NO126812B - - Google Patents

Description

Styrt trykkfølsom trykkavlastningsventil

for gass- eller væskebeholdere.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en styrt, trykkfølsom trykkavlastningsventil.for gass- eller væskebeholdere, og med et hovedventillegeme som er bevegelig mellom en lukket og en åpen stilling "i forhold til et hovedventilsete med en åpning som står i forbindelse med vedkommende beholder, hvor hovedventillegemet utgjør en skillevegg mellom beholderen og et trykkammer som omgis av en fleksibel belg samt er anordnet for å kunne beveges fra nevnte lukkede til nevnte åpne stilling når trykket i beholderen overskrider trykket i trykkammeret med en forutbestemt verdi, idet det er anordnet en styreventil mellom trykkammeret og den ytre atmosfære, innbefattende et styreventilsete og et styreventillegeme som forspennes til lukket stilling ved hjelp av. permamentmagneter.

Ifølge'oppfinnelsen tar man sikte på å utforme ventilen slik at den egner seg både til trykkavlastning ved. overtrykk i -beholderen og til trykkavlastning ved undertrykk i beholderen.

For disse formål er det tilveiebragt en ventil som definert

i krav 1, og hensiktsmessige trekk ved oppfinnelsen er definert i un-derkravene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til teg-ningene hvor fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom en utfnrelses-form av oppfinnelsen, med visse bevegelige elementer vist i en forste stilling, fig. 2 og 3 viser samme figur som fig. 1, med de nevnte bevegelige elementer i andre stillinger, og fig. 4 viser en detalj i ventilen, i storre målestokk og med delene tatt fra hverandre.

Oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med ulike ventilut-fdreiser for montering på en beholder eller lignende, for avlasting av et trykkdifferensial mellom beholderen og omgivelsene. Oppfinnelsen er her vist i forbindelse med en ventil hvor ventillukkelegemet er ut-formet som en plate forbundet med en belg, men oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til denne spesielle ventiltype.

Fig. 1 viser som nevnt et snitt gjennom en utforelsesform av oppfinnelsen, hvor det er pilotstyring både for overtrykk og undertrykk. Ventillukkelegemet 10 kan bevege seg vertikalt mellom en åpen og lukket stilling i forhold til ventilsetet 12, idet ventilsetet 12 danner en åpning som står i forbindelse med det indre av en beholder eller lignende, hvilken beholder skal beskyttes mot skader som folge av for stor trykkforskjell. Belgen 14 er tettende forbundet med ventillukkelegemet eller platen 10 og er i sin andre ende tettende forbundet med den faste vegg 16, hvorved det dannes et lukket kammer 15.

I platen 10 og endeveggen 16 er det anordnet respektive hjelpeventiler 18 og 20. Disse hjelpeventiler er bare vist rent skjematisk, idet de kan ha en hvilken som helst egnet og kjent utforelse. Hjelpeventilen 18 beveges til åpen stilling av et trykk inne i beholderen som overskrider trykket inne i kammeret 15. Når det ikke forefinnes noen trykkforskjell av betydning, eller når trykket i kammeret 15 overskrider trykket i beholderen, er hjelpeventilen l8 lukket. Hjelpeventilen 20 beveges til åpen stilling av atmosfæretrykket når dette overskrider trykket inne i kammeret l8, og hjelpeventilen 20 lukkes av trykket i kammeret når dette trykk overskrider atmosfæretrykket.

Et ror 22 er fort gjennom en åpning i endeveggen l6 og på et gjengeparti er det påskrudd en rorformet magnet 24. Den ovre åpne enden til magneten danner et ventilsete for en kule 2(5 av magnetisk materiale. Kule.n 26 holdes i lukket stilling på setet på enden av magneten 24 ved hjelp av magnetk-raften og vekten til kulen. Når trykket i kammeret I5 overskrider de krefter som holder kulen 26 på plass i ventilsetet, vil kulen loftes fra setet, hvorved ventilen åpnes. Kulen 26 er anordnet inne i et deksel 28 som er påskrudd magneten 24. En hylse JO er tredd over.dekselet 28 og er fastklemt i en onsket stilling relativt dekselet, idet åpninger i dekselet og hylsen kan bringes til onsket innbyrdes kommunisering-. De deler av -hylseåpningen og dekselåpningen som står i forbindelse med hverandre danner sammen en åpning 32 hvorigjennom det tilveiebringes en forbindelse med atmosfæren.

Et ror 34 strekker- seg gjennom platen 10. En permanentmagnet 36 er påskrudd den nedre ende av roret 34» °g den ytre enden av magneten danner et ventilsete som samvirker med en ventilsklve 38 av magnetisk materiale. Over magneten 36 Qg ventilskiven 38 er det anordnet et deksel 40 som samvirker med en hylse 42 for tilveiebringelse av .en åpning 44» på samme måte som "beskrevet foran i forbindelse med den ovre pilotventil. Ventilskiven 38 vil beveges fra setet på magneten 36 når trykket i kammeret I5 overskrider trykket i beholderen tilstrekkelig til å overvinne magnetkraften og kraften til ret.urf jæren 46. -Fjæren 46 tjener til å bevege ventilskiven 38 tilbake til anlegg •mot setet etter at trykkforskjellen mellom kammeret 15 og beholderen er avtatt tilstrekkelig til at fjærkraften er stor nok til å overvinne trykkforskjellen og vekten av ventilskiven 38..

Virkemåten til oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til flg. 2.. Når trykket inne i beholderen oker, -vil hjelpeventilen l8 åpnes og hjelpeventilen 20 lukkes, og trykket i kammeret 15 vil således hovedsakelig være like med tryklcet I beholderen. Trykket pa "begge sider av ventilskiven 38 og pi "begge sider av stengeplaten 10 vil -derfor.hovedsakelig være-det samme* mens trykket på deir. nedre .siden av kulen 26 vil være storre-enn atmosfæretrykket som -virker på den ovre :slden. Nar trykkforskjellen her er tilstrekkelig til å overvinne kraften -til .magneten 24, pluss vekten til "kulen, vil kulen loftes fra setet og gassen vilikunne gå ut fra kammeret I5 gjennom roret .22 .-og åpningen 32 og .ut I atmosfæren.. Storrelsen til åpningen 32 og åpningen gjennom roret '22 er dimensjonert --slik at gass kan stromme ut fra kammeret 15 hurtigere enn trykkgass kan gå Inn i kammeret 15 fra heholderen gjennom hjelpeventilen 1-8. Trykket i -kammeret 15 vil synke raskt etter at kulen 26 er loftet fra setet på magneten 24, og det tilveiebringes derved en trykkforskjell mellom kammeret 15 og beholderen. Denne trykkforskjell vil medffire at stengeplaten 10 loftes under påvirkning av trykket under, hvorved beholderen loftes mot atmosfæren. De enkelte ventilelementer er i fig. 2 vist i den stilling de har etter at trykket i kammeret 15 har overskredet atmosfæretrykket tilstrekkelig til å lofte kulen 26 og trykket inne i kammeret 15 er sunket tilstrekkelig til at beholdertrykket lofter stengeplaten 10, men elementene er vist i en stilling for stengetrykket er nådd, dvs. for trykket i kammeret 15 og gasstrommen som holder kulen 26 i åpen stilling er blitt redusert tilstrekkelig til at kulens vekt vil være- tilstrekkelig til at kulen faller ned på setet på magneten 24. Stengeplaten 10 vil gå tilbake til lukket stilling mot setet 12 når beholdertrykket er redusert tilstrekkelig til at vekten av stengeplaten og de elementer denne bærer, overskrider trykkraften. Belgen 14 kan også være utfort slik at den utover en fjærkra£t for bevegelse av stengeplaten 10 til lukket stilling.

Når trykket i beholderen synker under atmosfæretrykket, vil hjelpeventilen 18.lukkes og hjelpeventilen 20 vil åpnes dersom trykket i kammeret 15 er under atmosfæretrykket. Når beholdertrykket er under atmosfæretrykket, vil trykket i kammeret 15 enten være lik eller storre enn atmosfæretrykket. Når forskjellen mellom trykket i kammeret 15 og det lavere trykk i beholderen er stort nok, vil ventilskiven 38 bli presset vekk fra setet på magneten 36. Dette skjer når trykket i kammeret 15 overskrider beholdertrykket tilstrekkelig til å overvinne magnetkraften til magneten 36 pluss fjærkraften til fjæren 46, minus vekten til ventilskiven 38- Luften eller gassen i kammeret 15 kan da stromme inn i beholderen gjennom roret 34 og åpningen 44>

og denne innstromming skjer hurtigere enn luft kan stromme etter gjennom hjelpeventilen 20, og derved synker trykket i kammeret 15 til en verdi under atmosfæretrykket. Elementene er-dimensjonert slik at det areal på oversiden av stengeplaten 10 som omgis av belgen 14, er storre enn det areal på den nedre flaten til stengeplaten 10, som ligger innenfor ventilsetet 12. På den del av den nedre overflaten til stengeplaten 10, som ligger utenfor setet 12, virker således atmosfæretrykket, mens en storre del av den ovre overflate er utsatt for et trykk som er mindre enn atmosfæretrykket. Det atmosfæretrykk som virker oppover på stengeplaten 10 på utsiden av ventilsetet 12 vil således bevirke at stengeplaten lofter seg hvorved beholderen luftes mot atmosfæren.

Elementene er i fig. 3 vist i de stillinger de inntar når undertrykkavlastningstrykket er nådd. Ventilskiven 38 er beveget til åpen stilling, og gass kan stromme inn fra kammeret 15 og inn i beholderen. Nu kan atmosfæretrykket som virker oppover på stengeplaten 10, på utsiden av ventilsetet 12, lofte stengeplaten og beholderen utsettes da direkte for atmosfæren. Fjæren 46 vil bevege ventilskiven 38 tilbake til anlegg mot setet på magneten 36 etter at trykkforskjellen og gasstrommen (som bestemt av storrelsen til åpningen 44) mellom kammeret 15 og beholderen er redusert tilstrekkelig til at fjæren kan overvinne trykkforskjellen og vekten til ventilskiven 38.

Selv om det på tegningen er vist to forskjellige typer pilotventiler, i form av en kuleventil (kulen 26) og en skiveventil (ventilskiven 38), så kan man naturligvis benytte andre utforelsesformer, og utforelsen av den ene pilotventil er ikke avhengig av utforelsen av den andre. Bruk av en kule kan ha visse fordeler fremfor en ventil-skive. Kulen er selyjusterende på grunn av sin spesielle form, og en eventuell rotasjon eller en annen relativ bevegelse som kulen utforer når den er i åpen stilling^ vil ikke ha noen innvirkning på virknin-gen til ventilen. Selv om dekselet 40 gir en viss foring for ventilskiven 38, tilstrekkelig til å hindre en feilfunksjon, så kan ventilskiven forskyves sideveis og også utsettes for rotasjon når den er i åpen stilling. Dette kan fore til en viss forskyvning relativt magneten, hvilket igjen kan endre den virkende magnetkraft.

Fig. 4 viser visse detaljer ved en pilotventil, og ventilen kan naturligvis enten være en trykkpilotventil eller en undertrykk-pilotventil. I dette tilfelle er det i fig.. 4 benyttet de samme hen-visningstall som for undertrykkpilotventilen i fig. 1-3* Et trekk som her skal fremheves, er anordningen av et lag 50 av ikke-magnetisk materiale (f. eks. Teflon) :som er festet til den flaten av ventilskiven 38 som får kontakt med setet på magneten 36. Laget 50 kan være limt fast, eller det kan være festet på annen måte. Laget 50 kan ha en vilkårlig tykkelse for tilveiebringelse av et bestemt fluksgap mellom ventilskiven 38 og magneten 36, slik at man således kan innvir-ke på den kraft som utoves av magneten. Ved at man hindrer metall-metallkontakt, oppnår man en bedre tetning, og man får en mindre sjanse for at ventilskiven skal fryse fast eller på annen måte feste seg til setet.

I fig. 4 er det i dekselet 40 og hylsen 42 vist respektive åpninger 52 °g 54» Disse åpninger danner sammen den i fig. 1-3 an-tydede åpning 44* Hylsen 42 er vist i form av en slangeklemme og den kan fores over dekselet 40 og klemmes fast i onsket stilling ved hjelp av strammebolten 56. Storrelsen til åpningen 44. hvorigjennom' gass strommer ut fra pilotventilen, kan innreguleres ved å dreie hylsen 42 relativt dekselet 40, slik at man altså endrer samsvaringen mellom åpningene 52 og 54. En endring av størrelsen til åpningen 44 medfører en endring av de relative størrelser for de åpninger hvori-

gjennom gassen kan gå inn og forlate kammeret 15 når ventilskiven 38

er i åpen stilling. På denne måten kan man regulere ventilens stenge-

trykk. Ventilskiven 38 presses nemlig fast i lukket stilling, og det kreves et bestemt trykkdifferensial for å bevege ventilskiven 38 til åpen stilling. Når ventilskiven først er beveget slik at den er åpen, holdes den åpen av gasstrømmen, som bestemt av trykkdifferensialet og størrelsen av den åpning hvorighennom gassen strømmer. De sekundære presskrefter som skyldes vekten til ventilskiven, returfjæren, eller som kan tilveiebringes ved hjelp av andre anordninger, virker til å

bevege ventilskiven tilbake til lukket stilling når trykkdifferensi-

alet har sunket til en verdi hvor den kraft som frembringes av gass-strømmen overvinnes av de sekundære krefter. Endringen av trykket i kammeret 15 og derfor også gasstrømmen som holder ventilskiven i åpen stilling, er funksjoner av den hastighet hvormed gassen kan strømme ut fra kammeret relativt den hastighet hvormed ekstra gass kan strømme etter. Da åpningene til hjelpeventilene er fastlagt, kan forholdet bestemmes ved å regulere hylsen 42 på dekselen 40, hvorved man regu-

lerer størrelsen til åpningen 44.

Av den foregående beskrivelse vil det gå frem at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en trykkavhengig avlastningsventil med et ventillukkelegeme som kan beveges mellom en åpen og en lukket stilling og er pilotstyrt for avlastning både av overtrykk og under-

trykk i f.eks. en beholder som ventilen er anbragt på. Oppfinnelsen tilveiebringer også gunstige pilotventiler som er særlig godt egnet for formålet.

Claims (7)

1. Styrt trykkfølsom trykkavlastningsventil for gass- eller væskebeholdere, og med et hovedventillegeme som er bevegelig mellom en lukket og en åpen stilling i forhold til et hovedventilsete med en åp-

ning som står i forbindelse med vedkommende beholder, hvor hovedventillegemet (10) utgjør en skillevegg mellom beholderen og et trykkammer (15), som omgis av en fleksibel belg (.14), samt er anordnet for å kunne beveges fra nevnte lukkede til nevnte åpne stilling når trykket i beholderen overskrider trykket i trykkammeret med en forutbestemt verdi, idet det er anordnet en styreventil mellom trykkammeret og den ytre atmosfære, innbefattende et styreventilsete (24) og et styreventillegeme (26) som forspennes til lukket stilling ved hjelp av perma-nentmagneter, karakterisert ved en andre styreventil mellom trykkemmeret (15) og beholderens indre, innbefattende et styreventilsete (36) og et styreventillegeme (38) som forspennes til lukk-ing, ved at trykkammeret er forsynt med en tilbakeslagsventil (20) som åpner for innstrømning fra atmosfæren, og en tilbakeslagsventil (18) som åpner for innstrømning fra beholderens indre, og ved at skilleveg-gen (10) som utgjør hovedventillegemet over en første del av sin ene sideflate er utsatt for beholdertrykket og over den andre del av samme sideflate er utsatt for atmosfæretrykket, hvorved hovedventillegemet (10) kan beveges fra sin lukkede og til en åpen stilling når trykket i beholderen underskrider trykket i trykkammeret med en forutbestemt verdi.

2. Trykkavlastningsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre styreventillegeme er ytterligere forspent til lukket stilling ved hjelp av fjærkraft.

3- Trykkavlastningsventil ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ventilsetet i hver styreventil er av et permanentmagnetisk materiale, mens ventilstyrelegemet er av et magnetiserbart materiale eller omvendt.

4. Trykkavlastningsventil ifølge krav 3, karakterisert ved at et lag av ikke-magnetisk materiale er festet til den del av overflaten av et av ventilstyrelegemene som dekker det til-hørende ventilsete, slik at materialet blir liggende mellom ventilsetet og ventillegemet og således tilveiebringer et bestemt fluksgap for magnetvirkningen når ventillegemet i i lukket stilling.

5. Trykkavlastningsventil ifølge krav 4, karakterisert ved at ventillegemet i i det minste en av styreventilene er anordnet inne i et hus med åpninger, slik at gassen som strømmer forbi ventillegemet kan gå ut gjennom disse åpninger.

6. Trykkavlastningsventil ifølge krav 5, karakterisert ved anordninger for endring av åpningenes effektige areal for derved å regulere volumhastigheten til gasstrømmen forbi ventillegemet .

7. Trykkavlastningsventil ifølge krav 6, karakterisert ved at reguleringsanotdningen innbefatter en første fast åpning i huset og en hylse som er bevegbart festet på huset og er for synt med en andre fast åpning som kan bringes til mer eller mindre flukt med den første faste åpning, for derved å regulere det effek-tive åpningsareal.