hidraulični pogon aktuatora PHD (eng. Pneumo-Hydraulic Drive)
Pneumo-hidraulični pogon (PHD) aktuatora ventila prikazan je na slikama 24 do 31. Koncept ventila prema predmetnom izumu po svojim dimenzijama vanjskog tijela ventila (1; 99) takav je da se nesmetano može ugraditi kao element cjevovoda u kojem treba regulirati protok fluida. U tijelu ventila koje se izvodi iz dva međusobno spojena vanjska tijela ventila (1 i 99) nalazi se središnje tijelo ventila koje se također izvodi iz dva međusobno spojena središnja tijela ventila(2; 100). Svaki od dva središnja tijela ventila (2; 100) je sa svojim odgovarajućim vanjskim dijelom tijela (1; 99) povezan rebrima (1.1). Broj rebara je optimalan obzirom na hidrodinamički otpor strujanja fluida i mehanička naprezanja konstrukcije samog ventila. Kada je ventil u određenom stanju otvorenosti oko središnjih tijela ventila (2; 100) kroz kanal (7) opstrujava protočni fluid. Tijelo ventila (1) sadrži ulazni otvor za protok fluida, a tijelo (99) sadrži izlazni otvor za protok fluida.
U dijelu središnjeg tijela ventila (2) koji graniči sa središnjim tijelom ventila (99) smješten je pneumatski cilindar (90.1) u koji se komprimirani zrak dovodi putem provrta (87) za smjer zatvaranja i provrta (95) za smjer otvaranja ventila. Uzdužno fiksiranje pneumatskog cilindra (90.1) izvršeno je putem poklopca pneumatskog aktuatora (96). Prednji (1) i stražnji dio (99) tijela ventila spojeni su međusobno vijcima (97; 98). Klip pneumatskog cilindra (90) je s hidrauličnom klipnjačom aktuatora(5.1) spojen putem segmenta (93) i pričvršćen pločicom (92) i vijcima (94).
Klip hidrauličnog aktuatora (5) sadrži klipnu brtvu (18) tako da se u slučaju kvara pneumatskog dijela aktuatora ili ispada komprimiranog zraka prinudni pogon ventila može ostvariti putem hidrauličnog aktuatora (4) dovodom pogonskog fluida pod tlakom u komoru (19) za otvaranje ili u komoru (16) za zatvaranje ventila. Međusobno odvajanje pneumatskog dijela aktuatora od hidrauličnog aktuatora (4) na strani hidrauličke klipnjače aktuatora (5.1) izvršeno je putem brtve klipnjače (85). Brtvljenje klipnjače aktuatora (5.1) između okolnog protočnog fluida i unutrašnjosti pneumatskog cilindra (90.1) izvršeno je putem jedne ili više brtvi klipnjače (24), a u obratnom smjeru unutarnjom brtvom klipnjače (22).
Pritezanje pneumo-hidrauličkog aktuatora (4;) nakon njegovog smještaja u središnji dio ventila (2; 100) izvodi se putem priteznog poklopca središnjeg dijela ventila (10) i pritezne čahure (12). Kod ventila većih nazivnih promjera dodatno se pričvršćenje aktuatora izvodi se dodatno putem pritezne prirubnice (4.1) prikazane na slici 18.
Na slici 27 prikazano je osiguranje klipnjače aktuatora (5.1), a time i osiguranje od rotacije regulacijskog klipa (6). Osiguranje od rotacije regulacijskog klipa (6) izvršeno je putem pera (55) smještenog između vanjskog oboda poklopca pneumatskog aktuatora (96). i unutarnjeg oboda regulacijskog klipa (6). Pero (55) je pričvršćeno pomoću vijaka (54). Regulacijski klip (6) na svojoj unutarnjoj strani ima odgovarajući utor u kojem klizi pero (55) i na taj način sprječava neželjenu rotaciju regulacijskog klipa (6). Navedeno osiguranje od rotacije regulacijskog klipa izvodi se prvenstveno u slučaju primjene vanjskog senzorskog mehanizma EXS putem senzorskog navojnog vretena (45) kako je prikazano na slikama 16 do 18, ili čelične sajle (119) prikazane na slikama 19 do 21, dok za primjenu beskontaktnih senzora za unutarnji senzorski mehanizam INS osiguranje nije neophodno.
U slučaju potrebe za prinudnim pogonom (eng. „emergency drive“) npr. u smjeru zatvaranja („fail to close“) može se ugraditi opruga (91) koja će u slučaju potrebe zatvarati ventil. Također za smjer otvaranja („fail to open“) može se ugraditi opruga koja će u slučaju potrebe otvarati ventil. Prinudni pogon zatvaranja ili otvaranja ventila može se izvesti i dodatno komprimiranim zrakom iz dodatnog spremnika. Prinudni pogon zatvaranja ili otvaranja može se izvesti i hidrauličnim putem ugradnjom odgovarajućeg hidro-akumulatora.
Brtvljenje regulacijskog klipa (6) u zatvorenom položaju odvija se pomoću jedne ili više stražnjih brtvi (26) koje su smještene između unutarnjeg oboda stražnjeg dijela središnjeg tijela ventila (100) i vanjskog oboda regulacijskog klipa (6), te pomoću jedne ili više brtvi (9) smještenih na izlaznom dijelu (8) ventila. Brtvljenje u otvorenom položaju ili u nekom međupoložaju nije potrebno jer fluid opstrujava regulacijski klip koji je na taj način, kao što je naprijed navedeno, hidrostatički uravnotežen. Pored toga, ovo konstruktivno svojstvo omogućava da su navedene brtve (9, 26) izložene minimalnom trošenju. Ovdje nije posebno naglašeno, ali je jasno da broj i razmještaj brtvi (9) i (26) može biti proizvoljan što ovisi o veličini tlaka, vrsti protočnog fluida i temperaturi.
Kontrola brtvljenja se izvodi vizualnom kontrolom ili kontrolom porasta tlaka u cijevi (33) na isti način kako je naprijed opisano za hidraulički aktuator (nije prikazano na slikama). Brtvljenje regulacijskog klipa (6) i klipnjače aktuatora (5.1) je izvedeno na isti način kao i za regulacijski ventil s hidrauličkim pogonom aktuatora, a pomoću naprijed opisanih brtvi (9; 22; 24; 26).
Pored gore spomenute mogućnosti kontrole brtvenog sustava, vodilica klipnjače (23) uležištena je unutar poklopca pneumatskog aktuatora (96) i od aksijalnog pomicanja osigurana pričvrsnim poklopcem (25) s odgovarajućim vijcima. To aktuatoru daje vrlo veliku pouzdanost te omogućuje fleksibilnost u primjeni različitih tipova brtvi ovisno o protočnom fluidu, temperaturi i tlaku.
Kao što je spomenuto u izvedbi ventila prema predmetnom izumu signalizacija položaja regulacijskog klipa (6) unutar regulacijskog hoda najčešće se odvija unutarnjim senzorskim mehanizmom INTS i vanjskim senzorskim mehanizmom EXTS.
1.4 Pneumatski pogon aktuatora PD (eng.Pneumatic Dive)
Pneumatski pogon (PHD) aktuatora ventila prikazan je na slikama 32 do 36. Koncept ventila prema predmetnom izumu po svojim dimenzijama vanjskog tijela ventila (1; 99) takav je da se nesmetano može ugraditi kao element cjevovoda u kojem treba regulirati protok fluida. U tijelu ventila koje se izvodi iz dva međusobno spojena vanjska tijela ventila dijela (1 i 99) nalazi se središnji dio ventila koji se također izvodi iz dva međusobno spojena središnja tijela ventila (2; 100). Svaki od dva navedena središnja tijela ventila (2; 100) je sa svojim odgovarajućim navedenim vanjskim tijelom ventila (1; 99) povezan rebrima (1.1). Broj rebara je optimalan obzirom na hidrodinamički otpor strujanja fluida i mehanička naprezanja konstrukcije samog ventila. Kada je ventil u određenom stanju otvorenosti oko središnjih tijela ventila (2; 100) kroz kanal (7) opstrujava protočni fluid. Tijelo ventila (1) sadrži ulazni otvor za protok fluida, a tijelo (99) sadrži izlazni otvor za protok fluida.
U prednjem dijelu središnjeg tijela ventila (2) smješten je pneumatski cilindar (90.1) u koji se komprimirani zrak dovodi putem provrta (87) za smjer zatvaranja i provrta (95) za smjer otvaranja ventila. Uzdužno fiksiranje pneumatskog cilindra (90.1) na strani regulacijskog aktuatora (6) ostvaruje se putem poklopca pneumatskog aktuatora (96) regulacijskog klipa (6). Prednje vanjsko tijelo ventila (1) i stražnje vanjsko tijelo ventila (99) su međusobno spojeni vijcima (97; 98). Klip pneumatskog cilindra (90) je putem segmenta (93) i pričvrsnom pločicom (92) putem vijaka (94) čvrsto spojen s klipnjačom aktuatora (5.1). Na drugoj strani navedene klipnjače pričvršćen je klip aktuatora (5) koji dimenzijski odgovara unutarnjem promjeru hidrauličnog aktuatora (4) za pneumo-hidraulički pogon. Funkcija klipa aktuatora (5) je vođenje klipnjače aktuatora (5.1) i regulacijskog klipa (6) budući da se u aktuator ne dovodi hidraulično ulje pod tlakom.
Brtvljenje klipnjače unutar pneumatskog dijela izvršeno je putem brtvi klipnjače (85). Brtvljenje klipnjače aktuatora (5.1) između okolnog protočnog fluida i unutrašnjosti pneumatskog cilindra (90.1) ostvaruje se putem jedne ili više brtvi klipnjače (24), a u pneumatskom dijelu unutarnjom brtvom klipnjače (22). brtva klipnjače (24) koja se nalazi između vodilice (23) i klipnjače aktuatora (5.1). Brtva klipnjače (24) smještena je unutar kružnog utora vodilice (23) koji se nalazi na stražnjem dijelu vodilice (23). Unutarnja brtva klipnjače (22) smještena na obodu klipnjače aktuatora (5.1) između poklopca pneumatskog aktuatora (96) i vodilice (23).
Pritezanje aktuatora (4) nakon njegovog smještaja u središnje tijelo ventila (2) izvodi se putem priteznog poklopca središnjeg dijela ventila (10) i pritezne čahure (12). Kod ventila većih nazivnih promjera dodatno se pričvršćenje aktuatora izvodi putem pritezne prirubnice (4.1) prikazane na slici 18.
Na slici 35 prikazano je osiguranje klipnjače aktuatora (5.1), a time i osiguranje od rotacije regulacijskog klipa (6) pomoću pera (55) smještenog između vanjskog oboda poklopca pneumatskog aktuatora (96) i unutarnjeg oboda regulacijskog klipa (6). Pero (55) je pričvršćeno vijcima (54). Regulacijski klip (6) na svojoj unutarnjoj strani ima odgovarajući utor u kojem klizi pero (55) i na taj način sprječava neželjenu rotaciju regulacijskog klipa (6). Navedeno osiguranje od rotacije navedenog regulacijskog klipa izvodi se prvenstveno u slučaju pogona za vanjski senzorski mehanizam EXS putem senzorskog navojnog vretena (45) prikazanog na slikama 16 i 17 ili čelične sajle (119) prikazane na slikama 19 do 21, dok za primjenu beskontaktnih senzora za unutarnji senzorski mehanizam INS osiguranje nije neophodno.
U slučaju potrebe za prinudnim pogonom (eng. „emergency drive“) npr. u smjeru zatvaranja („fail to close“) može se ugraditi opruga (91) koja će u slučaju potrebe zatvarati ventil. Također za smjer otvaranja („fail to open“) može se ugraditi opruga koja će u slučaju potrebe otvarati ventil. Prinudni pogon zatvaranja ili otvaranja ventila može se izvesti i dodatno komprimiranim zrakom iz dodatnog spremnika.
Brtvljenje regulacijskog klipa (6) u zatvorenom položaju ostvaruje se pomoću jedne ili više stražnjih brtvi (26) smještenih u drugom središnjem tijelu ventila (100) i brtve (9) smještene na izlaznom dijelu (8) ventila. Stražnje brtve (26) smještene su između unutarnjeg oboda stražnjeg tijela ventila (100) i vanjskog oboda regulacijskog klipa (6). Brtvljenje u otvorenom položaju ili u nekom međupoložaju nije potrebno jer fluid opstrujava regulacijski klip koji je na taj način, kao što je naprijed navedeno, uravnotežen. Pored toga, ovo konstruktivno svojstvo omogućava da su navedene brtve (9; 26) izložene minimalnom trošenju. Ovdje nije posebno naglašeno, ali je jasno da broj i razmještaj brtvi (9) i (26) može biti proizvoljan što ovisi o veličini tlaka, vrsti protočnog fluida i temperaturi.
Brtvljenje regulacijskog klipa (6) i klipnjače aktuatora (5.1) je izvedeno na isti način kao i za regulacijski ventil s hidrauličkim pogonom aktuatora, a pomoću naprijed opisanih brtvi (9; 22; 24; 26). Kontrola brtvljenja se izvodi vizualnom kontrolom ili kontrolom porasta tlaka u cijevi (33) na isti način kako je naprijed opisano za hidraulički aktuator (nije prikazano na slikama). Pored gore spomenute mogućnosti kontrole brtvenog sustava, vodilica klipnjače (23) uležištena je u tijelu poklopca pneumatskog aktuatora (96) i od aksijalnog pomicanja osigurana pričvrsnim poklopcem (25) s odgovarajućim vijcima. To aktuatoru daje vrlo veliku pouzdanost te omogućuje fleksibilnost u primjeni različitih tipova brtvi ovisno o protočnom fluidu, temperaturi i tlaku.
2. NEPOVRATNI VENTILI, tipska oznaka CV (eng. Check Valve)
Prema predmetnom izumu u svrhu kontroliranog otvaranja i zatvaranja te sprječavanje udara diska o tijelo nepovratnog ventila tj. izlazni dosjed ventila, koriste se niže navedena rješenja.
Slike 37 do 39 prikazuju nepovratne ventile s različitim izvedbama aktuatora. Koncept nepovratnog ventila prema predmetnom izumu po svojim dimenzijama vanjskog tijela ventila (1) takav je da se nesmetano može ugraditi kao element cjevovoda. U tijelu ventila (1) nalazi se središnje tijelo ventila (2) koji je sa vanjskim tijelom ventila (1) vezan rebrima (1.1). Tijelo ventila (1) sadrži ulazni i izlazni otvor za protok fluida. Broj rebara (1.1) je optimalan obzirom na hidrodinamički otpor strujanja fluida i mehanička naprezanja konstrukcije samog ventila. Kada je ventil u određenom stanju otvorenosti oko središnjeg tijela ventila (2) kroz kanal (7) opstrujava protočni fluid. Unutar središnjeg tijela ventila (2) aksijalno je smješten aktuator (4). Pritezanje aktuatora (4) nakon njegovog smještaja u središnji dio unutar središnjeg tijela ventila (2) izvodi se u području izlaznog otvora za protok fluida, pomoću priteznog poklopca (10) i pritezne čahure (12). Na suprotnom dijelu ventila pritezanje tijela aktuatora (4) izvodi se pomoću pričvrsnog poklopca (25) i odgovarajućih vijaka. Klip aktuatora (5) u nekim izvedbama može sadržavati klipnu brtvu koja osigurava brtvljenje između navedenog klipa i unutrašnjeg tijela aktuatora (5). Klip aktuatora (5) je putem klipnjače aktuatora (5.1) povezan s diskom (104). Vođenje klipa (5) izvodi se pomoću klipnjače aktuatora (5.1). Aktuator (4) na vanjskom obodu u području iznad vodilice klipnjače (23) sadrži radijalno prstenasto izbočenje na koje se naslanja jedan kraj opruge (103), dok se drugi kraj navedene opruge naslanja na dno diska (104) koji s unutarnje strane sadrži prstenastu izbočinu koja se proteže u aksijalnom smjeru prema unutrašnjosti aktuatora (4) i oko koje se pozicionira opruga (103). Disk (104) je pomoću pritezne matice diska (130) pričvršćen na klipnjaču aktuatora (5.1). S jedne strane klipa (5) se nalazi komora (16) za zatvaranje ventila, a s druge strane klipa (5) se nalazi komora (19) za otvaranje ventila. Na ulaznoj strani ventila se nalazi dosjedni prsten (105) smješten na unutarnjem obodu tijela ventila (1). Između dosjednog prstena (105) i unutarnjeg oboda tijela ventila (1) nalazi se brtva dosjednog prstena (28). Vodilica (23) klipnjače aktuatora (5.1) smještena na stražnjem dijelu vanjskog oboda navedene klipnjače aktuatora od aksijalnog pomicanja je osigurana pričvrsnim poklopcem (25) i odgovarajućim vijcima.
Slika 37 prikazuje obični nepovratni ventil s pogonom aktuatora pomoću protočnog fluida čije funkcioniranje je potpuno autonomno i bazirano isključivo na energiji protočnog fluida koji može biti voda, nafta, plin, komprimirani zrak, kriogeni i visoko temperaturni fluidi. Protočni fluid u povratnom strujanju u suprotnom smjeru (na slici „stalni protok“) od smjera strujanja protočnog fluida u cjevovodu, uslijed djelovanja dinamičkog tlaka, preko provrta (135) u priteznom poklopcu (10) ulazi u komoru (16) čime potiskuje klip (5) a time i disk (104) na način da zatvori ventil. U ovoj izvedbi nepovratnog ventila, komore (16) i komora (19) su međusobno povezane kanalima. Fiksiranje aktuatora u tijelu ventila (1) se realizira pomoću šipke centriranja aktuatora (128-SC). Otvaranje se izvodi automatski prilikom starta pumpe djelovanjem dinamičkog tlaka protočnog fluida na disk (104) nepovratnog ventila, a zatvaranje se izvodi automatski inicijalnim djelovanjem opruge (103) i povratnim strujanjem u slučaju prekida rada pumpe. U slučaju čišćih protočnih fluida mogu se ugraditi odgovarajući prigušno- nepovratni ventili kojima se može utjecati na brzinu otvaranja ili zatvaranja. Budući da se otvaranje ventila izvodi isključivo djelovanjem dinamičkog tlaka na disk (104) u ovaj tip ventila ugrađuju se slabije opruge (103) kako bi se ventil potpuno otvorio pogotovo u slučaju malih brzina strujanja.
Slika 38 prikazuje obični nepovratni ventil koji može koristiti hidraulički ili pneumatski aktuator u funkciji regulacije brzine otvaranja ili zatvaranja te vođenja diska koji se koristi u slučaju rada s onečišćenim protočnim fluidima. Vođenje hidrauličkog ili pneumatskog klipa (5) izvodi se pomoću vodilice (23) i klipnjače aktuatora (5.1). Brtvljenje aktuatora (4) između okolnog protočnog fluida i njegove unutrašnjosti ostvaruje se putem jedne ili više brtvi (24; 22). Brtva klipnjače (24) smještena je po obodu klipnjače aktuatora (5.1) između vodilice (23) i pričvrsnog poklopca (25), a unutarnja brtva (22) je smještena po obodu vodilice (23) i naliježe na unutrašnji dio aktuatora (4). Pogonski fluid za smjer zatvaranja ventila se dovodi putem kanala (35), a pogonski fluid za smjer otvaranja ventila se dovodi putem kanala (37). Kanali (35; 37) su iste izvedbe kao i kanali opisani za izvedbe regulacijskih ventila (vidi sliku 14). Ovaj tip ventila može sadržavati unutarnji senzorski mehanizam, tj. vidu linearnog davača položaja, prikazanog na slici 12, ili vanjski senzorski mehanizam u vidu prekidača krajnjih položaja smještenih na držaču s vanjske strane tijela ventila. Kod ovog tipa ventila funkcioniranje je u potpunosti isto kao i kod prethodnog samo što se kod ovog tipa u aktuatoru (4) nalazi se stlačivi ili nestlačivi fluid. Na taj način osigurava se pouzdana funkcija nepovratnog ventila i potrebno podešavanje vremena otvaranja i zatvaranja bez obzira na stupanj onečišćenosti protočnog fluida ili prisutnost krutih čestica.
Smjer otvaranja postiže se direktnim djelovanjem dinamičkog tlaka protočnog fluida na disk (104) prilikom starta pumpe. Smjer zatvaranja ventila izvodi se kombiniranim djelovanjem povratnog strujanja protočnog fluida kroz uzdužne kanale ili provrte koji prolaze kroz središnje tijelo ventila (2) (nije prikazano na slikama) prema cilindričnoj šupljini koja se nalazi između dijela središnjeg tijela ventila (2) i aktuatora (4) i opruge (103) ili hidro-akumulatora za veće nepovratne ventile. Rješenje se sastoji od dodatnog spremnika s stlačivim ili nestlačivim fluidom i prigušno-nepovratnih ventila koji služe za podešavanje brzine otvaranja i/ili zatvaranja putem aktuatora (4) za eliminaciju udara diska na dosjedni prsten (105) prilikom zatvaranja.
Slika 39 prikazuje naprednu izvedbu nepovratnih ventila s pogonom aktuatora pomoću protočnog fluida. Vođenje hidrauličkog ili pneumatskog klipa (5) izvodi se pomoću vodilice (23) i klipnjače aktuatora (5.1). Brtvljenje aktuatora (4) između okolnog protočnog fluida i njegove unutrašnjosti ostvaruje se putem jedne ili više brtvi (24; 22). Brtva klipnjače (24) smještena je po obodu klipnjače aktuatora (5.1) između vodilice (23) i pričvrsnog poklopca (25), a unutarnja brtva (22) je smještena po obodu vodilice (23) i naliježe na unutrašnji dio aktuatora (4). Za smjer zatvaranja ventila putem cijevi (128-SFMO) „A“ strana aktuatora tj. prostor (16) se odzračuje na odzračnom filteru (131), a pogonski fluid za smjer otvaranja ventila se dovodi putem kanala (133-SFMO) na „B“ stranu aktuatora tj. u prostor (19) dovodi se putem aktuacijske cijevi (134) koja je spojena na kanale (136) koji su smješteni po obodu dosjednog prstena (105).
Kod naprednih rješenja nepovratnih ventila, prilikom otvaranja direktno na disk (104) nepovratnog ventila djeluje dinamički tlak protočnog fluida plus komponenta statičkog tlaka koja djeluje na diferencijalnu „B“ stranu (19) klipa aktuatora, tako da njihovo zajedničko djelovanje u potpunosti otvori ventil i kod vrlo snažnih opruga (103) i već kod vrlo malih brzina strujanja. To znači da napredna rješenja nepovratnih ventila u potpunosti eliminiraju gubitke strujanja odnosno financijske gubitke koji nastaju kao posljedica djelovanja opruge ili hidro- akumulatora iz prethodne točke. Pored toga daju daleko bolju i pouzdaniju zaštitnu funkciju nepovratnog ventila jer se može ugraditi daleko snažnija opruga tip CV.SC.FMFO ili kod izvedbe s hidro-akumulatorom tip CV.AC.FMFO gdje tlak hidrauličnog ulja djeluje u aktuatoru umjesto opruge. Pored toga u slučaju primjene nepovratnih ventila kod onečišćenih protočnih fluida i dobivanja fleksibilne karakteristike nepovratnih ventila tip CV.EXPO u aktuator na klipnu „A“ stranu i diferencijalnu „B“ stranu, može se dovoditi i pogonski fluid iz vanjskih izvora npr. komprimirani zrak. U tom slučaju zatvaranje ventila izvodi se kombiniranim djelovanjem povratnog strujanja protočnog fluida kroz uzdužne kanale koji prolaze kroz središnje tijelo ventila (2) prema cilindričnoj šupljini koja se nalazi između dijela središnjeg tijela ventila (2) i aktuatora (4) i opruge (103) ili hidro-akumulatora za veće nepovratne ventile. Ova izvedba omogućuje da se u slučaju potrebe za većim silama zatvaranja u smislu boljeg brtvljenja u zatvorenom položaju kroz dovodnu cijev (35) može se dovoditi i vanjski pogonski fluid.
3. SENZORSKI MEHANIZAM i ostvarivanje povratne regulacijske veze (eng. Sensors and feedback control)
Kao što je spomenuto u izvedbi ventila prema predmetnom izumu signalizacija položaja regulacijskog klipa (6) ili diska nepovratnih ventila (104) unutar regulacijskog hoda u predmetnom izumu se vrši ugradnjom senzora unutar samog ventila tzv. unutarnji senzorski mehanizam INTS ili se gibanje regulacijskog klipa prenosi odgovarajućim mehanizmom do senzora ugrađenih izvan ventila tzv. vanjski senzorski mehanizam EXTS. Detaljan opis unutarnjeg i vanjskog senzorskog mehanizma primjenjive su na svim vrstama ranije opisanih pogona ventila je dan u nastavku. Primjeri izvedbe za sve vrste senzorskih mehanizama primjenjiv na sve vrste pogona prema predmetnom izumu ilustrirani su slikama 12, 15, 16, 18, 19 i 20 koji prikazuju regulacijski ventil s hidrauličkim pogonom aktuatora.
3.1 Unutarnji senzorski mehanizam, tip INTS razvijen je u vidu linearnog davača položaja, prikazan je na slikama 12 i 13 za regulacijski ventil s hidrauličkim pogonom aktuatora, slikama 24 i 25 za regulacijski ventil s pneumo-hidrauličkim pogonom aktuatora, slikama 32 i 33 za regulacijski ventil s pneumatskim pogonom aktuatora. Linearni davač položaja može biti ugrađen i u obični nepovratni ventil koji može koristiti hidraulički ili pneumatski aktuator. Linearni davač položaja se u osnovi sastoji od dva dijela, elektronske glave davača (13) s pripadajućim magnetom (17) i ultrazvučne sonde (20) u obliku štapa koja je smještena unutar aksijalnog provrta u klipnjači (5.1) aktuatora (4). Linearni davač položaja je postavljen centralno u aktuatoru (4). Elektronskih linearnih davača položaja ima mnogo vrsta, a najčešće korišten linearni magnetostriktivni davač prikazan je na slici 12. Princip rada korištenog linearnog davača položaja u tehnici je poznat pod pojmom magnetostrikcije. Pojednostavljeno rečeno, proces mjerenja položaja inicira se kratkim električnim impulsima u elektronskoj glavi davača (13) stvarajući elektromagnetske valove koji se putem ultrazvučne sonde (20) prenose uzdužno dok ne dostignu referentnu poziciju koja je najčešće permanentni magnet (17). Naime, na mjestu položaja klipa aktuatora (5) na kojem je ugrađen permanentni magnet (17) nastaje interakcija magnetskih polja koja se vrlo precizno očitava u elektronskoj glavi davača (13). Razlikom vremena odašiljanja i primanja tj. očitanja valnog poremećaja indirektno se mjeri razmak odnosno položaj klipa aktuatora (5). Takvi linearni davači položaja su izuzetno pouzdane komponente i standardno komercijalno dobavljivi. Vremenski odziv tj. razmak može se konvertirati u linearnu električnu veličinu u samoj elektronskoj glavi davača položaja (13) te se kao lako mjerljiva električna signalna veličina (npr. napon ili modulirani strujni signal) može voditi žicama kroz provrt (3) i kabelski uvodnik (31) dalje do procesora za analizu predmetnog signala.
3.2 Vanjski senzorski mehanizam, tip EXTS
Vanjski senzorski mehanizam tip EXTS prema predmetnom izumu gdje se pomak regulacijskog klipa (6) do senzora smještenih s vanjske strane ventila ostvaruje putem posebnog mehanizama, koji po izvedbi mogu biti slijedećih izvedbi.
3.2.1 Vanjski senzorski mehanizam s fiksnim vretenom - EXTS.FS (External Sensoric with Fix Spindle) - prikazan je na slici 18. Vanjski senzorski mehanizam s fiksnim vretenom sastoji se od horizontalnog senzorskog navojnog vretena (45) u sprezi s navojnom maticom (51), horizontalnog vretena stožnika (50.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (42) i vertikalnog senzorskog vratila (62.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (41), pri čemu su horizontalno vreteno stožnika (50.1) i vertikalno senzorsko vratilo (62.1) u međusobnoj zupčastoj sprezi putem stožastih zupčanika (41; 42), koje horizontalno senzorsko navojno vreteno (45) je spojeno na horizontalno vreteno stožnika (50.1) putem matice (124), koja navojna matica (51) je pomoću vijaka (52.1) pričvršćena na klip aktuatora (5), gdje se aksijalno kretanje klipa aktuatora (5) i navojne matice (51) prenosi u rotacijsko kretanje senzorskog navojnog vretena (45) a time i horizontalnog vretena stožnika (50.1) čije rotacijsko kretanje se putem para stožastih zupčanika (42, 41) prenosi na vertikalno vreteno (62.1).
Senzorsko navojno vreteno (45) je fiksirano na vreteno stožnika (50.1) pomoću navojne matice (51). Na klip aktuatora (5) pričvršćena je navojna matica (51) čije aksijalno kretanje se prenosi u rotacijsko kretanje senzorskog navojnog vretena (45), koje je putem vijaka spojeno s vratilom na kojemu se nalazi stožasti zupčanik (41) koji rotaciju prenosi na vertikalno senzorsko vratilo (62.1). Senzorsko navojno vreteno (45) je smješteno unutar aksijalnog provrta u klipnjači (5.1) aktuatora (4;).
Kao što je prikazano na slici 18 na klip aktuatora (5) putem vijaka (52.1) pričvršćena je navojna matica (51). Aksijalno kretanje navojne matice (51) prenosi u rotacijsko kretanje senzorsko navojno vreteno (45) koje je putem vijaka spojeno s vratilom na kojemu se nalazi stožasti zupčanik (42) koji putem stožastog zupčanika (41) rotaciju prenosi na vertikalno senzorsko vratilo (62.1). Horizontalno vreteno stožnika (50.1) uležišteno je u dnu aktuatora putem odgovarajućeg ležaja (44), a na drugoj strani ležaja (48) smještenog u priteznom poklopcu aktuatora (10). Ležaj (44) je u tijelu aktuatora fiksiran pomoću pločice (43). Vertikalno senzorsko vratilo (62.1) je u središnjem tijelu ventila (2) uležišteno putem ležaja (40) smještenog u posebnoj čahuri (39). Gornji dio vertikalnog senzorskog vratila (62.1) uležišten je putem ležaja (63) smještenog u čahuri (56) pričvršćenoj na tijelo ventila (1) (vidi sliku 15).
Rotacija vertikalnog senzorsko vratila (62.1) se putem navojnog vretena (62.2) prenosi u translaciju navojne matice (59.2) koja na sebi ima smještene indekse (59.1) a koji služe za sprječavanje rotacije navojne matice (51) i aktiviranje prekidača (64.1; 64.2) krajnjih položaja induktivnog ili mehaničkog tipa, regulacijskog klipa (6) tj. koriste se za dodatno signalizaciju otvorenog ili zatvorenog položaja ventila.
Ova izvedba vanjskog senzorskog mehanizma s fiksnim vretenom koristi se uglavnom za ventile s većim radnim hodom regulacijskog klipa, dakle za veće nazivne promjere ventila, a senzorsko vreteno se nalazi u doticaju s pogonskim fluidom.
3.2.2.Vanjski senzorski mehanizam s pomičnim vretenom-EXTS.MS (External Sensoric with Moving Spindle)- se sastoji od senzorskog navojnog vretena (45) fiksirano u klipnjači aktuatora (5.1) učvršćenoj u regulacijskom klipu (6) i navojne matice (51), sve prikazano na slikama 15 do 17 za regulacijski ventil s hidrauličkim aktuatorom, na slikama 26 do 31 za regulacijski ventil s pneumo-hidrauličkim aktuatorom i slikama 34 do 36 za regulacijski ventil s pneumatskim aktuatorom.
Vanjski senzorski mehanizam s pomičnim vretenom sastoji se od horizontalnog senzorskog navojnog vretena (45), horizontalnog vretena stožnika (50.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (42) i vertikalnog senzorskog vratila (62.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (41), pri čemu su horizontalno vreteno stožnika (50.1) i vertikalno senzorsko vratilo (62.1) u međusobnoj zupčastoj sprezi putem stožastih zupčanika (41; 42), koje horizontalno senzorsko navojno vreteno (45) je putem pričvrsne matice (47) pričvršćeno unutar klipnjače aktuatora (5.1) pri čemu se aksijalno kretanje klipnjače aktuatora (5.1) i time horizontalnog navojnog vretena (45) putem matice (51) smještene na horizontalnom vretenu stožnika (50.1) prenosi u rotacijsko kretanje istoga koje se putem para stožastih zupčanika (42, 41) prenosi na vertikalno vreteno (62.1).
Kao što je prikazano na navedenim slikama unutar klipnjače aktuatora (5.1) putem pričvrsne matice (47) pričvršćeno je senzorsko navojno vreteno (45) koje aksijalno kretanje klipa (5) prenosi u rotacijsko kretanje putem matice (51) smještene na senzorskom navojnom vretenu (45). Putem senzorskog navojnog vretena (45) i para stožastih zupčanika (42, 41) rotacija se prenosio na vertikalno vreteno (62.1). Od visokog hidrauličnog upravljačkog tlaka senzorsko navojno vreteno (45) izolirano je putem cijevi (46) koja je fiksirana u dnu aktuatora (14) i brtve (53) smještene u samom klipu (5). Senzorsko navojno vreteno (45) uležišteno je u dnu aktuatora (14) putem odgovarajućeg ležaja (44), a na drugoj strani ležaja (48) smještenog u priteznoj glavi središnjeg dijela ventila (10). Ležaj (44) je u tijelu aktuatora fiksiran pomoću pločice (43). Vertikalno senzorsko vreteno (62.1) je u središnjem dijelu tijela ventila (2) uležišteno putem ležaja (40) smještenog u posebnoj čahuri (39). Gornji dio navedenog vertikalnog vretena uležišten je putem ležaja (63) smještenog u čahuri (56) pričvršćenoj na tijelo ventila (1).
Rotacija vertikalnog senzorskog vratila (62.1) se putem navojnog vretena (62.2) prenosi u translaciju navojne matice (59.2) koja na sebi ima smještene indekse (59.1) koji služe za sprječavanje rotacije navojne matice (59.2) i aktiviranje prekidača (64.1; 64.2) krajnjih položaja induktivnog ili mehaničkog tipa, regulacijskog klipa (6) tj. koriste se za dodatno signalizaciju otvorenog ili zatvorenog položaja ventila.
Ova vrsta vanjskog senzorskog mehanizma s pomičnim vretenom koristi se za ventile s manjim radnim hodom, dakle za manje nazivne veličine ventila, a senzorsko vreteno je izvan doticaja pogonskog fluida putem izolacijske cijevi (46).
3.2.3. Vanjski senzorski mehanizam s čeličnom sajlom -EXTS.SC (External Sensoric with Steel Cable)- se sastoji od čelične sajle (119) i odgovarajućeg koloturnika(118), prikazano na slikama 19 do 21 za regulacijski ventil s hidrauličkim aktuatorom, međutim isti princip se može primijeniti i na regulacijske ventile s drugim vrstama pogona.
Jedan kraj čelične sajle (119) pričvršćen je u klipnjači (5.1), a drugi u posebnom aktuacijskom elementu senzora (59.3) koji se nalazi u držaču (57) pričvršćenom na tijelu ventila s vanjske strane. Potrebno kutno skretanje čelične sajle izvodi se putem posebnog koloturnika (118) učvršćenog na posebnoj prirubnici (119) dna aktuatora (14). Praćenje pomaka regulacijskog klipa do aktuacijskog elementa senzora (59.3) vanjskih senzora ostvaruje se pomoću čelične sajle (119) a opruga (121) čeličnu sajlu (119) drži uvijek s potrebnom vlačnom silom.
Čelična sajla (119) je od pogonskog fluida izolirana putem posebne izolacijske klipnjače (46) učvršćene u prirubnici dna aktuatora (14). Za signalizaciju položaja regulacijskog klipa (6.1) na držač senzora (57) mogu biti učvršćeni različiti tipovi linearnih davača položaja i prekidača krajnjih položaja. U slučaju da je hod aktuacijskog elementa senzora (59.3) prevelik za vertikalnu montažu, ugradnjom još jednog koloturnika čelične sajle, držač senzora može se zakrenuti za 90° tj. smjestiti u horizontalni uzdužni položaj čime se dobiva na kompaktnosti dizajna.
Na svim izvedbama vanjskih senzorskih mehanizama mogu se koristiti jednaki senzori kao što je to prikazano na slici 15. Prikazani su senzori smješteni na posebnom držaču (57) i mogu biti u vidu krajnjih prekidača (eng. limit switchs) (64.1; 64.2) ili rotacijskih (61) ili linearnih davača položaja (13) istog tipa kao što je prikazano na slici 12.
Vanjski senzorski mehanizam EXT koristi se npr. u slučaju primjene ventila s visokim temperaturama protočnih fluida, kao što je strujanje vruće vodene pare ili se zahtjeva dodatna signalizacija krajnjih položaja regulacijskog klipa (6) putem prekidača krajnjih položaja različitih tipova (64.1; 64.2).
Industrijska primjenjivost
Industrijska primjenjivost ovog izuma je očigledna, radi se o novom aksijalnom ventilu modularnog koncepta izvedbe s širokim područjem primjene u kontroli protoka raznih fluida.
Popis pozivnih oznaka
1 vanjsko tijelo ventila
1.1 spojna rebra
2 središnje tijelo ventila
3 provrt za prolaz čelične sajle
4.1 prednja pritezna prirubnica aktuatora
4 tijelo aktuatora
5 klip aktuatora
5.1 klipnjača aktuatora
6 regulacijski klip
6.4 držač segmenta za sprječavanje rotacije regulacijskog klipa
6.5 segment za sprječavanje rotacije regulacijskog klipa
7 prostor strujanja protočnog medija
8 izlazni dio
9 brtva izlaznog dijela
10 pritezni poklopac središnjeg dijela ventila
11 brtva priteznog poklopca
12 pritezna čahura
13 elektronska glava linearnog davača pložaja
14 dno aktuatora
15 pritezni vijci dna aktuatora
16 prostor dovoda pogonskog fluida za smjer zatvaranja ventila
17 magnet linearnog davača položaja
18 klipna brtva
19 prostor dovoda pogonskog fluida za smjer otvaranja ventila
20 ultrazvučna sonda
21 brtva tijela ventila
22 unutarnja brtva klipnjače
23 vodilica klipnjače
24 brtva klipnjače
25 pričvrsni poklopac vodilice klipnjače
26 stražnja brtva
27 vanjska matica regulacijskog klipa
28 brtva dosjednog prstena
29 pritezni vijci izlaznog dijela
30 poklopac
31 uvodnik kabela davača položaja
32 pričvrsni vici poklopca
33 cijev lekažnog medija brtvenog sistema
34 poklopac cjevčice lekažnog medija brtvenog sistema
35 cijev dovoda pogonskog medija za smjer zatvaranja ventila
35.1 brtve na krajevima cjevčica
36 poklopac cjevi
36.1 brtva poklopca cjevčice
37 cijev dovoda pogonskog medija za smjer otvaranja ventila
38 poklopac cjevčice pogonskog medija za smjer otvaranja ventila
40 ležaj vertikalnog senzorskog vretena
41 stožnik vertikalnog senzorskog vretena
42 stožnik horizontalnog senzorskog vretena
43 prirubnica pričvršćenja vanjske košuljice prednjeg ležaja
43.1 prirubnica nosača kolotura
44 glavni ležaj senzorskog vretena
45 senzorsko navojno vreteno
46 izolacijska klipnjača
47 prihvatna matica senzorskog vretena
48 pomoćni ležaj senzorskog vretena
49.1 matica pritezanja horizontalnog stožnika
49.2 vijak osiguranja matice
50.1 vreteno stožnika
50.2 distantna puškica
51 navojna matica senzorskog vretena
54 vijci pričvršćenja pera
55 pero za sprječavanje rotacije regulacijskog klipa
56 prihvatna čahura
57 držač vanjske senzorike
58 brtveni poklopac
59.1 indeks/pozicioni zatik
59.2 navojna matica vertikalnog senzorskog vretena
59.3 aktuacijski element senzora
60 poklopac rotacijskog senzora za poziciju regulacijskog klipa
61 rotacijski ili linearni davač položaja
62 vertikalno vratilo mehaničkog pogona
62.1 vertikalno senzorsko vratilo
62.2 vertikalno navojno vreteno
63 ležaj vertikalnog vratila
64.1 krajnji prekidač zatvorenog položaja regulacijskog klipa
64.2 krajnji prekidač otvorenog položaja regulacijskog klipa
65 distanca prihvatne pločice krajnjih prekidača položaja
66 spojka vertikalnog senzorskog vretena i rotacijskog davača položaja
67 nosač rotacijskog ili linearnog davača položaja regulacijskog klipa
68 kabelski uvodnik rotacijskog ili linearnog davača položaja regulacijskog klipa
69 prihvatna čahura vanjskog mehaničkog aktuatora
70 Navojna matica horizontalnog vretena
71 horizontalno navojno vreteno
72 klipnjača aktuatora
73 pomoćni ležaj horizontalnog vretena
74 pričvrsna pločica horizontalnog uležištenja
75 ležaj horizontalnog navojnog vretena
76 vijak pričvršćenja pera protiv rotacije regulacijskog klipa
77 pero za sprječavanje rotacije regulacijskog klipa
78 poklopac za punjenje aktuatora s uljem ili mašću za podmazivanje pogonskog mehanizma
79 cijev za kontrolu nivoa ulja za podmazivanje aktuatora
6 regulacijski klip
81 poklopac sa staklenim oknom za kontrolu ulja za podmazivanje
82 cjevčica lekažnog medija brtvenog sistema
83 pričvrsni poklopac cjevčice lekažnog medija brtvenog sistema
84 blindirni čep cjevčice lekažnog medija
85 brtva klipnjače
87 provrt za smjer zatvaranja ventila
95 provrt za smjer otvaranja ventila
96 poklopac pneumatskog aktuatora
97 spojni vijak
98 matica vijka
99 izlazno tijelo ventila
100 središnji dio izlaznog tijela ventila
101 dovod komprimiranog zraka (upravljačkog medija) za smjer zatvaranja ventila
102 dovod komprimiranog zraka (upravljačkog medija) za smjer otvaranja ventila
103 opruga
104 disk
105 dosjedni prsten
116 vodilica klipa
118 koloturnik sajle
119 čelična sajla
120 vertikalna vanjska izolacijska klipnjača čelične sajle
121 opruga
124 matica pričvršćenja senzorskog navojnog vretena
125 rotacijske brtve
126 pričvrsna prirubnica senzorskog navojnog vretena
128-SC šipka centriranja aktuatora u tijelu ventila
128-SFMO cijev klipne „A“ strane aktuatora
130 pritezna matica diska
131 odzračno-dozračni filter
132 prigušni čep
133-SFMO cijev diferencijalne „B“ strane aktuatora
134 aktuacijska cijev
pA dovod upravljačkog medija za smjer zatvaranja
pB dovod upravljačkog medija za smjer otvaranja
Claims (27)
1. Aksijalni ventil modularnog koncepta za reguliranje protoka fluida i sprječavanja povratnog strujanja fluida koji se sastoji od:
- jednodijelnog i dvodijelnog vanjskog tijela ventila (1; 99) dimenzija da se može ugraditi unutar cjevovoda koje tijelo ventila (1; 99) sadrži koaksijalno smješteni ulazni i izlazni otvor za protok fluida;
- središnjeg tijela ventila (2; 100) koji je sa vanjskim tijelom ventila (1;99) povezan pomoću rebara (1.1), gdje su između vanjskog tijela ventila (1) i središnjeg tijela ventila (2; 100) smješteni kanali (7) koji omogućavaju nesmetano strujanje protočnog fluida kada je navedeni aksijalni ventil u stanju otvorenosti;
- aktuatora (4) smještenog aksijalno unutar središnjeg tijela ventila (2), koji aktuator sadrži klip aktuatora (5) i klipnjaču aktuatora (5.1) na koju je spojen regulacijski klip (6) a čijim se aksijalnim pomicanjem upravlja protokom fluida u cjevovodu i diskom (104) za sprječavanja povratnog strujanja fluida;
- brtvenog sustava klipnjače aktuatora (5.1) i mehanizma kontrole brtvljenja istog;
- senzorskog mehanizma za signaliziranje položaja regulacijskog klipa (6) i diska nepovratnog ventila (104), naznačen time da
- je aktuator ili hidraulički aktuator (4) ili mehanički aktuator (4) ili pneumo- hidraulički aktuator (4) ili pneumatski aktuator (4); i
- je senzorski mehanizam ili unutarnji senzorski mehanizam smješten unutar bilo kojeg od navedenih aktuatora ili vanjski senzorski mehanizam smješten izvan bilo kojeg od navedenih aktuatora;
pri čemu su bilo koji od navedenih aktuatora i navedenih senzorskih mehanizama modularni i međusobno komplementarni na način da se mogu međusobno kombinirati.
2. Aksijalni ventil prema zahtjevu 1, naznačen time da je regulacijski ventil protoka.
3. Aksijalni ventil prema zahtjevu 1, naznačen time da je nepovratni ventil.
4. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 2, naznačen time da se vanjski senzorski mehanizam sastoji od horizontalnog senzorskog navojnog vretena (45) u sprezi s navojnom maticom (51), horizontalnog vretena stožnika (50.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (42) i vertikalnog senzorskog vratila (62.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (41), pri čemu su horizontalno vreteno stožnika (50.1) i vertikalno senzorsko vratilo (62.1) u međusobnoj zupčastoj sprezi putem stožastih zupčanika (41; 42), koje horizontalno senzorsko navojno vreteno (45) je spojeno na horizontalno vreteno stožnika (50.1) putem matice (124), koja navojna matica (51) je pomoću vijaka (52.1) pričvršćena na klip aktuatora (5), gdje se aksijalno kretanje klipa aktuatora (5) i navojne matice (51) prenosi u rotacijsko kretanje senzorskog navojnog vretena (45) a time i horizontalnog vretena stožnika (50.1) čije rotacijsko kretanje se putem para stožastih zupčanika (42, 41) prenosi na vertikalno vreteno (62.1).
5. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 2, naznačen time da se vanjski senzorski mehanizam sastoji od horizontalnog senzorskog navojnog vretena (45), horizontalnog vretena stožnika (50.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (42) i vertikalnog senzorskog vratila (62.1) na kojem je pričvršćen stožasti zupčanik (41), pri čemu su horizontalno vreteno stožnika (50.1) i vertikalno senzorsko vratilo (62.1) u međusobnoj zupčastoj sprezi putem stožastih zupčanika (41; 42), koje horizontalno senzorsko navojno vreteno (45) je putem pričvrsne matice (47) pričvršćeno unutar klipnjače aktuatora (5.1) pri čemu se aksijalno kretanje klipnjače aktuatora (5.1) i time horizontalnog navojnog vretena (45) putem matice (51) smještene na horizontalnom vretenu stožnika (50.1) prenosi u rotacijsko kretanje istoga koje se putem para stožastih zupčanika (42, 41) prenosi na vertikalno vreteno (62.1).
6. Aksijalni ventil prema zahtjevima 4 i 5, naznačen time da je senzorsko navojno vreteno (45) smješteno unutar aksijalnog provrta u klipnjači aktuatora (5.1).
7. Aksijalni ventil prema zahtjevima 5 i 6, naznačen time da je senzorsko navojno vreteno (45) od upravljačkog fluida izolirano putem izolacijske klipnjače (46) koja je fiksirana pomoću dna aktuatora (14) koji je putem vijaka (15) pričvršćen na tijelo aktuatora, i brtve (53) smještene u samom klipu aktuatora (5).
8. Aksijalni ventil prema zahtjevima 4 do 7, naznačen time da je vertikalno senzorsko vratilo (62.1) smješteno unutar provrta (3) koji se proteže od pritezne čahure (12) duž središnjeg tijela ventila (2) i vanjskog tijela ventila (1) do aktuacijskog elementa senzora (59.3), koje vertikalno senzorsko vratilo (62.1) je aksijalno spojeno sa vertikalnim navojnim vratilom (62.2) na kojemu se nalaze navojne matice (59.2) koje na sebi imaju smještene indekse (59.1) koji služe za aktiviranje prekidača (64.1; 64.2) krajnjih položaja regulacijskog klipa (6) i za signalizaciju otvorenog ili zatvorenog položaja ventila.
9. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 2, naznačen time da se vanjski senzorski mehanizam sastoji od čelične sajle (119), koloturnika (118) koji čeličnu sajlu (119) zakreće za 90° i aktuacijskog elementa senzora (59.3), gdje je jedan kraj čelične sajle (119) pričvršćen pomoću pričvrsnog elementa sajle (117) na kraju klipnjače aktuatora (5.1), a drugi kraj u aktuacijskom elementu senzora (59.3) koji se nalazi unutar držača (57) koji je vertikalno pričvršćen na vanjsko tijelo ventila (1; 99) putem elementa (123), gdje se ostvarivanje pomaka aktuacijskog elementa senzora (59.3) u vertikalnom smjeru od vanjskog tijela ventila (1), prilikom otvaranja ventila, ostvaruje djelovanjem opruge (121) koja se nalazi između aktuacijskog elementa senzora (59.3) i elementa (123) i koja čeličnu sajlu (119) drži uvijek s potrebnom vlačnom silom, a ostvarivanje pomaka aktuacijskog elementa senzora (59.3) u vertikalnom smjeru prema vanjskom tijelu ventila (1) ostvaruje povlačenjem sajle (119) uslijed aksijalnog pomaka klipnjače aktuatora (5.1) u smjeru zatvaranja aksijalnog ventila.
10. Aksijalni ventil prema zahtjevu 9, naznačen time da se čelična sajla (119) u vertikalnom smjeru proteže od koloturnika (118) do aktuacijskog elementa senzora (59.3) unutar provrta (3) koji se proteže od pritezne čahure (12) duž središnjeg tijela ventila (2) i vanjskog tijela ventila (1) do aktuacijskog elementa senzora (59.3) pri čemu je koloturnik (118) učvršćen pomoću prirubnice koloturnika (43.1) koja je smještena u dnu aktuatora (14) na način da se čelična sajla proteže aksijalno unutar klipnjače aktuatora (5.1), pri čemu je čelična sajla (119) je od pogonskog fluida izolirana putem posebne izolacijske klipnjače (46) učvršćene u prirubnici dna aktuatora (14).
11. Aksijalni ventil prema zahtjevima 9 i 10, naznačen time da aktuacijski element senzora (59.3) na sebi imaju smještene indekse (59.1) koji služe aktiviranje prekidača (64.1; 64.2) krajnjih položaja regulacijskog klipa (6) i za signalizaciju otvorenog ili zatvorenog položaja ventila, koji prekidači (64.1; 64.2) mogu biti induktivnog ili mehaničkog tipa ili može biti povezan s linearnim davačem pozicije.
12. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1, 2 i 3, naznačen time da se unutarnji senzorski mehanizam sastoji od linearnog davača položaja koji se sastoji od elektronske glave davača (13) s pripadajućim magnetom (17) koji je ugrađen u klip aktuatora (5) i ultrazvučne sonde (20) u obliku štapa koji je smješten unutar aksijalnog provrta u klipnjači aktuatora (5.1) aktuatora (4), gdje se kratkim električnim impulsima u elektronskoj glavi davača (13) stvaraju elektromagnetski valovi koji se putem ultrazvučne sonde (20) prenose uzdužno do permanentnog magneta (17), pri čemu se razlikom vremena odašiljanja i primanja valnog poremećaja indirektno mjeri položaj klipa aktuatora (5).
13. Aksijalni ventil prema zahtjevu 12, naznačen time da se razlika vremena odašiljanja i primanja valnog poremećaja konvertira u linearnu električnu veličinu signala u elektronskoj glavi davača položaja (13) te se električna veličina signala vodi žicama kroz provrt (3) i kabelski uvodnik (31) dalje do procesora za analizu predmetnog signala.
14. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1- 3, naznačen time da brtveni sustav aktuatora (4) sadrži dvije ili više brtvi klipnjače (24; 22) od kojih su brtve klipnjače (24) smještene unutar kružnog utora vodilice (23) po obodu klipnjače aktuatora (5.1) između vodilice (23) i pričvrsnog poklopca (25), a unutarnje brtve klipnjače (22) su smještene između suprotnog kraja vodilice (23) i unutrašnjeg dijela tijela aktuatora (4).
15. Aksijalni ventil prema zahtjevu 14, naznačen time da se mehanizma kontrole brtvljenja aktuatora (4) ostvaruje putem utora smještenog u vodilici klipnjače (23) i provrta kroz koji lekažni fluid prolazi do radijalno postavljene cijevi (33) pri čemu se način kontrole brtvljenja aktuatora (4) ostvaruje vizualnom kontrolom prisutnosti lekažnog fluida u cijevi (33) i priključku (34) ili daljinskim putem pomoću tlačnog prekidača ili sonde kontrolom porasta tlaka lekažnog fluida u cijevi (33), gdje prisustvo protočnog fluida ili porast tlaka u cijevi (33) na priključku (34) znači da je oštećena i propušta brtva klipnjače (24) koja se nalazi između vodilice (23) i klipnjače aktuatora (5.1), a prisustvo upravljačkog fluida ili porast tlaka u cijevi (33) na priključku (34) znači da je oštećena i propušta unutarnja brtva klipnjače (22) smještena na obodu klipnjače aktuatora (5.1) između središnjeg tijela ventila (2) i koja naliježe na drugi kraj vodilice (23).
16. Aksijalni ventil prema zahtjevu 1, naznačen time da da se jednodijelno vanjsko tijela ventila (1) ventila koristi za hidraulički (4) ili mehanički aktuator (4), a dvodijelno vanjsko tijela ventila (1; 99) koristi za pneumo-hidraulični (4) ili pneumatski aktuator (4).
17. Aksijalni ventil prema zahtjevu 1, naznačen time da se pneumo-hidraulični aktuator sastoji od hidrauličnog aktuatora (4) i pneumatskog aktuatora (4), pri čemu kod hidrauličkog aktuatora (4) pogonski fluid je ulje pod tlakom, a kod pneumatskog aktuatora (4) pogonski fluid je komprimirani zrak, ili inertni plin, ili direktno protočni fluid.
18. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 3, naznačen time da aktuator (4) na vanjskom obodu u području iznad vodilice klipnjače (23) sadrži radijalno prstenasto izbočenje na koje se naslanja jedan kraj opruge (103), dok se drugi kraj navedene opruge naslanja na dno diska (104) koji s unutarnje strane sadrži prstenastu izbočinu koja se proteže u aksijalnom smjeru prema unutrašnjosti aktuatora (4) i oko koje se pozicionira opruga (103).
19. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1,3, 12, 13 i 18, naznačen time da sadrži hidraulički ili pneumatski aktuator (4), unutarnji senzorski mehanizam ili vanjski senzorski mehanizam koji se sastoji od prekidača krajnjih položaja smještenih na držaču na vanjskom tijelu ventila (1).
20. Aksijalni ventil prema zahtjevu 18, naznačen time da sadrži aktuator (4) s pogonom protočnog fluida koji preko koaksijalnog provrta u vrhu priteznog poklopca (10) ulazi u komoru (16) čime potiskuje klip (5) koji potiskuje disk (104) na način da zatvori ventil.
21. Aksijalni ventil prema zahtjevu 19, naznačen time da se zatvaranje ventila izvodi kombiniranim djelovanjem povratnog strujanja protočnog fluida, aktuatora (4) i opruge (103), pri čemu središnje tijelo ventila (2) sadrži uzdužne kanale koji prolaze kroz središnje tijelo ventila (2) prema cilindričnoj šupljini koja se nalazi između dijela središnjeg tijela ventila (2).
22. Aksijalni ventil prema zahtjevu 21, naznačen time da sadrži spremnik sa stlačivim ili nestlačivim fluidom i prigušno-nepovratnih ventila koji služe za podešavanje brzine otvaranja i/ili zatvaranja ventila putem aktuatora (4) za eliminaciju udara diska na dosjedni prsten (105) prilikom zatvaranja ventila.
23. Aksijalni ventil prema zahtjevu 18, naznačen time da sadrži aktuator (4) s pogonom protočnog fluida, gdje se prostor (16) se odzračuje na odzračnom filteru (131), a pogonski fluid za smjer otvaranja ventila se dovodi putem kanala (133-SFMO) u prostor (19) putem aktuacijske cijevi (134) koja je spojena na kanale (136) koji su smješteni po obodu dosjednog prstena (105).
24. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 4 za upotrebu aksijalnih ventila s vanjskim senzorskim mehanizmom s fiksnim horizontalnim senzorskim navojnim vretenom (45) koji aksijalni ventili su s većim radnim hodom regulacijskog klipa i za veće nazivne promjere aksijalnog ventila.
25. Aksijalni ventil prema zahtjevima 1 i 5 za upotrebu kod aksijalnih ventila s vanjskim senzorskim mehanizmom s pomičnim horizontalnim senzorskim navojnim vretenom (45) koji aksijalni ventili su s manjim radnim hodom regulacijskog klipa i za manje nazivne promjere aksijalnog ventila.
26. Aksijalni ventil prema zahtjevima 19 i 22, naznačen time za upotrebu kod aksijalnih ventila koji služe za regulaciju brzine otvaranja ili zatvaranja ventila i vođenja diska (104) koji aksijalni ventili se koriste za onečišćene protočne fluide.
27. Aksijalni ventil prema zahtjevu 19 i 23, naznačen time za upotrebu kod aksijalnih ventila kod kojih je potrebna veća sila zatvaranja ventila zbog boljeg brtvljenja.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HRP20190875AA HRPK20190875B3 (hr) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe |
| US17/054,923 US11359735B2 (en) | 2018-05-14 | 2019-05-14 | Axial valve of the modular concept of construction |
| PCT/HR2019/000012 WO2019220153A2 (en) | 2018-05-14 | 2019-05-14 | Axial valve of the modular concept of construction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HRP20190875AA HRPK20190875B3 (hr) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HRP20190875A2 HRP20190875A2 (hr) | 2020-11-27 |
| HRPK20190875B3 true HRPK20190875B3 (hr) | 2022-03-04 |
Family
ID=73474217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HRP20190875AA HRPK20190875B3 (hr) | 2018-05-14 | 2019-05-14 | Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HR (1) | HRPK20190875B3 (hr) |
-
2019
- 2019-05-14 HR HRP20190875AA patent/HRPK20190875B3/hr active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HRP20190875A2 (hr) | 2020-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11359735B2 (en) | Axial valve of the modular concept of construction | |
| US7523916B2 (en) | Fail-safe gate valve | |
| US8931504B2 (en) | Hydraulic axial piston regulating valve and its application | |
| US9353882B2 (en) | Low profile hydraulic actuator | |
| US5244183A (en) | Fugitive emission sealing assembly | |
| AU2018278989B2 (en) | Sensor-enabled gate valve | |
| US4635901A (en) | Position indicator for valves | |
| CA2967821A1 (en) | Leak-free rising stem valve with ball screw actuator | |
| NO341792B1 (no) | Direktebelastet kontrollventil med pakningsfølger med avtapper og uavhengig andre forsegling | |
| US9920852B2 (en) | Subsea electric actuator | |
| CN108350913A (zh) | 具有旋转位置输出的线性致动器 | |
| EP0156574B1 (en) | A rotary valve operating mechanism | |
| CN104295792A (zh) | 轴向流体阀 | |
| HRPK20190875B3 (hr) | Aksijalni ventil modularnog koncepta izvedbe | |
| RU183710U1 (ru) | Осевой регулирующий клапан | |
| US4176981A (en) | Device for coupling a pair of rods | |
| EP3794254A2 (en) | Axial valve of the modular concept of construction | |
| RU139071U1 (ru) | Шиберная задвижка | |
| RU200291U1 (ru) | Переходник для установки технического манометра | |
| RU2485375C2 (ru) | Клапан | |
| US3296890A (en) | Valve operator | |
| RU185452U1 (ru) | Клапан трехходовой | |
| EP3428492A1 (en) | Sealing cap | |
| RU2272208C2 (ru) | Механический блок защиты технических трубопроводов по давлению | |
| EP0225942A1 (en) | Valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1OB | Publication of a patent application | ||
| AKOB | Publication of a request for the grant of a patent not including a substantive examination of a patent application (a consensual patent) | ||
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20210430 Year of fee payment: 3 |
|
| PKB1 | Consensual patent granted | ||
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20220511 Year of fee payment: 4 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20230505 Year of fee payment: 5 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20240511 Year of fee payment: 6 |