NO124609B - Hydraulisk betjeningsanordning for sleide- eller spjeldventiler, særlig for tankskip - Google Patents

Description

Hydraulisk betjeningsanordning for sleide- eller spjeldventiler, særlig for tankskip.

Denne oppfinnelse vedrører en hydraulisk betjeningsanordning for sleide- eller spjeldventiler, særlig for tankskip, omfattende en sentral tur- eller trykkledning og en returoljeledning, til hvilke ledninger en drivinnretning for ventilen i form av en dobbeltvirkende hydraulisk stempeldrivmotor er,tilkoblet gjennom en hydraulisk, enkelt<y>irkende treveisstyreventil utført som stempelsleideventil, med én mottrykkfjaer som belaster styrestemplet i retning for forbindelse mellom trykkledningstilkoblingen og ar-beidsledningstilkobiingen til den hydrauliske drivmotor, og omfattende innretninger for anvisning a<y> drivinnretningens og dermed den med innretningen sammenkoblede ventils stilling.

Kravet om betjening og overvåkning av stengeventiler fra et sentralt kontrollrom betinger at det finnes en forbindelse mellom kontrollrommet og hver av de ventiler som skal styres. Da disse forbindelsesledninger, særlig på skip, bare da kan oppnå en tilstrekkelig brukstid når de består av korrosjonsbestandige materia-ler, er det hydrauliske ledningsnett en betydelig utgiftsfaktor i den totale hydrauliske betjeningsanordning.

Ét annet problem ved hydrauliske betjeningsinnretninger er det forhold at ved de lengder som de nødvendige ledninger har, er volumet av disse ledninger meget stort i forhold til volumet av drivsylindrene for sleidene og spjeldene. Kompresjonen av den oljemengde som finnes i ledningene, blir da så stor at det komprimer-te oljevolum utgjør 50% og mer av drivanordningenes sylindervolum.

Ved en kjent betjeningsanordning av den innledningsvis nevnte art (DAS 1 052 764) skal bare en oljeledning anordnes mellom en treveisventil som virker som styreventil og drivmotorens side som er virksom i åpningsretningen av en spjeldventil. Den i stengeretningen virkende side av drivmotoren er utsatt for virkningen fra en komprimert gasspute. Oljetrykket virker altså mot gasstryk-ket når spjeldventilen åpnes og gasstrykket_må~være tilstrekkelig til å sikre pålitelig stengning av spjeldventilen. Styrekammeret er i dette tilfelle koblet til treveisventilens arbeidstilkobling. Styreventilens fjær forspennes variabelt ved hjelp av en kam som er forbundet med en vektarm som samvirker med en innstillingsskala. Etter innstilling av vektarmen til den ønskede åpningsstilling øker trykket i oljeledningen som fører til drivmotoren, til et trykk som svarer til den innstilte fjærspenning,oppnås i styrekammeret. Hvis spjeldventilen sitter fast på grunn av friksjon, kan dog det innstilte trykk også oppnås uten at stengespjeldet har beveget seg. En pålitelig anvisning på at spjeldet virkelig har nådd den forutinnstilte stilling, kan bare fåes ved samtidig iakttagel-se av trykkøkningen i gassputen. Da må en ytterligere ledning leg-ges mellom gassputen og styreventilen, dvs. to ledninger mellom betjeningsstedet og stengeventilen. Da dog gasser forandrer volum i meget sterkere grad enn oljer når temperaturen skifter, er retur-meldingen upålitelig. .Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en betjeningsanordning som tillater at man greier seg med en eneste ledning mellom betjeningsstedet og stengeventilen og som sikrer en pålitelig stillingsanvisning på betjeningsstedet.

Denne hensikt har man ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at styreventilens arbeidsledningstilkobling er tilsluttet den hydrauliske drivmotors i stengeretningen virksomme side, at den hydrauliske drivmotors i åpningsretningen virksomme side gjennom en man-øverledning er direkte forbundet med en manøverventil, at treveisstyreventilens styrekammer er direkte forbundet med denne manøver-ledning, pa hvilken ledning også anvisningsinnretningene er anordnet, og at forspenningen av treveisstyreventileais fjær er valgt slik at den balanserer mot et forutbestemt likevektstrykk i styrekammeret, hvilket trykk er lavere enn driftstrykket, men som er så høyt at det strekker til for normal betjening av den hydrauliske

•drivmotor.

Likevektstrykket utgjør fortrinnsvis omtrent 40-90% av driftstrykket.

For å begrense stengekraften ved en anordning hvor den

hydrauliske drivmotors stempelrom er trykkpåkjent i stengeretningen under betjening er styreventilens styrestempel utført todelt, idet en del som bærer styrekantene, støtter seg på fjæren, et annet styrekammer som er forbundet med treveisventilens arbeidstilkobling befinner seg mellom de to stempéldeler, og den andre del av stemplet ligger mellom dette annet styrekammer og det første styrekammer .

Ved sentral betjening fra dekk kan manøverledningen på dekket gjennom en stengeventil være tilkoblet en på dekk anordnet sentral returoljeledning.

Som stillingsanviser er fortrinnsvis en volummåler anordnet i forbindelsesledningen.

Til forbindelsesledningen er hensiktsmessig ytterligere tilkoblet et manometer, hvis anvisning kan kombineres med volumvi-serens skalafelt.

For tilpasning til oljekompresjon i forbindelsesledningen under drift har volummålerens anvisningskomponent hensiktsmessig en innstillbar skala.

Mellom styreventilen og volummåleren er fortrinnsvis anordnet en hydraulisk frigjørbar tilbakeslagsventil.

En videre utførelse av betjeningsanbrdningen kan gå ut på at for en flerhet av hydrauliske drivmotorer er det anordnet en eneste treveisstyreventil med hvis arbeidstilkobling allé tilsluttede hydrauliske drivinnretningers "stenge"-sider er forbundet, og at ventilen har et annet funksjonsmessig sett i serie med det før-ste styrekammer anordnet styrekammer som er i forbindelse med arbeidsledningen som fører til den hydrauliske motors "stenge"-side og som kan styres ved det første styrekammers virkning, hvor det første styrekammer gjennom tilbakeslagsventiler er tilsluttet de enkelte manøverledninger på et sted mellom angjeldende manøverventil og en tilbakeslagsventil.

Treveisstyreventilen, manøversleideventilen og anvisningsinnretningene for de enkelte drivinnretninger er.fortrinnsvis sammenfattet til en styreenhet som er anordnet på dekk eller i skipets kontrollrom. Ved denne utførelse er det første styrekammer over et strupeorgan forbundet med returoljeledningen. Videre er treveisventilens styrekant som styrer forbindelsen til returoljeledningen fortrinnsvis som i og for seg kjent forsynt med en dempningskon.

For å muliggjøre utluftning og spyling av rørledningene kan treveisventilen være utstyrt med et tredje i fjærens retning virksomt hydraulisk styrekammer som over en ventil kan forbindes med trykkledningen og hvor i hhv. ved de hydrauliske drivinnretninger det er anordnet en ledning som forbinder drivinnretningenes to sider, og i hvilken ledning det er anordnet en fjærbelastet tilbakeslagsventil som er virksom i retning mot stengesiden og hvis åp-nings trykk er lavere enn driftstrykket, men høyere enn stengetrykket.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk en oversikt over ledningene og apparatanordningene for lokalbetjente stengeventiler på et tankskip. Fig. 2 viser skjematisk en oversikt over ledningene og anordningene for sentralbetjente stengeventiler på et tankskip. Fig. 3 viser en første utførelse , fig. 4 en annen utførelse, og fig. 5 en tredje utførelse av en kobling for betjeningsanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 er et oppriss av skalaen på en stillingsindikator, fig. 7 til 12 viser skalaen ifølge fig. 6 under forskjellige driftstilstander, fig. 13 viser skjematisk en oversikt over ledningene og anordningene ved en modifisert utførelse med lokalt betjente stengeventiler på et tankskip, og fig. 14 en oversikt over ledningene og anordningene ved en modifisert utførelse med sentralbetjening på et tankskip. Fig. 15 viser den hydrauliske kobling av betjenings-anordningene ifølge fig. 13 og 14.

På tegningene og i beskrivelsen er brukt de samme hen-visningstall for de samme deler og ved de ytterligere utførelses-former benyttes henvisningstallene med et ekstra siffer 1, 2 hhv.3 foran.

Fig. 1 viser skjematisk ledningsføringen og anordningen av apparater for en betjeningsinnretning for lokalstyrte drivanord-ninger. En trykkledning strekker seg fra en trykkoljestasjon 2 og har et ledningsavsnitt 4 innenfor skipets lasteområde hensiktsmes-

, sig omtrent på høyde med stengeventilene som skal betjenes og et annet ledningsavsnitt 6 på dekk som strekker seg over skipets lengde. En returledning 8 løper ved siden av trykkledningen 4 innenfor lasteområdet. På dekk finnes foruten trykkledningen 6 også en returledning 10.

Drivmotorer 40, 140 og 240 for de på tegningene ikke viste stengeventiler er gjennom ledninger 18 forbundet med den sentrale trykkledning 4 og gjennom ledninger 20 med den sentrale returledning 8. Også manøverinnretninger 22, 122, 222 som er anordnet for betjening på dekk, er gjennom ledninger 24 forbundet med trykkledningen 6 og gjennom ledninger 26 med returledningen 10.

Hvis manøverinnretningene er sammenfattet i grupper, hvor det innenfor hver gruppe finnes forbindelse til trykkledning og returledning for den enkelte manøverinnretning, er det tilstrekkelig med en forbindelsesledning 24 og en forbindelsesledning 26 for manøverinnretningsgruppen.

Fra hver manøverinnretning 22, 122 og 222 fører en eneste ledning 28 til den tilhørende drivmotor 40, 140 og 240.

På fig. 2 er skjematisk vist et enledningssystem for sentralbetjente stengeventiler. Trykkledningen strekker seg fra trykkoljestasjonen 2 og har et ledningsavsnitt 4 innenfor skipets lasteområde, mens et annet ledningsavsnitt 6 fører til manøverinn-retningene 22, 122 og 222 som er anordnet i et kontrollrom 21. En returledning 8 forløper ved siden av trykkledningen 4, og en annen returledning 30 fører fra manøverinnretningene til hydraulikkstasjonen. Drivmotorene 40, 140 og 240 er som nevnt i forbindelse med fig. 1, koblet til ledningene 4 og 8.

Fra hver manøverinnretning 22 strekker seg en eneste led-

ning 28 til den tilhørende drivinnretning.

En stengning fra dekk kan foretas ved hjelp av en ventil 32 som skal åpnes for stengeoperasjonen, hvilket skal forklares nærmere nedenfor. For å kunne lede oljen som under denne operasjon kommer ut fra ventilen, tilbake til hydraulikkstasjonen er det nød-vendig å ha en returledning 34 som kan være forbundet med en returledning 30 eller som kan føre separat til hydraulikkstasjonen.

Fig. 3 viser skjematisk betjeningsinnretningen for en hydraulisk drivsylinder 40 som brukes til betjening av en sluseventil 42. Manøverinnretningen 22 som er anordnet på dekk eller i et kontrollrom, har som styreventil en fire/treveisventil 2 3 med tre sjaltestillinger 0, I, II ("holde", "åpne" og "stenge"). Koblestil-lingene er hensiktsmessig utført med sperring. Når sluseventilen 42 bare skal betjenes fra endestilling til endestilling, er manøver-ventilens midtstilling overflødig. I dette tilfelle kommer en fire/ toveisventil med de to sjaltestillinger I og II til anvendelse. Manøverinnretningens 22 og sylinderens 40 tilkobling til trykk- og returledningen fremgår av beskrivelsen til fig. 1 og 2. Et strupeorgan 27 i ledningen 28 tillater regulering, av drivinnretningens omstillingshastighet, mens et manometer 29 tjener til kontroll av driften. En sikkerhetsventil 31 beskytter ledningen 28 mot utilbør-lig høyt trykk.

Ledningen 28 fører fra manøverinnretningen 22 til drivsylinderens 40 kammer 41. I drivsylinderens umiddelbare nærhet er anordnet en ensidig hydraulisk styrt treveisventil 48 med mottrykks-fjær 54 hvis styrekammer 46 over en ledning 44 er forbundet med ledningen 28. Treveisventilen arbeider som reguleringsventil.

Treveisventilens 48 arbeidstilkobling er forbundet med drivsylinderens 40 kammer 43 på stangsiden som virker i stengeretningen gjennom en stengetrykkledning 50.

I treveisventilen 48 er et styrestempel 52 anordnet lett forskyvbart. Mottrykkfjæren 54 trykker stemplet i retning mot styrekammeret 46. Styrekammeret 46 er ved hjelp av en tetning 64 tet-tet mot styrestemplet.

Fjærens 54 kraft er hensiktsmessig innstillbar og skal avpasses slik at styrestemplet 52 først under oppnåelse av et forutbestemt trykk i styrekammeret 46, f.eks. 60-80% av driftstrykket i systemet, inntar en stilling i hvilken styrekantene 56 og 58 stenger tilkoblingsåpninger 60 og 62 for trykkolje hhv. returolje med minst mulig overdekning, som vist på tegningen. Dette trykk skal nedenfor betegnes som likevektstrykk.

Likevektstrykket velges slik at drivinnretningene frem-bringer de normalt forlangte innstillingskrefter. Forskjellen mellom likevektstrykket og driftstrykket skal være tilstrekkelig til først å dekke trykkbehovet, hvilket opptrer som gjennomstrømnings-motstand i oljestrømmen under ventilens åpningsbevegelse, og der-nest det som kreves til overvinnelse av friksjonskreftene i ventilen under bevegelsen ut fra stengestillingen.

Ved utførelsen ifølge fig. 3 er stillingskontrollen meget enkel. Kontrollen består av anvisning av trykket i ledningen 28 og brukes i det vesentlige for slike ventiler som bare beveges fra endestilling til endestilling.

Arbeidsmåten for koblingen ifølge fig. 3 skal beskrives nedenfor.

Sluseventilen er lukket. Styreinnretningens 22 ventil 23 befinner seg i stillingen 0 eller II. Trykket i ledningen 28 ligger under likevektstrykket og styrestemplet 52 befinner seg i en stilling som er forskjøvet mot styrekammeret 46. I denne stilling er trykkledningens 4 tilkobling 60 i forbindelse med sylinderrommet 43 slik at sylinderens 40 stempel holder sluseventilen 42 stengt med en kraft som svarer til driftstrykket.

I koblestilling I for manøverventilen 2 3 når trykkoljen inn i ledningen 28. Trykket i ledningen 28 stiger. Treveisventilens 48 stempelsleide 52 forskyves mot fjæren 54 og når ved likevektstrykket den viste stilling. Ved ubetydelig overskridelse av likevektstrykket frigjør stempelsleiden avløpet for returoljen fra sylinderrommet 43. Først ved overskridelse av det ved hjelp av fjæren 54 innstilte likevektstrykk betjenes drivmotoren for stengeventilen.

Hvis det f.eks. antas at likevektstrykket er innstilt ved hjelp av fjæren 54 på 70% av driftstrykket, er det ikke å vente at dette trykk vil behøves over hele åpningsslaget i sylinderrommet 41. Da treveisventilen 48 imidlertid krever likevektstrykket for overhodet å kunne la returoljen slippe ut av sylinderrommet 43, re-gulerer denne ventil, returpljeutløpet automatisk på den måte at der i sylinderrommet 43 stadig finnes et mdttrykk som utjevner den andel av åpningskraften med hvilken andel åpningskraften ville være for stor som følge av likevektstrykkets innvirkning på sylinderrommet 41 ved normal eller lavere belastning på stengeventilens driv-organ hvis det ikke fantes mottrykk i sylinderrommet 43. Stempelsleiden 52 overdekker under denne driftstilstand utløpsåpningen 62, dvs. virker strupende.

Hvis det kreves bevegelse under full trykklikevekt, vil mottrykket anta verdien 0. Utløpet er da åpnet helt. Hvis åpnings-kraftbehovet blir enda større, stiger trykket i sylinderrommet 41 og i styrekammeret 46 over likevektstrykket og nødvendigvis helt opp til driftstrykket.

Ved hjelp av den forklarte kobling oppnås altså at trykket i sylinderrommet 41 holdes i det vesentlige konstant over hele bevegelsesveien av stengeventilens drivmotor unntatt når det kreves et trykk som ligger over likevektstrykket.

Denne styring, som nedenfor skal betegnes konstanttrykk-styring, utkompenserer automatisk belastningsendringer som opptrer ved stengeventilens stengeorgan.

Under tilbakestilling av manøverventilen 2 3 til koblestillingen 0 avsperres oljesøylen i ledningen 28.

For å beskytte ledningen 28 mot utilbørlig høyt trykk, særlig ved oppvarming, er det anordnet en sikkerhetsventil 31, hvis reaksjonstrykk overstiger driftstrykket med en forutbestemt verdi.

Ved betjening av manøverventilen 23 skjer først en av-lastning av oljesøylen som er innesperret i ledningen 28. Så snart likevektstrykket er ubetydelig underskredet, har fjaren 54 beveget styrestemplet 52 så langt tilbake inn i styrekammeret 46 at trykk-ol jen fra trykkledningen 4 når inn i sylinderrommet 43. Ledningen 28 tjener da som returledning for oljen som fortrenges ut av sylinderrommet 41. Stengehastigheten bestemmes ved hjelp av strupeorganet 27.

Når stengeventilen har nådd stengeendestillingen eller ventilorganet hindres ved en ytre påvirkning fra å fortsette stengebevegelsen, synker trykket i ledningen 28 helt til null.

Skal sluseventilen 42 stenges ut fra dekk, må bare ventilen 32 åpnes. Derved forbindes ledningen 28 med returledningen 34, slik at sluselegémet stenger på den ovenfor forklarte måte. I dette tilfelle begrenser strupeorganet 21 stengehastigheten.

Ved utførelsen ifølge fig. 4 har stengeventilen form av et kileformet sluselegeme som er festet på drivinnretningens 140 stempelstang. Drivmotoren 140 ville derved frembringe en stenge-kraft som er større enn åpningskraften. Av sikkerhetsgrunner skal imidlertid stengeoperasjonen bare skje med nedsatt trykk i drivmotorens sylinderrom 143.

For å oppnå dette er treveisventilens 148 styrestempel delt i to deler, nemlig det egentlige stempel 152 som har styrekan-ter og et hjelpestempel 153 med et annet styrekammer 147 mellom stem-plene som gjennom boringer i stemplet 152 er forbundet med drivinnretningens arbeidstilkobling. Derved virker stemplet 152 med det annet styrekammer 147 som reduksjonsventil mellom trykkledningen 4 og stempelrommet 143. Fjærens 154 trykkraft er innstilt slik at stemplet 152 inntar den viste midtstilling når det reduserte trykk i stempelrommet 143 utgjør omtrent 40-50% av driftstrykket.

Mellom manøverventilen 12 3 og strupeorganet 27 er det i , ledningen 28 anordnet en tilbakeslagsventil 125 som i koblingsstilling II frigjøres hydraulisk og i koblingsstilling 0 holder oljesøy-len innesperret i ledningen 68.

Ved den på fig. 4 viste kobling er det for stillingsanvisning i styreinnretningen 122 innkoblet i ledningen 28 en volummåler 126 i tillegg til et manometer, hvor manometeret og volummåleren har et felles anvisningsapparat 128 (fig. 6).

Volummålerens 126 drivaksel driver over passende organer (f.eks. en permanentmagnetkobling) i anvisningsapparatet 128 en re-duks jonsutveksling hvis inntaksaksel bærer et anvisningsmerke 172 som er anordnet over anvisningsapparatets faste grunnskala 171,

slik at omdreiningene av volummålerens akse anvises i forholdet 1:1 slik at også små oljestrømmer som finnes i eller går ut av ledningen 28 kan observeres. Reduksjonsutvekslingens utgangsaksel bærer en stillingsanviser 173 som er forbundet med akselen ved hjelp av en på tegningen ikke vist slurekobling.

Stillingsanviserens 173 skalaring 174 har en inndeling

som svarer til armaturens åpningsvei og er innstillbar.

I anvisningsapparatet 128 er også anordnet en trykkmåler med en viser 177 som beveger seg over en trykkskala 178 som er forsynt med særlig markerte skalafelter for likevektstrykket 179, driftstrykket 180 og sikkerhetsventilens 231 reaksjonstrykk 181.

Ved utførelsen ifølge fig. 5 brukes et dreiespjeld 242 som stengeventil. Spjeldet er over en veivdrift 240 forbundet med et stempel 245 for betjening av spjeldet.

Koblingen svarer i det vesentlige til koblingen ifølge fig. 3. For anvisning av stillingen er som ved koblingen ifølge fig. 4 anordnet en volummåler 226 og en trykkmåler med et felles anvisningsapparat 228.

Stillingsanvisningen ved hjelp av volummåler og trykkan-viser er derfor generell for alle utførelser som er forklart i forbindelse med fig. 5.

Helt til likevektstrykk i styrekammeret 246 er nådd, opptar ledningen 28 et bestemt oljevolum som nedenfor skal benevnes skadelig volum A. Dette skadelige volum A er bare avhengig av led-ningens 28 lengde og diameter og kan her ansees konstant.

Når det for betjening av drivinnretningen nødvendige trykk stiger over likevektstrykket, opptar ledningen 28 et ytterligere skadelig volum B. Volumet B er avhengig av trykket som i hvert tilfelle innstiller seg mellom likevektstrykket og driftstrykket. De skadelige volumer A og B er statiske.

Da det er gjennomstrømningsmotstand i ledningen 28 under drivinnretningens bevegelse, opptrer trykkfall i ledningen. Dette trykkfall fører til et ytterligere strømningsdynamisk bestemt skadelig volum X som for den stillingsanvisning som her skal forklares er positiv ved åpning av spjeldet og negativ ved lukning av samme. Trykkanvisningen på manometeret er derfor avhengig av oljens strøm-ningsretning i ledningen 28 og viser for meget eller for lite i forhold til det virkelige trykk i drivinnretningen og i treveisventilens styrekammer 246 så lenge oljen strømmer i ledningen.

Under denne forutsetning skal virkningsmåten for koblingen ifølge fig. 5 forklares.

Spjeldet antas stengt. Manøverventilen 232 befinner seg i stilling II. Ledningen 28 er trykkløs. Stillingsanviseren 173 ligger an mot anslaget 175. Manometerviseren 177 viser trykk 0 (fig. 6).

For åpning av spjeldet bringes manøverventilen 232 til stilling I. Skadelig volum A oppstår da i ledningen 28. Viseren 173 beveger seg da over skalaområdet S som svarer til det skadelige volum A. Samtidig stiger trykket til likevektstrykket. Etter opp-ståelsen av det skadelige volum A har viseren 173 nådd nullmerket på skalaen 174 og trykket i forstyrekammeret 246 er i likevekt med fjærens 254 kraft (likevektstrykk, fig. 7). For å opprettholde likevektstrykket ved treveisventilen 148 under den da igangsatte bevegelse av drivinnretningen, må trykket ved volummåleren ligge over likevektstrykket med en verdi som svarer til det strømningsavhengi-ge trykkfall i ledningen 28 mellom styreapparatet 222 og forstyrekammeret 246. Et ytterligere skadelig volum.X danner seg altså i ledningen 28 og registreres av volummåleren. Viseren 173 beveger seg derved i virkeligheten foran den oljemengde som mates inn i stempelrommet 241, idet differansen er det nevnte skadelige volum X. Når manøverventilen 232 føres tilbake til koblestillingen 0 for innstilling av en mellomstilling av spjeldet, fortrenges det skadelige volum X som av tilbakeslagsventilen 225 er innestengt i ledningen 28 , inn i sylinderrommet 241 slik at spjeldet når nøyaktig den av viseren 173 på skalaen viste stilling. Oljesøylen i ledningen 28 avlastes samtidig til likevektstrykket som vises av viseren 177 (fig. 8).

Hvis spjeldets drivmotor føres til "åpen" endestilling, blir det skadelige volum X etter oppnåelse av denne stilling lik 0, idet det ikke lenger forekommer noen forstyrrelse. Viseren 173 når endemerket for åpen stilling på skalaen ved likevektstrykket (fig. 9). Hvis manøverventilen 123 forblir i koblingsstillingen I, vil trykket øke til driftstrykket og det skadelige volum B vil komme inn i ledningen 28. Viseren 173 løper derfor utover"åpen»endemerket under samtidig stigning av trykkanvisningen helt opp til driftstrykket. Derved vises at drivmotoren og spjeldet faktisk har nådd sine endestillinger.

Hvis dreiemomentbehovet under begynnelsen av spjeldets åpningsbevegelse er for stort, vil foruten det skadelige volum A også skadelig volum B danne seg i ledningen 28, mens trykket stiger til driftstrykk. Den anvisning som da fremkommer, varsler at spjeldet fremdeles er stengt (fig. 11).

For lukning av spjeldet bringes manøverventilen 232 til koblestilling II, i hvilken stilling tilbakeslagsventilen 225 er frigjort. Først unnviker det skadelige volum B fra ledningen 28, mens trykket nedsettes helt til likevektstrykket. Når det skadelige volum B er unnveket, har viseren 173 under likevektstrykket nådd "åpen"-endemerket på skalaen (fig. 9). Samtidig begynner treveisventilen 248 å påvirke trykkoljetilstrømningen til sylinderrommet 243 slik at der ved den ovenfor forklarte styring av konstantende-trykket sikres at oljen fra sylinderrommet 241 fortrenges under et slikt trykk at likevektstrykket opprettholdes i treveisventilens 248 styrekammer 246. Derfor anviser volummåleren 173 ytterligere fortrengning av det skadelige volum X som det skadelige volum A re-duseres med under stengebevegelsen.

Hvis manøverventilen 123 bringes under stengeoperasjonen til koblestillingen 0, fortsetter drivmotoren å bevege seg ved faststående viser 173 til den har matet det skadelige volum X inn i ledningen 28. Ved likevektstrykk vil derfor drivinnretningen nå nøyaktig den med viseren 173 angitte stilling. Ved stengebevegel-sens slutt skyves det skadelige volum A helt ut og viseren 173 beveger seg under samtidig senkning av trykket til 0 tilbake mot anslaget 175 (fig. 6) .

Hvis en fullstendig stengning ikke er mulig på grunn av en hindring e.l., når ikke viseren 173 sin endestilling. Da trykket samtidig faller til 0, kan man derav trekke den slutning at en fullstendig stengning av spjeldet ikke har funnet sted (fig.12).

I motsetning til sluseventiler utsettes dreiespjeld for dynamiske påvirkninger fra det gjennomstrømmende medium som belaster dreiespjeldet fortrinnsvis i stengeretningen.

Normalt holdes dreiemotorens 240 stempel 245 i en mellomstilling idet like store trykk råder i begge sylinderrom 241 og 243 (fig. 5). Hvis dreiespjeldet 242 utsettes for et dreiemoment, vil oljen fra sylinderrommet 241 presses inn i ledningen 28 og bevirke økning av trykket i denne ledning. Derved forskyves treveisventilens 248 styrestempel 252 mot fjæren med den følge at trykket

i sylinderrommet 243 synker, slik at det innstilles et tilsvarende motmoment. Hvis belastningen på dreiespjeldet faller bort, vil trykket i ledningen 28 igjen innstilles på likevektstrykket.

Det nevnte tilfelle med dynamisk belastning av dreiespjeldet anvises i anvisningsapparatet som avvikelse fra likevektstrykket.

Ved utførelsen ifølge fig. 13 løper det bare ut fra

den sentrale trykkoljestasjon 2 på dekket en sentral trykkledning

6 og en sentral returledning 10, nemlig over lengden av skipets lasteområde. I de skjematisk med loddrette skillelinjer antydede

tankavsnitt, som f.eks. kan bestå av en midttank og en sidetank,

er det anordnet forbindelse mellom sluseventil eller dreiespjeld som styrer tankene, som ikke er vist på tegningen og som drives fra skjematisk antydede innretninger 40, 240.

På dekk finnes en styreenhet 13 som over en ledning 26 er forbundet med returoljeledningen 10 og over en ledning 24 er forbundet med trykkledningen 6. I styreenheten er det anordnet sjalte- og anvisningsinnretninger 322 og en styreinnretning 349 for stengetrykket. Sjalte- og anvisningsinnretningene 322 er over hver sine ledninger 28 forbundet med drivinnretningenes 40, 240 drivsider som er dratt i åpningsretningen. De i stengeretningen virksomme sider i drivinnretningene som er anordnet i et tankavsnitt er forbundet innbyrdes og over en ledning 50 forbundet med styreinnretningen 349 for stengetrykket.

Ved utførelsen ifølge fig. 14 er styreenheten 13 som er utformet som ved utførelsen ifølge fig. 1 anordnet i et sentralt kontrollrom 21. Ledningene 50 og 28 fører fra dette kontrollrom til drivinnretningene for de forskjellige tankavsnitt. På dekk finnes dessuten bare en returoljeledning 10 for nødavstengning.

Arbeidsmåten for betjeningsinnretningen og stillingsanvisningen skjer i prinsippet som ved den i forbindelse med fig. 5 beskrevne betjeningsinnretning. Nedenfor skal bare beskrives en-dringene som forekommer ved denne utførelse i forbindelse med man-øvrering og drift av innretningen (fig. 15).

Styreinnretningen 13 inneholder for hver drivinnretning 40, 240 en sjalte- og anvisningsinnretning 322 med en manøverventil 323, en tilbakeslagsventil 325 som er hydraulisk avlastbar og som er virksom i retning mot manøverventilen, en anviseinnretning 32 6 og en overtrykksventil 331. Mellom tilbakeslagsventilen 325 og manøverventilen 323 finnes en ytterligere tilbakeslagsventil 330 som virker i retning mot styreventilen og som er utstyrt med et paralleltkoblet strupeorgan 338. Videre er det i styreventilens trykkoljetilkobling innmontert et fortrinnsvis regulerbart strupeorgan 337. De enkelte sjalte- og anvisningsinnretningers 322 trykkoljetilkoblinger er tilsluttet en felles forbindelsesledning 24' som er forbundet med trykkoljeledningen 24. På lignende måte er returoljetilkoblingene forbundet med en returoljeledning 26' som er tilsluttet returoljeledningen 26.

Innretningen 349 til styring av stengetrykket innehol-

der for alle tilsluttede drivinnretninger en treveisventil 348 med belastningsfjæren 354, et første styrekammer 346 og et annet styrekammer 347. Styrekammeret 347 er forbundet med stengetrykkledningen 50 som alle drivinnretninger 40,240 er koblet til med sin i stengeretningen virksomme drivside. Den konstruktive utforming av treveisventilen 148 kan være i samsvar med den som er vist på fig. 4.

Styrekammeret 346 er forbundet med en ledning 344 som ved enkelte sjalte- og anviseinnretninger 322 er koblet til. Tilkoblingen skjer her mellom tilbakeslagsventilen 330 og manøver-ventilen 323, dvs. i et avsnitt av ledningen 28 som er trykkløst i manøverventilens 323 stillinger 0 og II. Hver av tilkoblingene er sikret ved tilbakeslagsventiler 333 som stenger i retning mot man-øverventilen 323. Styrekammeret 346 er over et innstillbart strupeorgan 335 i forbindelse med stengetrykkstyreinnretningens 349 tilkobling for returolje som også er tilsluttet ledningen 26'. Strupeorganet 335 bevirker at ledningen 344 blir trykkløs og dermed også styrekammeret 346 etter at en åpningsbevegelse er avsluttet.

I treveisventilens 348 returoljetilkobling er videre innkoblet en overtrykksventil 361 som under betjening av en eller flere drivinnretninger tjener til opprettholdelse av et minste stengetrykk i de øvrige drivinnretninger som forblir i hvilestillingen.

Stengetrykket som ved hjelp av fjæren 354 er innstilt på treveisventilen 348 virker på stengesidene i alle drivinnretninger 40,240.

For åpning av en stengeventil bringes manøverventilen 323 i sjaltestillingen I. Denne stilling er hensiktsmessig utført med en fjærreturføring til sjaltestillingen 0. I sjaltestilling I strømmer trykkolje på den ovenfor forklarte måte gjennom tilbakeslagsventilen 330 og den frigjorte tilbakeslagsventil 335 samt gjennom volummåleren 326 inn i ledningen 28. Så snart trykket i ledningen 28 blir høyere enn likevektstrykket, vil styrekammeret 346 komme til å virke og bevirke en overstyring av kammeret 347 hvilket skjer gjennom ledningen 344. Treveisventilen forbinder da ledningen 50 med returledningen slik at stengetrykket synker. Som følge av den derved innstilte trykkdifferanse mellom ledningen 28 og ledningen 50 kommer drivinnretningen i åpningsbevegelse.

Drivinnretningens åpningshastighet er bestemt ved strupeorganet 337 som også hindrer en plutselig trykkstigning i styrekammeret 346 og dermed et plutselig trykkfall i stengetrykkledningen. For forbigående styring av trykkfallet i stengetrykkledningen 50 kan det i denne ledning være innkoblet ytterligere strupende organer, og et strupeorgan eller en gjennomstrømningsmengderegula-tor kan f.eks. være anordnet i stengetrykkledningen selv. Dessuten kan treveisventilens styrekant som styrer forbindelsen til retur-ledningeri være utformet som en kjent dempningskjegle.

Ved hjelp av de ikke betjente kobleinnretningers tilbakeslagsventiler 333 forhindres at trykkolje gjennom ledningen 344 passerer inn i ledningene 28 til de øvrige ikke styrte drivinnretninger.

Når manøverventilens 323 betjeningsarm frigis etter at den ønskede åpningsstilling er nådd, føres styreventilen av fjæren tilbake til koblestillingen 0. Trykket som råder i ledningen 344, nedsettes gjennom strupeorganet 335 slik at styrekammeret 346 blir uvirksomt. Deretter oppbygges gjennom styrekammeret 347 fullt stengetrykk i ledningen 350 slik at drivinnretningen holdes fast i sin stilling, nemlig ved oljesøylen i ledningen 50 som er under stengetrykket på den ene side og ved oljesøylen som finnes i ledningen 28 som er under samme trykk.

For stengning av en av stengeventilene beveges manøver-ventilen 323 til stillingen II. I denne stilling frigjøres tilbakeslagsventilen 325. Ledningen 344 blir trykkløs slik at styringen av treveisventilen 348 skjer utelukkende gjennom styrekammeret 347. Oljen kan strømme fra ledningen 28 gjennom den åpne tilbakeslagsventil 325 og strupeorganet 338 til returoljeledningen. Strupeorganet 338 bestemmer stengehastigheten. Når drivinnretningen har nådd sin stengeendestilling, avlastes oljesøylen i ledningen 28 ned til 0-trykket.

Stillingsanvisningen i forklarte driftstilstander skjer under hensyntagen til de forskjellige skadelige volumer, nemlig på den ovenfor i forbindelse med fig. 5 forklarte måte.

For å tillate spyling av ledningene 50 og 28 og særlig utluftning av ledningene og for korreksjon av stillingsanvisningen etter utført nødsavstengning, er treveisventilen 248 utstyrt med et tredje styrekammer 353 som er virksomt i fjærens retning og over en ledning 355 er utstyrt med en styresleide 345 som er tilkoblet

trykkoljeledningen 24' og returoljeledningen 26'. Normalt forbinder styresleiden 345 ledningen 355 med returoljeledningen. Ved. betje-

ning av styresleiden 345 forbindes ledningen 355 med trykkoljeledningen.

Dessuten er ved hver av drivinnretningene 40,240 mellom

de to drivsider anordnet en forbindelsesledning 351 som inneholder en fjærbelastet tilbakeslagsventil 339 som virker i retning mot ledningen 28 og som er innstilt for et trykk som er høyere enn stengetrykket, men ligger under driftstrykket.

For gjennomføring av ledningsspy.ling betjenes styreslei-

den 345 og manøverventilene 323 bringes til stilling II. Med tryk-

ket i styrekammeret 353 bringes treveisventilens sleidestempel i en stilling hvor det tilveiebringes full forbindelse mellom stengetrykkledningen og trykkoljeledningen. Trykkoljen strømmer så gjennom ledningen 50, gjennom forbindelsen 351 og gjennom tilbakeslagsven-

tilen 339 inn i ledningen 28 og derfra gjennom manøverventilene 323

inn i returoljeledningen. På denne måte oppnås en rask og sikker utluftning. Til dette formål kunne man selvfølgelig anordne en for-biføringsledning til treveisventilen 348 mellom ledningene 24 og 50 med en enkel stengeventil.

Claims (5)

1. Hydraulisk betjeningsanordning for sleide- eller spjeldventiler, særlig for tankskip, omfattende en sentral tur- eller trykkledning (4) og en returoljeledning (8), til hvilke ledninger en drivinnretning (40,140,240) for ventilen (42,142,242) i form av en dobbeltvirkende hydraulisk stempelmotor er tilkoblet gjennom en hydraulisk, enkeltvirkende treveisstyreventil (48,148,248) ut-

ført som stempelsleideventil, med en mottrykkfjær (54,154,254) som belaster styrestemplet i retning for forbindelse mellom trykkledningstilkoblingen (til 4) og arbeidsledningstilkoblingen (til 50) til den hydrauliske drivmotor, og omfattende innretninger (26,126, 226,28,128,228) for anvisning av drivinnretningens og dermed den med innretningen sammenkoblede ventils stilling, karakterisert ved at styreventilens (48,148,248) arbeidsledningstilkobling er tilsluttet den hydrauliske drivmotors (40,140,240) i stengeretningen virksomme side (43,143,243), at den hydrauliske drivmotors i åpningsretningen virksomme side (41,141,241) gjennom en manøverledning (28) er direkte forbundet med en manøverventil (23, 123,223), at treveisstyreventilens (48,148,2.48) styrekammer (46, 146,246) er direkte forbundet med denne manøverledning (28), på hvilken ledning også anvisningsinnretningene (26,126,226;28,128, 228) er anordnet, og at forspenningen av treveisstyreventilens fjær (54,154,254) er valgt slik at den balanserer mot et forutbestemt likevektstrykk i styrekammeret (46,146,246), hvilket trykk er lavere enn drif tstrykket,men fortrinnsvis så høyt at d=t strekker til for normal betjening av den hydrauliske drivmotor (40,140,240).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at likevektstrykket utgjør omtrent 40-90% av driftstrykket.

3. Anordning ifølge krav 1 for en sleide-, sluseventil e.l., hvor den hydrauliske drivmotors stempelrom er under trykk i stengeretningen under betjening, karakterisert ved at styreventilens (148) styrestempel er utført todelt, at en del (152) som bærer styrekantene, støtter seg på fjæren (154), at et annet styrekammer (147) som er forbundet med treveisventilens arbeidstilkobling befinner seg mellom de to stempeldeler, og at den andre del (153) ligger mellom dette annet styrekammer og styrekammeret (146).

4. Anordning ifølge krav 1 med sentralbetjening og innretninger til betjening fra dekk, karakterisert ved at manøverledningen (28) på dekk gjennom en stengeventil (32) er tilsluttet en på dekk anordnet sentral returoljeledning (34).

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en volummåler (126,226) er anordnet for stillingsanvisning. 64 Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at det til manøverledningen (28) er ytterligere tilsluttet et manometer hvis anvisning kan sees på volummålerens skalafelt. 7. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at volummålerens (126,226) anvisningsinnretning (128,228) har en innstillbar skala (174). 8. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at en hydraulisk frigjørbar tilbakeslagsventil (225) er anordnet mellom manøverventilen (223) og volummåleren (226,228). 9. Anordning ifølge krav 1 og 8, karakterisert ved at for en flerhet av hydrauliske drivmotorer (240) er det anordnet en eneste treveisstyreventil (348) med hvis arbeidstilkobling alle tilsluttede hydrauliske drivinnrethingers (40-240) "stenge"-sider er forbundet, og at ventilen har et annet funksjonsmessig sett i serie med det første styrekammer (346) anordnet styrekammer (347) som er i forbindelse med arbeidsledningen (50) som fører til den hydrauliske motors "stenge"-side og som kan styres ved det før-ste styrekammers virkning, hvor det første styrekammer (346) gjennom tilbakeslagsventiler (333) er tilsluttet de enkelte manøverled-ninger (28) på et sted mellom angjeldende manøverventil (323) og en tilbakeslagsventil (330). 10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at treveisstyreventilen (348), manøversleideventilen (223) og anvisningsinnretningene for de enkelte drivinnretninger (40,240) er sammenfattet til en styreenhet (13) som er anordnet på dekk eller i skipets kontrollrom. 11. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at det første styrekammer (346) over et strupeorgan (335) er forbundet med returoljeledningen. 12. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at treveisstyreventilens (348) styrekant som styrer forbindelsen til returoljeledningen (26') som i og for seg kjent er forsynt med en dempningskon. 13. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at i treveisstyreventilens (348) forbindelse for returoljetilkob-lingen til returoljeledningen er anordnet en trykkbegrensningsven-til (361). 14. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at et innstillbart strupeorgan (337) på i og for seg kjent måte er anordnet foran manøversleidens (323) trykkledningstilkobling. 15. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den i retning mot manøversleiden virksomme tilbakeslagsventil (330) beliggende mellom manøversleiden (323) og den frigjørbare tilbakeslagsventil (325) er utstyrt méd et parallellkoblet strupeorgan (338). 16. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at treveisstyreventilen (348) har et tredje i fjærens retning virksomt hydraulisk styrekammer (353) som over en ventil (345) kan forbindes med trykkledningen (24') og at i hhv. ved de hydrauliske drivinnretninger (40,240T er anordnet eh ledning som forbinder drivinnretningenes to sider, og i hvilken ledning det er anordnet en fjærbelastet tilbakeslagsventil (339) som er virksom i retning mot stengesiden <p>g hvis åpningstrykk er lavere enn driftstrykket, men høyere enn stengetrykket.