NL8120363A - Smeltbare stop voor brandveilige klep. - Google Patents

Description

PCT-N/31.437-tM/f.

8 1 ? O 3 6 5

Smeltbare stop voor brandveilige klep.

Technisch gebied.

Deze uitvinding heeft betrekking op kleppen en meer in het bijzonder op schuifkleppen met doorgaande leiding en niet-stijgende steel, die extreme hitte bij brand zullen uithouden zonder uitwendige of doorgaande lek-5 kage of drukblokkering.

Achtergrond techniek.

Brand is altijd een risico geweest bij werken met olie en gas en het is belangrijk, dat apparatuur zijn functies behoudt onder deze omstandigheden. Kleppen 10 behoren tot de apparatuur, die wordt blootgesteld aan brand en moeten voldoen aan de eisen van de "API Recommended Practice Fire Test for Valves" van het American Petroleum Institute aangeduid API RP6F, tweede editie, december 1980. Samengevat omvatten deze eisen het handhaven van een 3750 psi 15 (258,6 bar) stroomopwaartse druk bij brand, een 5000 psi (345 bar) stroomopwaartse druk na afkoeling, en de geschiktheid om de klep te bedienen tegen de volle drukwaarde, nadat deze is afgekoeld.

In een gebruikelijke schuifklep met door-20 gaande leiding en niet-stijgende steel heeft het kleplichaam een stroomweg, waardoor de pijpleidingfluïdums passeren en een kamer, die de stroomweg binnen in het kleplichaam snijdt. Een schuif is aangebracht in de kamer om heen en weer te bewegen over de stroomweg, waarbij, in de bovenstand, bijvoor-25 beeld, een stroompoort in de schuif aansluit op de stroomweg om leidingfluïdums te laten stromen door de klep en in de onderstand de schuif de stroming door de stroomweg blokkeert. De schuif wordt heen en weer bewogen binnen de klepkamer door mechanische middelen, zoals een handwiel, dat is gemon-30 teerd op een steel, die is verbonden met de schuif, waardoor de schuif beweegt over de stroomweg om de klep te openen en te sluiten. Een deksel sluit de steelopening van de klepkamer. Een steelpakking dicht af tussen de steel en het deksel.

35 Bij brand wordt een dergelijke gebruikelij ke schuifklep verzwolgen in vlammen, die de klep kunnen verhitten tot temperaturen, zo hoog als 1100°C. Een dergelijke 8120363 -2- extreme hitte verooraakt (1) dat de klepafdichtingen uit elkaar vallen en (2), dat de klepfluïdums verdampen. Het verlies van de afdichtingen veroorzaakt uitwendige en doorgaande lekkage. De verdamping van opgesloten klepfluxdums veroor-5 zaakt gevaarlijk hoge drukken in de klepkamer.

Vroegere octrooien, waaruit smeltbare ringelementen in kleppen of bijbehorende apparatuur bekend zijn, omvatten het volgende: Amerikaanse octrooischrift 2.647.721 van Volpin; Amerikaans octrooischrift 4.082.105 10 van Allen? Amerikaanse octrooischrift 4.214.600 van Williams, Jr. et al; en Amerikaans octrooischrift 4.245.661 van McGee. Volpin 2.647.721 beschrijft een smeltbare ring, die aanligt tegen een klepsteelpakking en die is uitgevoerd om te smelten onder hoge temperaturen om een afdichting te vormen tussen 15 het kleplichaam en de steel. Allen 4.082.105 beschrijft een klep met ringvormige elementen, die in een vervormde stand worden gehouden door middel van soldeer. Wanneer de klep wordt blootgesteld aan voldoende hitte, smelt het soldeer en de ringvormige elementen ontspannen zich naar een stand, 20 zodat hun binnenranden bijten in de klepsteel om een secundaire afdichting te vormen. In Williams 4.214.600 ondersteunt een smeltbare ring in het klepdeksel een leger, dat de klepsteel en een overeenkomstige dekselschouder in de niet aangegrepen stand houdt. Wanneer de smeltbare ring wordt bloot-25 gesteld aan vuur, smelt deze en loopt recht buiten het kleplichaam. Als de smeltbare ring smelt ondersteunt deze niet langer het leger, waardoor de steel en dekselschouder kunnen bewegen in afdichtend contact van metaal op metaal. Het Amerikaanse octrooischrift 4.245.661 van McGee beschrijft een 30 hittegevoelige achterzittinguitvoering voor een klepbedie-ningsorgaan. Een bovenste leger wordt van boven ondersteund door een smeltbare ringvormige schijf met uitlaatpoorten, die zijn aangebracht om het gesmolten materiaal te laten ontsnappen. De primaire pakking ligt tussen de legers en een 35 schouder, die een metaal-op-metaalafdichting vormt, wanneer de ringvormige schijf smelt.

Andere doelen en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de volgende beschrijving.

Onthulling van de uitvinding.

8120363 -3-

Volgens de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de brandveilige klep een druk-ontlastpoort,die een verbinding vormt van de ruimte tussen de segmenten van de schuif naar de stroomopwaartse zijde van 5 de stroomweg. Een hitteversterkerstop met een smeltbaar middenstuk is aangebracht aan de uitgang van de poort en buiten de klep om fluïdumstroming door de poort te blokkeren. Bij de verhitting van de klep smelt het smeltbare middenstuk en opent de drukontlastpoort om fluïdum te laten 10 stromen en de inwendige klepdruk en stroomopwaartse druk gelijk te laten worden. Dit vermijdt de mogelijkheid, dat de druk zich zal opbouwen tot een gevaarlijk hoog niveau.

In alternatieve uitvoeringen wordt het smeltbare element beschermd tegen direct contact met de leidingfluïdums door 15 een zuigerelement, dat bij het smelten van het smeltbare element verder langs de boring glijdt om de drukontlastpoort te openen. Het zuigerelement is ook voorzien van elastómere O-ringen, die bij blootstelling aan de omgeving met hoge temperatuur uit elkaar vallen en aldus een aanvullend passa-20 gemiddel vormen voor de opgesloten leidingfluïdums om te lekken naar de drukontlastpoort.

Korte beschrijving van tekeningen.

Voor een gedetailleerde beschrijving van een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding zal 25 nu worden verwezen naar de bijgaande tekeningen, waarin: fig. 1 is een vertikale doorsnede van een uitvoering van de klep volgens de uitvinding; fig. 2 is een horizontale doorsnede volgens de lijn 2-2 van fig. 1; 30 fig. 3 is een aanzicht op grotere schaal van een deel van fig. 2; fig. 4 is een soortgelijk aanzicht als fig. 3 op grotere schaal en toont een alternatieve uitvoering van de smeltbare stop, die is afgebeeld in fig. 3; 35 fig. 5 is een soortgelijke afbeelding als fig.

4 en toont weer een andere alternatieve uitvoering van het hitteversterkerelement volgens de onderhavige uitvinding.

Beste wijze van uitvoering van de uitvinding.

8120363 -4-

De elementen van de hierin te beschrijven klep, die worden gebruikt tijdens normale werking, zijn in detail beschreven in verschillende andere octrooischrif-ten van Smith International, Ine.,met inbegrip bijvoorbeeld 5 van het Amerikaanse octrooischrift 2.657.898 van Volpin, waarnaar kan worden verwezen. Alleen die klepdetails, die nodig zijn voor het begrip van deze uitvinding zullen hier worden beschreven.

Aanvankelijk verwijzend naar fig. 1 is daar 10 een schuifklep met doorgaande leiding en niet-stijgende steel afgebeeld, die is voorzien van een kleplichaam of huis 10 met tegenovergestelde stroompoorten 12, 14, die een stroomweg 16 vormen, waardoor leidingfluïdums passeren. In de afgeheelde uitvoeringsvorm is het kleplichaam machinaal bewerkt uit een 15 blok staal, maar geschikte gietstukken ofsmeedstukken kunnen nuttig zijn voor sommige toepassingen. Zoals geïllustreerd is de stroompoort 12 het stroomopwaartse of inlaateind van de klep en de stroompoort 14 is het stroomafwaartse of uitlaat-eind. De binneneinden van de stroompoorten 12, 14 zijn 20 voorzien van coaxiale tegenboringen 18 resp. 20, die zich rondom de stroompoorten 12, 14 uitstrekken.

Een schuifkamer 22 snijdt de stroomweg 16 in het huis 10 in het algemeen volgens rechte hoeken daarmee. De schuifkamer 22 en de stroompoorttegenboringen 18, 20 zijn 25 geschikt voor het opnemen van een paar tegenoverliggende zittingen 24, 26. Elke zitting 24, 26 heeft een buitenwaarts gericht oppervlak, dat althans nagenoeg complementair is gevormd aan de vorm van de tegenboringen 18, 20 en de schuifkamer 22. De delen 24, 26 omvatten een hals of naaf 28, 30, die 30 is opgenomen door elke tegenboring 18 resp. 20. Elke zitting 24, 26 is voorzien van een dwarse opening, coaxiaal en aansluitend met de stroompoorten 12, 14 en stroomweg 16 en in het algemeen met dezelfde diameter. Dit binnenwaarts gekeerd oppervlak van elk zittingdeel 24, 26 is gevormd om samen te 35 werken in glijdende aanraking met het uitwendige aanliggende vlak van een schuifsegment 32 of 34, zoals hierna zal worden beschreven.

De zittingen 24, 26 en hun toebehoren zijn identiek in constructie en symmetrisch aangebracht aan tegen-40 gestelde zijden van de klepkamer 22, zodat de beschrijving 8120363 -5- van één toepasbaar zal zijn op de andere.

Een schuif 36 tussen de zittingen vormt een sluitdeel om selectief de verbinding af te sluiten en te openen tussen de stroomopwaartse en stroomafwaartse stroom-5 poorten 12, 14. De schuif 36 is bij voorkeur geconstrueerd als een paar passende schuifsegmenten 32, 34, die zich aangebracht tussen de zitting 24, 26 binnen de schuifkamer 22 om heen en weer te bewegen over de stroomweg 16. De schuifsegmenten 32, 34 van de schuif 36 zijn bij hun boveneinden 10 voorzien van een sluitsectie, die geschikt is om fluïdum-stroming door de stroomweg 16 te verhinderen, wanneer de schuif is neergelaten in de gesloten stand, zoals is geïllustreerd in fig. 1. Afdichtmateriaal voor het verschaffen van een afdichting tussen de zittingnaven 28, 30 en 15 de tegenhoringen 18, 20 en tussen de schuifsegmenten 32, 34 en de zittingen 24, 26 wordt geleverd uit een reservoir 37, 39 op een manier, die wel bekend is in de techniek, zoals bijvoorbeeld is afgebeeld in het Amerikaanse octrooischrift 2.657.898 van Volpin.

20 Het boveneind van de schuifkamer 22 in het huis 10 wordt afgesloten door een wand, die is voorzien van een deksel, dat in het algemeen is aangegeven met het verwijzingscijfer 40 en een dekselkap 42. Het huis 10 heeft een tegenboring 48, die althans nagenoeg het gehele deksel 40 40 25 opneemt. Het deksel-is voorzien om zijn ondereind van een ringvormige houtflens 50 om het deksel 40 te verbinden aan het boveneind van het huis 10, zoals door middel van bouten 52. Het deksel 40 omvat een opwaarts uitstekende van schroefdraad voorziene naaf 54 voor ingrijping met de schroefdraden 30 op het onderste deel van de kap 42.

De schuif 36 is gemonteerd om heen en weer te worden bewogen tussen de zittingen 24, 26 door de steel 60 en steelmoer 62. De moer 62 grijpt schroevend aan op de uitwendige schroefdraden 64 op de steel 60 en is verbonden 35 met de bovenzijde van de schuifsegmenten 32, 34 door de samenwerkende ingrijping van het T-vormige ondereind 66 in een uitsparing 68. Bij het roteren van de steel 60 wordt de steelmoer 62 met de schuif 36 omhoog of omlaag bewogen in de schuifkamer 22 om de klep te openen of te sluiten. De schuif-40 segmenten 32, 34 vormen een inwendige kamer 70 voor het opne- 8120363 -6- men van de steel 60 als de schuif 36 omhoog wordt bewogen naar de open stand.

Het deksel 40 heeft een axiale boring 56 voor het opnemen van de steel 60. De steel 60 heeft een achter-5 zittingflens 72, die radiaal uitsteekt van en één geheel vormt met de steel 60 boven de uitwendige schroefdraden 64. De achterzittingflens 72 heeft een opwaarts gerichte afgeronde ringvormige schouder 74, en een daaraan grenzende groef 76 boven de achterzitting.

10 Een axiale boring 56 omvat een tegenboring 78 die groot genoeg is om de achterzittingflens 72 vrij te laten lopen en een grotere tegenboring 80 voor het opnemen van een aanslaghuls 82, die is gemonteerd op de steel 60 boven de moer 62. De tegenboring 78 eindigt aan zijn boveneind in een 15 inwendige neerwaarts gerichte afgeschuinde schouder of achterzitting 84.

Het boveneind van de steel 60 boven de achterzittingflens strekt zich uit door een pakkingbus 88, die is opgenomen in het deksel. De pakkingbus bevat een pakking 90, 20 die dient als afdichting om de steel 60.

Een pakkingaanpasring 92 is geschoven in de pakkingbus boven de pakking en is voorzien van een flens 94, die is opgenomen in de tegenboring 45 van de dekselkap 42 en is bevestigd tussen de bodem van de tegenboring 45 en het 25 boveneind van de dekselnaaf 54. Legers 96 en een legerbus 98 zijn gemonteerd op de steel boven de pakkingaanpasring 92 in de boring 44 van de dekselkap 42. Het boveneind van de steel is voorzien van platte vlakken 102 of andere geschikte middelen voor aangrijping door een handwiel, een sleutel of een 30 ander klepbedieningsorgaan.

Middelen zijn aangebracht om een verbinding te vormen tussen de inwendige klepkamer 22 en de stroomop-waartse stroompoort 12 van de klep. In de in fig. 2 afgeheelde uitvoeringsvorm bestaat dit uit een boring 108, die 35 zich uitstrekt vanaf de klepkamer 22 naar de buitenzijde van de klep door het klephuis 10 en een passage 114, die zich uitstrekt van bij de uitwendige ingang van de boring 108 naar de stroomopwaartse stroompoort 12 voor het klephuis 10l. De boring 108 omvat een tegenboring 107, die zich. uitstrekt in 40 het klephuis 10 vanaf de uitwendige ingang van de boring 108.

8120363 -7-

Een thermisch reagerend hitteversterkerdeel 104 is geschoven in de tegenboring 107 en is met schroefdraad opgenomen bij 106 in een boring 108. Een gedeelte van het hitteversterkerdeel 104 strekt zich uit voorbij de buitenwand van het klep-5 lichaam 10 en is bevestigd door lassen, zoals bij 111. Het lassen verzekert een lekvrije afdichting rondom het deel 104. Het deel 104 is bij voorkeur, gemaakt uit een goed warmte-geleidend materiaal, zoals staal.

Het hitteversterkerdeel 104 omvat een co-10 axiale langsboring 110, die zich uitstrekt van het binneneind van het deel 104 naar zijn buiteneind. Hoewel de boring 110 zich uitstrekt in dat gedeelte van het deel 104, dat uitsteekt buiten het klephuis 10 passeert de boring 110 niet geheel door het nummer 104 en eindigt het zonder te passeren 15 door het buiteneind van het deel 104. Het deel 104 omvat ook een vergrote ringvormige groef 115 rondom zijn middenstuk, die de passage 114 snijdt. De groef 115 is vergroot om een uitlijning met de passage 114 te verzekeren bij het installeren van het deel 104 in de boring 108 en tegenboring 107.

20 Een leiding 112 door het deel 104 verbindt de bodem van de boring 110 met de ringvormige groef 115 .om een fluïdumverbin-ding daartussen te vormen. Zoals afgeheeld in fig. 2 en 3 kan de leiding 112 zijn gevormd door een gat evenwijdig aan de boring 108 in het deel 104 te boren en dan twee dwarsgaten 25 te boren, een die een verbinding vormt met de boring 110 en het andere met de groef 115. Zoals afgebeeld in fig. 3 wordt lasmetaal gebruikt om de openingen 120 en 122, die door dit boren zijn gevormd, te sluiten.

Thans verwijzend naar fig. 3 blijkt, dat 30 de bodem van de langsboring 110 is voorzien van schroefdraad om op schroevende wijze een zuiger of stop 116 op te nemen.

De stop 116 heeft een trechtervormige opening 117, die zich in de langsrichting daardoorheen uitstrekt om een smeltbaar materiaal 118 op te nemen. De bodem van de boring 110 van de 35 stop 116 is zo geplaatst, dat wanneer het deel 104 is geïnstalleerd in het kleplichaam, het smeltbare gedeelte 118 aan de buitenzijde van het kleplichaam 10 ligt en ook de fluïdum-stroom door de boring 110 in de leiding 112 blokkeert.

Het zal duidelijk zijn, dat hoge tempera-40 turen verdamping van inwendige klepfluïdums binnen de klep- 8120363 -8- kamer 22 kunnen veroorzaken. Als de klep in een gesloten stand staat, zoals is geüllustreerd in fig. 1, verhogen verdampende klepfluïdums sterk de druk tussen de schuifseg-menten 32, 34, waardoor deze afdichten op de zittingen 24, 5 26. De inwendige klepfluïdums kunnen dus niet worden ver plaatst tussen de schuifsegmenten en zittingen of tussen de zittingen en het kleplichaam. Deze drukopbouw veroorzaakt het gevaar van overbelasting van de dekselbouten en andere constructie-elementen van de klep.

10 In de klepconstructie volgens deze uitvinding zal echter het smeltbare deel 118, dat buiten het klephuis 10 ligt, smelten voordat een gevaarlijke opbouw van inwendige klepdruk plaatsvindt en zal toelaten, dat het inwendige klepfluïdum wordt verplaatst door de stroomopwaartse 15 stroompoort 12, waardoor de inwendige klepdruk en de stroomopwaartse druk gelijk gemaakt worden. De mogelijk destructieve hoge dampdrukken worden daardoor geventileerd en geneutraliseerd. Het smeltbare deel 118 ligt bij voorkeur in het gedeelte van het deel 104, dat zich uitstrekt voorbij 20 de buitenzijde van het kleplichaam, zodat wanneer de klep wordt omringd door hoge temperatuur, het smeltbare deel gemakkelijk wordt verhit tot zijn smeltpunt.

Thans verwijzend naar fig. 4 is daar een alternatief thermisch, reagerend hitteversterkerdeel 2Q4 25 en zuiger of stopelement 2.16 afgebeeld. De alternatieve hitteversterker 204 en stop 216 zijn bijzonder nuttig voor natzuurgasbedrijf, daar, zoals blijkt uit de beshhrijving hieronder, zijn smeltbare element 218 wordt beschermd tegen het putfluïdum of dampen. Die elementen van fig. 4, die ge-30 meenschappelijk zijn aan de bij voorkeur toegepaste uitvoering, die is afgebeeld in fig. 1-3, dragen dezelfde verwij-zingscij fers.

Het hitteversterkerdeel 204 is gelijk aan het deel 104 van fig. 2 en 3, doordat het deel 204 een 35 coaxiale langsboring 210, een vergrote ringvormige groef 215 en een leiding 212 bezit. Echter, omvat de boring 210 een buitenste tegenboring 222 en een binnenste tegenboring 217, waarbij de binnenste tegenboring 217 een grotere diameter heeft dan de buitenste tegenboring 222. De buitenste 40 tegenboring 222 ligt in dat gedeelte van het deel 204, dat 8120363 -9- uitsteekt buiten het klephuis 10. De leiding 212 is gelijk aan de leiding 112 behalve dat de dwarsgatverbinding met de boring 210 in verbinding staat met de buitenste tegenboring 222. Boorgaten voor de leiding 112 zijn weer gevuld met las-5 materiaal bij 220, 221.

De stop 216 omvat een cilindrisch lijf-deel 220, dat wordt opgenomen in de buitenste tegenboring 222 van de boring 210, twee O-ringen 232, 234, die worden opgenomen in ringvormige groeven om de omtrek van het lijf-10 deel 220 en een cilindrische kamer 228, die concentrisch is aangebracht in het buitenwaarts gekeerde eind van het lijf-deel 220. De binnenste tegenboring 217 van de langsboring 210 van het hitteversterkerdeel 204 heeft, aan het eind, dat het verst afligt van het kleplichaam, inwendige schroefdra-15 den 224, die direct aanliggen tegen de buitenste tegenboring 222. De schroefdraden 224 zijn aangebracht om op schroevende wijze een vasthoudschroef 226 met een hol midden te bevestigen om de stop 216 vast te zetten in de buitenste tegenboring 222 en het uitwisselen van de stop als dit nodig of gewenst 20 is, te vergemakkelijken.

Tussen de stop 216 en de bodem van de boring 210 is een smeltbaar stuk 218 ingezet in het afgelegen einddeel van de buitenste tegenboring 222. Het smeltbare stuk 218 is in ontwerp en functie gelijk aan het smeltbare element 25 118, dat is beschreven in verband met fig. 2 en 3, maar anders dan het element 118 is het niet direct blootgesteld aan het putfluïdum, gassen of dampen in de tegenboringen 217, 222.

Deze uitvoeringsvorm is daarom van bijzonder belang in natte zure gasomgevingen, daar het werkmedium niet in staat zal zijn 30 om het stuk 218 te corroderen voordat dit laatste zijn doel als hoge temperatuurdrukaflaat kan dienen.

Het smeltbare stuk 218 wanneer dit is ver-'-hit tot zijn smeltpunt, zal weglopen in de kamers 228 en 230, en dus het einddeel van de buitenste tegenboring 222 vrijma" 35 ken. De inwendige klepdruk, die in verbinding staat met de stop 216 via de centrale opening van de holle vasthoudschroef 226, drukt omlaag op de zuiger of stop 216, totdat deze steunt tegen de schouder 231, die is gevormd door de buitenste tegenboring 222. In deze gesteunde stand zal de leiding 40 212 in verbinding staan met de tegenboringen 217, 222 en dus 8120363 -10- de verplaatsing van inwendige klepfluïdums uit de klepkamer 22 in de stroomopwaartse stroomboor 12 toelaten, zoals eerder beschreven is in verband met de uitvoering van fig. 2 en 3.

5 Naast het smeltbare stuk 218 laat ook de O-ring 232 toe, dat hoge drukdampen ontsnappen onder hoge temperatuursomstandigheden omdat het elastomere materiaal van de O-ring 232 uit elkaar zal vallen bij of om het smeltpunt van het stuk 218. Zelfs als de stop 216 niet in 10 staat zou zijn om vrij te glijden, zullen dus de hoge drukdampen, die zijn opgesloten in de binnenste tegenboring 217 lekken voorbij de uit elkaar gevallen O-ring 232 en dus veilig afblazen in de leiding 212 en dus de passage 114.

Thans verwijzend naar fig. 5 is een an- 15 dere alternatieve uitvoeringsvorm van het hitteversterker- deel afgebeeld waarin een nieuw thermisch reagerend hitte- versterkerdeel 304 is voorzien van een stop 316, die een smeltbaar element 318 omvat, dat wordt beschermd tegen di·^ wof danpen recte blootstelling aan het putfluïdunuen bij smelten ge-20 heel wegloopt in de cilindrische kamer 328 van de stop 316. Die elementen van fig. 5, die gemeenschappelijk zijn aan de bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm, die is afgebeeld in fig. 1-3, dragen dezelfde verwijzingscijfers.

Het hitteversterkerdeel 304 is gelijk 25 aan hèt deel 204 van fig. 4 doordat het deel 304 is voorzien van een coaxiale langsboring 310, een vergrote ringvormige groef 315 en een leiding 312, De boring 310 omvat een bodem-deel 311, een buitenste tegenboring 322 en een binnenste tegenboring 317. De binnenste tegenboring 317 heeft een 30 grotere diameter van de buitenste tegenboring 322. Het bo-demdeel 311 ligt in dat gedeelte van het deel 304, dat uit-steekt buiten het klephuis 10. De binnenste tegenboring 317 grenst aan de boring 108 in het huis 10. De leiding 312 is gelijk aan de leiding 212 behalve dat de dwarse gatverbin-35 ding met de buitenste tegenboring 322 in verbinding staat met het bodemdeel 311 van de boring 310.

Een smeltbaar stuk 318 is een in het al-gemeen cilindrisch gevormde prop met een stangvormig uitsteeksel 319 aan een eind en is gemaakt van een smeltbaar 40 materiaal. Het stuk 318 heeft een afmeting om te worden op- 8120363 -11- genomen in het bodemdeel 311 van de boring 310 met het uitsteeksel 319 uitstekend voorbij de doorsnijding van de leiding 312 en de boring 310.

De stop 316 heeft een langwerpig cilin-5 drisch lijf 320 met een vergrote cilindrische kop 321 en een vergrote cilindrische bodem 331. Een cilindrische boring of kamer 328 is concentrisch aangebracht in de stop 316 en strekt zich uit door de vergrote bodem 331 en bijna langs de gehele lengte van het lijf 320. De vergrote bodem 10 331 is verschuifbaar opgenomen in het bodemdeel 311 van de boring 310, waarbij de kamer 328 het stangvormige uitsteeksel 319 van het stuk 318 opneemt. De ingrijping van het stuk 318 en de stop 316 geschiedt bij de door snijding van de boring 310 en de leiding 312. De verbrede kop 321 is 15 verschuifbaar opgenomen door het binneneind van de buitenste tegenboring 322, waarbij een deel van de kop 321 uitsteekt in een binnenste tegenboring 317. Het lijfdeel van de stop 316 tussen de kop 321 en de bodem 331 vormt een ringvormige ruimte 329 binnen de buitenste tegenboring 322.

20 Twee O-ringen 332, 334 zijn opgenomen in ringvormige groeven rondom de omtrek van het bodemdeel 331« De O-ringen 332, 334 zijn gemaakt van elastomeer materiaal en zo gelegen, dat met de stop 316 in de vol ingeschoven stand, de beide ringen voorafgaan aan de door-^snijding yan 25 de boring 310 en de leiding 312.

De binnenste tegenboring 317 is yoorzien van inwendige schroefdraden 32.4, die worden gebruikt om op schroevende wijze een vasthoudschroef 326 met een hol midden te bevestigen in de inwendige tegenboring 317 om de stop 316 30 te drukken tegen het smeltbare stuk 318 en de uitwisseling van de stop indien nodig of gewenst te vergemakkelijken.

Het holle midden van de vasthoudschroef 326 past bij een blinde boring 348, die concentrisch is aangebracht in de kop 321. De blinde boring 348 heeft inwendige hanteer-35 schroefdraden 340 voor het gemak van het hanteren van de stop 316 tijdens het inzetten of verwijderen. Leidingpassa-ges 336, 338 zijn geboord in de blinde boring 348 van binnen het hoofdlijfdeel 320 van de stop 316 voor een fluxdum-verbinding tussen de binnenste tegenboring 317 en de ring-40 vormige ruimte 329.

8120363 -12-

Om verder te helpen bij het sneller verhogen van de temperatuur in de stop 316 tot het smeltpunt van het stuk 318 is het hitteversterkerdeel 304 voorzien van warmte^ geleidende ribben 306 in de vorm van ringvormige groeven, 5 die zijn gesneden in dat gedeelte van het deel 304, dat zich uitstrekt buitenwaartsvan het kleplichaam 10.

Onder hoge temperatuur smelt het smeltbare stuk 318 waarbij het gesmolten materiaal stroomt in de kamer 328 van de stop 316 als een inwendige klepdruk werkt op de 10 stop 316. De stop 316 beweegt buitenwaarts in het huis 10 onder de inwendige klepdruk, zodat de O-ringen 332, 334 de doorsnijding van de boring 310 en de leiding 312 passeren tot in het bodemdeel 311 van de boring 310, die eerder het smeltbare stuk 318 in zijn vaste toestand bevatte. Zodra 15 de O-ringen 332, 334 deze doorsnijding passeren, worden inwendige klepfluïdums verplaatst tot in de stroomopwaartse stroompoorten via de leiding 312 en de passage 114.

De O-ringen 332, 334 verschaffen een aanvullende hoge temperatuurdrukontlastinrichting, omdat het elasto-20 mere materiaal uit elkaar zal vallen, wanneer de temperatuur in het hitteversterkerdeel 304 het niveau bereikt, waarbij normaal het stuk 318 smelt. Zelfs als de stop 316 om een of andere reden niet in staat zou zijn om vrij te bewegen, wanneer de door het stuk 318 ingenomen ruimte wordt vrij-25 gemaakt, zal de vernietiging van de elastomere O-ringen 332, 334 dus ook toelaten, dat de hoge«-drukdampen, die zijn opgenomen in de boring 310, doorlekken en ventileren tot in de leiding 312.

De smeltbare elementen 118, 218 en 318 künnen 30 zijn gemaakt van alle geschikte materialen met laag smeltpunt, zoals legeringen van bismuth, antimoon, tin, lood of zink, waarvan er vele wel bekend zijn in de techniek en hier niet behoeven te worden beschreven. Dergelijke materialen moeten zodanig zijn, dat zij althans nagenoeg hun sterkte 35 behouden bij gewone werktemperaturen, zelfs in situaties, waar de klep kan worden blootgesteld aan de zon op punten in de woestijn. Het smeltmateriaal zal dus bij voorkeur smelten bij een temperatuur tussen ongeveer 90°C en ongeveer o die 0 300 C. Een lood-bismuth legering-smelt bij 124 C is geble- 40 ken een geschikt materiaal te zijn. Een dergelijk materiaal 8120363 -13- wordt op de markt gebracht door Mining and Chemical Products Ltd. onder de naam "Cerro Base MCP124". Een ander materiaal, dat bevredigend werkt is een zacht soldeer, gemaakt van 95,5% tin, 5,25% antimoon en 0,07% lood, dat goede sterkte-5 eigenschappen heeft tot 200°C en volledig vloeibaar is bij 243°C.

Deze uitvinding is in hoofdzaak beschreven in termen van zijn toepassing op een schuifklep. Echter is deze ook bruikbaar in andere kleppen, zoals plugkleppen, 10 in het bijzonder het type plugklep met gespleten kern.

Vele variaties van deze uitvinding zullen duidelijk zijn aan de deskundigen op dit gebied en daar- ts om moet de uitvinding niet worden beschouwd als-zijn beperkt tot de specifieke uitvoering, die is afgeheeld en beschre-15 ven, maar omvat deze daarentegen alle variaties binnen het kader van de aangehechte conclusies.

8120363

Claims (24)

1. In een klep met een lichaam met een kamer erin, waarbij deze kamer wordt gesneden door stroomop-waartse en stroomafwaartse poorten en een sluitdeel in deze kamer, dat geschikt is om de poorten af te sluiten van de 5 kamer, de verbetering bestaande uit een passage, die de kamer verbindt met de stroomopwaartse poort en een hitteverster-kerdeel, dat de passage sluit, welk deel de passage opent bij blootstelling van de klep aan vuur.

2. Klep volgens conclusie 1, waarin het 10 hitteversterkerdeel een gedeelte heeft, dat buitenwaarts van het kleplichaam uitsteekt en een gedeelte van de passage passeert door dit deel, waarbij een thermisch reagerend element is aangebracht in dit uitwendige gedeelte van dit deel.

3. Klep volgens conclusie 2, waarin dit 15 passagegedeelte een blinde boringsectie omvat met een eerste boringsectie, een tweede eindblindeboringsectie en een aanslag tussen de eerste en tweede boringsectie, waarbij het thermisch reagerende element is aangebracht in de eerste boringsectie en aanligt tegen de aanslag, waarbij het ther-20 misch reagerende element is voorzien van een zuigerdeel, welk zuigerdeel is aangebracht in de eerste boringsectie en aangrijpt op het thermisch reagerende element.

4. Klep volgens conclusie 1, waarin het thermisch reagerende element een smeltbaar deel omvat, dat 25 smelt bij een voorafbepaalde temperatuur.

5. Klep volgens conclusie 1, waarin het thermisch reagerende element een smeltbaar deel omvat met een smeltpunt tussen ongeveer 90°C en ongeveer 30Ö°C.

6. Klep volgens conclusie 1, waarin het 30 thermisch reagerende element elastomere afdichtingen omyat, die hun afdichtingsvermogen verliezen en fluïdumverbinding toelaten tussen de kamer en de stroomopwaartse poort bij een voorafbepaalde temperatuur.

7. Klep volgens conclusie 1, waarin het 35 thermisch reagerende element elastomere afdichtingen omvat, die hun afdichtingsvermogen verliezen en fluïdumverhinding toelaten tussen de kamer en de stroomopwaartse poort bij temperaturen in het element van meer dan 220°C. 8120363 -15-

8. Klep volgens conclusie 3, waarin het zuigerdeel een centrale tegenboring aan een eind heeft.

9. Klep volgens conclusie 4, verder voorzien van vasthoudmiddelen voor het bevestigen van het zui- 5 gerdeel.

10. In een klep met een lichaam met een inwendige kamer, die wordt gesneden door stroomopwaartse en stroomafwaartse poorten en een sluitdeel in de kamer, dat is aangebracht om de poorten af te sluiten van de kamer, 10 de verbetering bestaande uit een passage door het kleplichaam, die de kamer verbindt met de stroomopwaartse poort, een eerste sectie in de passage, een zuigervormig deel, dat is aangebracht in de eerste sectie en de passage afsluit, een smeltbaar 15 afstandselement, dat is aangebracht in de eerste sectie en aanligt tegen het buitenste eind van het zuigervormige deel,en een kamermiddel, dat is aangebracht bij het smeltbare afstandselement om het smeltbare afstandselement op te nemen in de gesmolten toestand.

11. In een klep met een lichaam met een inwendige kamer, die wordt gesneden door stroomopwaartse en stroomafwaartse poorten en een sluitdeel in de kamer, dat is aangebracht om deze poorten af te sluiten van de kamer, de verbetering, die bestaat uit 25 een passage, die de kamer verbindt met de stroomopwaartse poort, een sluitdeel met een afdichting om fluïdumverbinding te sluiten door de passage, waarbij de afdichting bezwijkt bij een voorafbepaalde temperatuur om lekkage toe te laten langs het sluitdeel en door deze pas-30 sage onder verhoogde temperatuursomstandigheden.

12. Klep volgens conclusie 11, me t het kenmerk, dat deze voorafbepaalde temperatuur ligt tussen 220°C en 320°C.

13. Klep voor het verhinderen van hoge 35 inwendige klepdrukken in een hoge temperatuursomgeving, voorzien van een huis met een kamer erin en een stroomweg daardoorheen, die de kamer snijdt, een sluitdeel, dat is aangebracht in de 40 kamer om de stroomweg af te sluiten voor fluïdumstroming, 8120363 * -16- een passage door het huis, die zich uitstrekt van de kamer naar de stroomweg en een middel, dat reageert op de tempera-tuuromgeving om de passage af te sluiten tijdens normale 5 temperaturen en de passage te openen om inwendige klepfluï-dums te verplaatsen, wanneer de klep wordt blootgesteld aan hoge uitwendige temperaturen.

14. Klep volgens conclusie 13, waarin dit middel is voorzien van een materiaal, dat is aangebracht in 10 de passage en dat in de vaste toestand is tijdens normale temperaturen en in de vloeibare toestand is bij voorafbepaalde hoge temperaturen.

15. Klep volgens conclusie 14, waarin een gedeelte van de passage buiten het huis ligt en het 15 materiaal is aangebracht in dit buitenwaartse gedeelte.

16. Klep volgens conclusie 14, verder voorzien van een middel om de blootstelling van het materiaal aan inwendige klepfluïdums te verhinderen.

17. Klep voorzien van 20 een huis met een kamer erin en een stroomweg daardoorheen, die de kamer snijdt, een sluitdeel, dat is aangebracht in de kamer om de stroomweg af te sluiten voor fluïdumstroming, een passage door het huis, die zich uit- 25 strekt van de kamer naar de stroomweg, een deel, dat is aangebracht in de passage en een boring daardoorheen heeft, die is aangesloten op de passage, welk deel een gedeelte ervan heeft, dat uitsteekt buitenwaarts van het huis en 30 materiaal, dat is aangebracht in de bo ring en het buitenwaarts uitstekende gedeelte en een fluï-dumstroming door de passage verhindert, wanneer het in de vaste toestand is en een fluïdumstroming door de passage toelaat, wanneer het in de vloeibare toestand is.

18. Klep volgens conclusie 17, verder voorzien van een stop, die verschuifbaar is aangebracht in de boring tussen een eerste stand, waarin deze de fluïdumstroming door de boring blokkeert en een tweede stand, waarin deze de fluïdumstroming door de boring toelaat, 40 waarbij het materiaal wanneer het in de vaste toestand fs 8120363 ♦ -17- verhindert, dat de stop beweegt van de eerste stand in de tweede stand en toelaat, dat de stop beweegt van de eerste stand naar de tweede stand, wanneer het in de vloeibare toestand is.

19. Klep volgens conclusie 18, verder voor zien van een afdichting om de boring af te dichten tegen fluïdumstroming, welke afdichting verslechtert onder voorafbepaalde hoge temperaturen en deze fluïdumstroming toelaat.

20. Klep volgens conclusie 17, waarin het smeltbare materiaal in de vloeibare toestand stroomt in de boring.

21. Klep volgens conclusie 18, waarin de stop een kamer heeft en het smeltbare materiaal in de 15 vloeibare toestand stroomt in de kamer.

22. Klep volgens conclusie 21, waarin het smeltbare materiaal een gedeelte daarvan heeft, dat uitsteekt in de kamer, terwijl het smeltbare materiaal in de vaste toestand is.

23. Klep volgens conclusie 18, verder voorzien van een middel om de stop in de boring vast te houden.

24. Klep voorzien van een huis met een kamer erin en een stroom-25 weg er doorheen, die de kamer snijdt, een sluitdeel, dat is aangebracht in de kamer om de stroomweg te sluiten voor fluïdumstroming, een passage door het huis, die zich uitstrekt van de kamer naar de stroomweg, welke passage is 30 voorzien van een huisboring door het huis, die zich uitstrekt van de buitenzijde ervan naar de kamer en een poort door een gedeelte van het huis, dat zich uitstrekt van de huisboring naar de stroomweg, een deel, dat is bevestigd in de huisbo-35 ring en een gedeelte ervan heeft, dat buitenwaarts uitsteekt van het huis, welk deel een blinde boring heeft, die in verbinding staat met de huisboring,een ringvormige groef in verbinding met de poort en een leiding, die zich uitstrekt tussen de blinde boring en de ringvormige groef, waarbij de 40 leiding en de blinde boring elkaar snijden in het uitwendige 8120363 -18- gedeelte van het deel, waarbij de huisboring, de blinde boring, de leiding, de groef en de poort een fluïdumverbin-ding verschaffen tussen de kamer en de stroomweg en smeltbaar materiaal is aangebracht in de blinde boring om deze 5 fluïdumverbinding te verhinderen gedurende normale temperaturen en deze fluïdumverbinding toe te laten bij voorafbepaalde hoge temperaturen. 8120363