NO132810B

NO132810B -

Info

Publication number: NO132810B
Application number: NO4221/72A
Authority: NO
Inventors: S Brunius; S Holmstroem
Original assignee: Haellarydsverken Ab
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1975-09-29
Also published as: FI55717C; SE349646B; BE792037A; FI55717B; JPS4864522A; ES409122A1; FR2166967A5; DE2258136A1; NO132810C; GB1355608A; NL7216168A; IT975877B

Abstract

Anordning ved ventiler.Device by valves.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved venti- The present invention relates to a device for venti-

ler med en ventiltallerken som i et ventilhus er bevegelig mot laughs with a valve plate which in a valve housing is movable towards

og fra et sete og er festet til en spindel som for manøvrering and from a seat and is attached to a spindle which for maneuvering

av ventilen er aksialt forskyvbar ved hjelp av stempelstangen of the valve is axially displaceable by means of the piston rod

hos en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder, samt med en sperremekanisme påvirket av et fjærorgan. with a double-acting hydraulic cylinder, as well as with a locking mechanism influenced by a spring element.

Ved tidligere kjente ventiler av denne art består det for-skyvbare organ hos manøvreringsanordningen vanligvis av en stempelstang til en dobbeltvirkende hydraulisk manøvreringssylinder. Stempelstangen er da forbundet med ventilstangen direkte uten mulighet for relativ forskyvning, eller også utført i ett stykke med spindelen. Det betyr at manøvreringssylinderens arbeids-kammer, når ventiltallerkenen ved manøvrerihgsanordningens hjelp er ført til stengt stilling, fortsatt må holdes under overtrykk så lenge ventilen skal være stengt, siden det hydrauliske trykk tilveiebringer og vedlikeholder tetningstrykket mellom ventiltallerken og sete. In the case of previously known valves of this type, the displaceable member of the maneuvering device usually consists of a piston rod for a double-acting hydraulic maneuvering cylinder. The piston rod is then connected to the valve rod directly without the possibility of relative displacement, or is also made in one piece with the spindle. This means that the working chamber of the maneuvering cylinder, when the valve disc has been brought to the closed position with the help of the maneuvering device, must still be kept under positive pressure as long as the valve is to be closed, since the hydraulic pressure provides and maintains the sealing pressure between the valve disc and seat.

Ventilanordninger av denne kjente type har flere fordeler. Spesielt kan nevnes at man ved hjelp av den hydrauliske påvirk-ningsanordning kan oppnå fjernmanøvrering og meget store manøv-reringskrefter. Imidlertid har slike ventiler også en meget betyr delig ulempe, som er antydet ovenfor og henger sammen med det forhold at det hydrauliske trykk ikke bare bevirker stengebevegelsen, men deretter også skal sørge for å holde tetningstrykket vedlike. Valve devices of this known type have several advantages. In particular, it can be mentioned that remote maneuvering and very large maneuvering forces can be achieved with the aid of the hydraulic actuation device. However, such valves also have a very significant disadvantage, which is indicated above and is connected to the fact that the hydraulic pressure not only causes the closing movement, but must then also ensure that the sealing pressure is maintained.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er ved en ventil The purpose of the present invention is a valve

av den aktuelle art å kombinere de to ønskemål at ventilen normalt skal kunne fjernmanøvreres bekvemt på hydraulisk vei, men på den annen side allikevel skal kunne holdes stengt på mekanisk vei, altså under virkingen av en fjær. Ved ventiler ombord på fartøyer har realiseringen av denne hensikt stor betydning fra et sikkerhets-synspunkt. Hvis man bare forlater seg på det hydrauliske trykk, vil feil på pumpen eller dennes drivmotor eller of the relevant kind to combine the two wishes that the valve should normally be able to be remotely operated conveniently hydraulically, but on the other hand should still be able to be kept closed mechanically, i.e. under the action of a spring. In the case of valves on board vessels, the realization of this purpose is of great importance from a safety point of view. If you only rely on the hydraulic pressure, there will be a fault with the pump or its drive motor or

også på rørledningene fra pumpen til ventilen innebære at ven- > tilen blir satt ut av funksjon. Imidlertid innebærer også ut-nyttelsen av hydraulisk trykk ikke bare til å bevirke lukning av ventilen, men også til å vedlikeholde den stengte tilstand, also on the pipelines from the pump to the valve mean that the valve is put out of action. However, the utilization of hydraulic pressure also involves not only effecting closure of the valve, but also maintaining the closed condition,

fare for lekkasje som kan føre til at funksjonen uteblir. Det skal i den forbindelse påpekes at risikoen for slike feil er særlig stor fordi manøvrering av ventilen ofte skal skje i en nødsituasjon, f.eks. ved brann ombord. risk of leakage which could cause the function to fail. In this connection, it should be pointed out that the risk of such errors is particularly high because the valve must often be operated in an emergency situation, e.g. in case of fire on board.

I US-PS 2 338 707 er der omtalt en anordning som utgjøres In US-PS 2 338 707 there is mentioned a device which is constituted

av en pneumatisk stempelpumpe med et særskilt ventilarrangement, men bestemt for et helt annet anvendelsesområde. Denne anordning innbefatter ikke mindre enn tre ventiler og er meget kom-plisert i sin konstruktive utførelse. of a pneumatic piston pump with a special valve arrangement, but intended for a completely different area of application. This device includes no less than three valves and is very complicated in its constructive design.

US-PS 3 580 140 beskrives en sperremekanisme som funksjo-nelt stemmer overens med den som forekommer ved søknadens gjenstand. På den annen side inneholder patentskriftet ikke noen som helst anvisning om hvorledes en slik sperremekanisme skal kunne kombi-neres med en ventil for å gi den tekniske effekt som er realisert ved den foreliggende oppfinnelse. US-PS 3 580 140 describes a locking mechanism which is functionally consistent with the one found in the subject of the application. On the other hand, the patent document does not contain any instructions whatsoever on how such a blocking mechanism should be able to be combined with a valve to provide the technical effect realized by the present invention.

I FR-PS 1 251 672 er der beskrevet en ventil for anvendelse på fartøyer i lignende forbindelser som dem som her er aktuelle, men ventilen er helt hydraulisk, dvs. der finnes ingen fjær som kan frembringe tetningstrykk eller bevirke åpning av ventilen. In FR-PS 1 251 672 there is described a valve for use on vessels in similar connections as those in question here, but the valve is completely hydraulic, i.e. there are no springs that can produce sealing pressure or cause the valve to open.

Oppfinnelsens hovedoppgave er således å skaffe en ventil av den innledningsvis angitte art, hvor de ovennevnte ulemper og begrensninger er ryddet av veien slik at man til tross for at så-vel stengning som åpning av ventilen skjer på hydraulisk vei og ventilen inneholder et fjærorgan, oppnår den egentlige sperring rent mekanisk, noe som gir maksimal pålitelighet. The main task of the invention is thus to provide a valve of the type indicated at the outset, where the above-mentioned disadvantages and limitations are eliminated so that, despite the fact that both closing and opening of the valve occurs hydraulically and the valve contains a spring element, one achieves the actual locking is purely mechanical, which provides maximum reliability.

Hva som i hovedsaken karakteriserer oppfinnelsen, består i What mainly characterizes the invention consists in

at ventilspindelen og stempelstangen er forbundet innbyrdes via en kobling som tillater en aksialrettet relativ bevegelse dem imellom, og som under lukkebevegelsen komprimerer fjærorganet og bringer sperremekanismen til å holde dette i komprimert tilstand, hvoretter tallerkenen holdes tettende trykket mot setet selv etter at den av manøvreringsanordningen frembragte tetnings-kraft er svekket eller opphørt, og inntil en av manøvreringsan-ordningen innledet åpningsbevegelse utløser sperremekanismen og derved tillater fjærorganet å slakne og tallerkenen å føres til åpen stilling via spindelen og koblingen. that the valve spindle and the piston rod are connected to each other via a coupling which allows an axially directed relative movement between them, and which during the closing movement compresses the spring member and brings the locking mechanism to keep it in a compressed state, after which the plate is kept tightly pressed against the seat even after it has been produced by the maneuvering device sealing force is weakened or ceased, and until an opening movement initiated by the operating device triggers the locking mechanism and thereby allows the spring member to relax and the plate to be moved to the open position via the spindle and the coupling.

En utførelsesform for oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser aksialt vertikalsnitt av en ventil utført i samsvar med oppfinnelsen, i stengt stilling. Fig. 2 viser sperremekanismen og tilgrensende deler i aksialt snitt og i større målestokk. Fig. 3 og 4 viser tilsvarende snitt som figurene henholdsvis 1 og 2, men med ventilen i åpen stilling. An embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the drawing. Fig. 1 shows an axial vertical section of a valve made in accordance with the invention, in the closed position. Fig. 2 shows the locking mechanism and adjacent parts in axial section and on a larger scale. Fig. 3 and 4 show corresponding sections as figures 1 and 2 respectively, but with the valve in the open position.

På fig. 1 betegner 1 et bare delvis vist ventilhus som har In fig. 1 denotes an only partially shown valve body which has

et ventilsete 2. Med dette samvirker en ventiltallerken 3 festet i den nedre ende av en spindel 4 som går gjennom lokket 5 av ven-tilhuset. Ovenpå lokket er der festet et hus 6, som i bunnen har en styrehylse 7 for spindelen 4. Spindelens øvre endeparti har en aksial boring eller er med andre ord utformet som en hylse. Denne danner utvendig føring for en aksialt bevegelig stang 9, a valve seat 2. This cooperates with a valve plate 3 fixed at the lower end of a spindle 4 which passes through the lid 5 of the valve housing. A housing 6 is fixed on top of the lid, which at the bottom has a guide sleeve 7 for the spindle 4. The upper end part of the spindle has an axial bore or, in other words, is designed as a sleeve. This forms an external guide for an axially movable rod 9,

som i dette tilfelle utgjøres av en nedadrettet forlengelse av stempelstangen til en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder 10 for manøvrering av ventilen. Det endeparti av stempelstangen 9 som befinner seg i den hylseformede del 8, har et langstrakt aksialtrettet spor 11 (fig. 2), hvori der griper inn en diametralt tvers-gående tapp 12 hvis ende er festet i hylsen 8. Disse detaljer utgjør altså en kobling som holder spindelen 4 og stempelstangen 9 sammen, men tillater et visst aksialt spill dem imellom. which in this case is constituted by a downward extension of the piston rod of a double-acting hydraulic cylinder 10 for maneuvering the valve. The end part of the piston rod 9, which is located in the sleeve-shaped part 8, has an elongated axially oriented groove 11 (fig. 2), in which a diametrically transverse pin 12 engages, the end of which is fixed in the sleeve 8. These details therefore constitute a coupling which holds the spindle 4 and the piston rod 9 together but allows a certain axial play between them.

Ovenfor hylsen 8 bærer spindelen 4 en likeledes hylseformig utvidet del 13 som danner et fjærhus for en stabel 14 av tallerken-fjærer. Som tegningen viser, er disse skiveformede og tredd på stempelstangen 9. Ovenfor dem sitter en kraftig ringformet flens 15, som løper fritt på stempelstangen 9 og har to funksjoner. Den ene av disse kan sies å bestå i at ringen 15 tjener som lokk for fjærhuset 13. Den annen funksjon vil bli omtalt nærmere senere. Above the sleeve 8, the spindle 4 carries a similarly sleeve-shaped extended part 13 which forms a spring housing for a stack 14 of disc springs. As the drawing shows, these are disc-shaped and threaded onto the piston rod 9. Above them sits a strong ring-shaped flange 15, which runs freely on the piston rod 9 and has two functions. One of these can be said to consist of the ring 15 serving as a lid for the spring housing 13. The other function will be discussed in more detail later.

Ovenfor ringen 15 sitter en ansats 16 fast forbundet med stempelstangen 9. Som det ses, har ansatsen stort sett form av en rettavkortet kjegle, plasert oppned, og dens største diameter er mindre enn ytterdiameteren av ringen 15. I stengt stilling, som vist på fig. 1 og 2, ligger der mot oversiden av ringen 15 og mot mantelflaten av ansatsen 16 an frie nedre ender av to låse-armer 17 og 18, som ved sine øvre ender er lagret svingbart om tapper 19 og 20 festet til huset 6. Bladfjærer 21 og 22 søker å holde armenes nedre ender i innsvunget stilling. 23 betegner stempelet i den hydrauliske manøvreringssylinder Above the ring 15, a shoulder 16 is fixedly connected to the piston rod 9. As can be seen, the shoulder generally has the shape of a truncated cone, placed upside down, and its largest diameter is smaller than the outer diameter of the ring 15. In the closed position, as shown in fig . 1 and 2, the free lower ends of two locking arms 17 and 18, which at their upper ends are mounted pivotably on pins 19 and 20 attached to the housing 6, lie there against the upper side of the ring 15 and against the mantle surface of the attachment 16. Leaf springs 21 and 22 seeks to keep the lower ends of the arms in a flexed position. 23 denotes the piston in the hydraulic maneuvering cylinder

10. Dette stempel har også en oppadrettet stempelstang 24 som 10. This piston also has an upwardly directed piston rod 24 which

ved 25 er leddforbundet med en enarmet vektstang 26 som tjener at 25 is the joint with a one-armed barbell 26 that serves

som spak til manuell manøvrering av ventilen. Normalt skal imidlertid manøvrering skje hydraulisk, og 27 og 28 betegner tilslut-ningene for inn- og utløp til sylinderens kammere henholdsvis over og under stempelet 23. as a lever for manual operation of the valve. Normally, however, maneuvering must take place hydraulically, and 27 and 28 denote the connections for inlet and outlet to the cylinder's chambers above and below the piston 23, respectively.

Den beskrevne anordning arbeider som følger: The described device works as follows:

Som det fremgår av det foregående, er det på fig. 1 og 2 forutsatt at ventiltallerkenen 3 er ført til stengt stilling ved hjelp av sylinderen 10 eller spaken 26. En slik manøver medfø- As appears from the foregoing, it is in fig. 1 and 2 provided that the valve disc 3 is brought to the closed position by means of the cylinder 10 or the lever 26. Such a maneuver involves

rer i første omgang en nedadgående bevegelse av stempelstangen 9 initially causes a downward movement of the piston rod 9

og dermed av sperreansatsen 16 på denne. I utgangsstillingen i-følge fig. 3 og 4 befant tappen 12 seg i bunnen av sporet 11, men under stengebevegelsen ble tappen 12 forskjøvet oppover i forhold til sporet 11 for til slutt å innta en stilling et stykke neden-for den øvre ende av sporet, som vist på fig. 1 og 2. I utgangsstillingen foreligger der også et lite aksialt spill mellom sperreansatsen 16 og ringen 15 (jfr. fig. 4). Når ansatsen under den fortsatte nedadgående bevegelse er kommet i kontakt med ringen, skjer der først en svak sammentrykning av fjærstabelen 14, tilsvarende den reaksjonskraft som utøves av friksjonen mellom dens forskjellige deler. Så snart fjærkompresjonen oppveier disse friksjonskrefter, blir spindelen satt i bevegelse nedover, og når ventiltallerkenen 3 er kommet i kontakt med setet 2, skjer der fortsatt sammentrykning av fjærstabelen. Herunder beveger stempelstangen 9 seg også nedover i den øvre del 8 av spindelen 4. and thus of the barrier rate 16 on this. In the initial position according to fig. 3 and 4, the pin 12 was at the bottom of the slot 11, but during the closing movement, the pin 12 was displaced upwards in relation to the slot 11 to finally take a position a little below the upper end of the slot, as shown in fig. 1 and 2. In the starting position, there is also a small axial play between the locking attachment 16 and the ring 15 (cf. Fig. 4). When the abutment during the continued downward movement has come into contact with the ring, there is first a slight compression of the spring stack 14, corresponding to the reaction force exerted by the friction between its various parts. As soon as the spring compression offsets these frictional forces, the spindle is set in motion downwards, and when the valve plate 3 has come into contact with the seat 2, further compression of the spring stack takes place. Below this, the piston rod 9 also moves downwards in the upper part 8 of the spindle 4.

Når den nedadgående bevegelse er skredet frem så langt at When the downward movement has progressed so far that

de nedre ender av låsearmene 17, 18 går klar av overkanten av ringen 15:, vil armene under virkningen av sine fjærer 21 og 22 smekke inn til stillingen på fig. 1 og 2. Som det også fremgår av tegningen, foreligger der imidlertid i denne stilling stadig et visst aksialt spill mellom fjærhuset 13 og ringen 15. Under den.fortsatte nedadgående bevegelse av stempelstangen blir dette spill brukt opp, og bevegelsen opphører først når ringen 15 ligger an mot overkanten av fjærhuset 13 og danner et lokk for dette. Fjærstabelen er således nå komprimert maksimalt. Blir den hydrauliske sylinder ikke avlastet, kan denne' tilstand bibeholdes, men i henhold til oppfinnelsen er det mill£g etter avsluttet stenge-operasjon å avlaste sylinderkammeret på oversiden av stempelet the lower ends of the locking arms 17, 18 clear the upper edge of the ring 15:, the arms under the action of their springs 21 and 22 will snap into the position in fig. 1 and 2. As can also be seen from the drawing, however, in this position there is still a certain axial play between the spring housing 13 and the ring 15. During the continued downward movement of the piston rod, this play is used up, and the movement only ceases when the ring 15 rests against the upper edge of the spring housing 13 and forms a cover for this. The spring stack is thus now maximally compressed. If the hydraulic cylinder is not relieved, this condition can be maintained, but according to the invention it is necessary to relieve the cylinder chamber on the upper side of the piston after the closing operation has been completed

23 for trykk. Dette medfører at fjærstabelen ekspanderer noe, nemlig inntil oversiden av ringen 15 kommer til anlegg mot sperre- . ansatsen 16 og undersiden av armene 17, 18. Fjærstabelen 14 er imidlertid stadig tilstrekkelig sammentrykket til å vedlikeholde betryggende te .ning mellom ventiltallerkenen 3 og setet 2. Som det fremgår av hva som er sagt ovenfor, har sperremekanismen en rent mekanisk funksjon. 23 for pressure. This causes the spring stack to expand somewhat, namely until the upper side of the ring 15 comes into contact with the lock. the shoulder 16 and the underside of the arms 17, 18. However, the spring stack 14 is still sufficiently compressed to maintain reassuring contact between the valve plate 3 and the seat 2. As can be seen from what has been said above, the locking mechanism has a purely mechanical function.

Når ventilen skal åpnes, blir der på konvensjonell måte inn-ført olje gjennom innløpet 28 i sylinderkammeret under stempelet 23, så dette og stempelstangen beveger seg oppover. Dette med-fører at også ansatsen 16 utfører en bevegelse oppover, og den vil da på grunn av kraften fra disse fjærer 21 og 22 tvinge armenes frie ender til å svinge utover. Dette medfører i sin tur at sperreinngrepet mellom armene og ringen 15 går tapt, hvoretter fjærstabelen ekspanderer. Ansatsen 16 og ringen 15 fullfører ut-svingningen ved å låse armene resp. å holde disse i utsvunget stilling som anskueliggjort på fig. 3 og 4, så fjærhuset 13 kan passere inn mellom armenes nedre ender. Under åpningsfasen skjer der først en relativ beveglse mellom tappen 12 og sporet 11, så tappen kommer til anlegg mot bunnen av sporet. Deretter er altså stempelstangen 9 og spindelen 4 stivt sammenkoblet for fortsatt oppadgående bevegelse. Den gjensidige stilling av de forskjellige deler i åpen tilstand fremgår av fig. 3 og 4. When the valve is to be opened, oil is introduced in the conventional manner through the inlet 28 in the cylinder chamber below the piston 23, so that this and the piston rod move upwards. This means that the attachment 16 also performs an upward movement, and it will then, due to the force from these springs 21 and 22, force the free ends of the arms to swing outwards. This in turn causes the locking engagement between the arms and the ring 15 to be lost, after which the spring stack expands. The attachment 16 and the ring 15 complete the outward swing by locking the arms or to hold these in a flared position as shown in fig. 3 and 4, so the spring housing 13 can pass between the lower ends of the arms. During the opening phase, there is first a relative movement between the pin 12 and the slot 11, so that the pin comes into contact with the bottom of the slot. Then the piston rod 9 and the spindle 4 are rigidly connected for continued upward movement. The mutual position of the various parts in the open state is shown in fig. 3 and 4.

Som nevnt ovenfor kan ventilen også manøvreres manuelt med spaken 26. Innledningsvis ble det også påpekt at det er en fordel at det hydrauliske system kan være avlastet til stadighet unntagen når ventilen skal manøvreres. Når ventilen er utrustet også for As mentioned above, the valve can also be operated manually with the lever 26. Initially, it was also pointed out that it is an advantage that the hydraulic system can be permanently relieved except when the valve is to be operated. When the valve is also equipped for

•manuell påvirkning, skal avlastningen ikke bare innebære fravær • manual influence, the relief must not only involve absence

av overtrykk i det hydrauliske system, men også at vedkommende omkoblingsorgan i den hyiraua iske manøvreringssentral er innstilt i en slik stilling at d<;. to kammere i sylinderen 10 kommuniserer innbyrdes. Dermed bortfaller kravet om evakuering av det hydrauliske system for å rculiggj,"ire manuell manøvrering, idet en bevegelse av stempelet bare medfører er sirku]isjon av hydraulikkolje i den da sluttede manøvrerLngskrets. of excess pressure in the hydraulic system, but also that the relevant switching device in the hydraulic control center is set in such a position that d<;. two chambers in the cylinder 10 communicate with each other. Thus, the requirement for evacuation of the hydraulic system to allow manual maneuvering is no longer required, as a movement of the piston only results in the circulation of hydraulic oil in the then closed maneuvering circuit.

Ved den praktiske anvendelse av oppfinnelsen kan der foretas mange avvikelser fra den konstruktive utførelse som er vist som eksempel. Vesentlic er bare it ventilen har et fjærorgan som der ikke gjøres bruk av for \ bsvirks.- vent il tallerkenens stengebevegelse, men bare for sammen ied et mekanisk sp-srreorgan å vedlikeholde In the practical application of the invention, many deviations from the constructive design shown as an example can be made. Essential is only that the valve has a spring element which is not used for the valve's closing movement of the plate, but only for maintenance together with a mechanical spring element

et anleggstrykk mellom ventiltallerkenen og dens sete. a contact pressure between the valve disc and its seat.

Claims

1. Device for valves with a valve plate (3) which in a valve housing (1) is movable towards oc fis a seat (2) and is attached to a spindle (4) which f,-jr maneuvering the valve is axially displaceable by of the piston rod (9) of a double-acting hydraulic cylinder (10), as well as with a locking mechanism influenced by a spring element (14), characterized in that the valve spindle (4) and the piston rod (9) are connected to each other via a coupling (11, 12) which allows an axially directed relative movement between them, and which during the closing movement compresses the spring member (14) and causes:: the locking mechanism (15, 22) to keep this in a compressed state, after which the plate (3) is kept sealingly pressed against the seat (2) itself that the sealing force produced by the maneuvering device has weakened or ceased, and until an opening movement initiated by the operating device triggers the locking mechanism and thereby allows the spring member (14) to relax and the plate to be moved to the open position via the spindle and the coupling.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the piston rod (9) near its lower end has an axially aligned, elongated groove (11) in engagement with a transverse pin (12) carried by the valve stem, so that the groove and the pin form the link.

3. Device as stated in claim 1 or 2, characterized in that<1>the piston rod (9) has its lower end inserted into and guided by the end of the valve stem (4) designed as a sleeve (8).

4. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the spring member (14) consists of a number of disc springs which surround the piston rod (9) and in a compressed state are enclosed in a spring housing (13) whose walls are formed by an appropriate extended continuation of the valve stem's sleeve (8), and whose cover is made up of a ring (15) that runs freely on the piston rod (9) .