NO138223B - Anordning for aa holde et arbeidsfluidum i et roer e.l. under et bestemt trykk - Google Patents

Abstract

Anordning for å Tiolde et arbeidsfluidum i et rør e.l. under et bestemt trykk.

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning for å holde et arbeidsfluidum i et rør e.l. under et bestemt trykk. Mer spesielt er-oppfinnelsen rettet mot en slik anordning som bruker en akkumulatorinnretning med komprimert gass eller lignende trykkilde for et hjelpefluidum i forbindelse med et kammer med varierbart volum, .slik at trykket i hjelpefluidet varierer omvendt av dettes volum i kammeret, hvilken anordning omfatter to sylinderinnretninger hvis akser danner en innbyrdes vinkel og som er innbyrdes forbundet ved hjelp av leddorganer, hvor sylinderen i den første sylinderinnretning er koblet til hjelpetrykkilden og danner det nevnte kammer med varierbart volum og sylinderen i den annen sylinderinnretning kommuniserer med det nevnte rør e.l. og er fylt med arbeidsfluidum. Ved bruk av denne anordning blir det mulig å justere eller regulere trykket i arbeidsfluidet til en verdi som ligger nært opp til et trykk som er forutbestemt for enhver størrelse av kammervolumet.

Anordningen er anvendbar for trykk-korreksjon i slikt utstyr som omfatter en akkumulator.med trykkgass som komprimerer en hydraulisk væske i en sylinderinnretning som bærer en belast-ning eller last. Det her nevnte utstyr kan f.eks. bestå av en kran eller heis eller en mekanisme for utøvelse av en tilnærmet konstant trekk-kraft på en borstreng opphengt i et boretårn på et flytende borefartøy.

Det er allerede kjent trykkreguleringsanordninger som omfatter minst en sylinderinnretning som er svingbart montert om et stasjonært punkt på de elementer som innretningen består av (dvs. sylinder og, stempel med 5tempelstang), der et punkt på det andre element er forskyvbart langs en forutbestemt bane som sylinderinnretningen er skråttstilt i forhold til når den svinger om det stasjonære punkt.

Stemplet i denne sylinderinnretning utsettes for et fiuidumtrykk fra en trykkilde og utøver til gjengjeld et trykk på et arbeidsfluidum hvis trykk er en funksjon både av trykket i fluidumtrykkilden og av kosinus til" helningsvinkelen av aksen-" for den svingbare sylinderinnretning når den.følger denne bane.

Ved å justere--eller xegulere konstruksjonsparametrene for anordningen blir det således på grunn av en gitt variasjonslov for trykket i jEluidumtrykkilden mulig å utarbeide en bestemt variasjonslov for trykket i arbeidsfluidet som en funksjon av variasjonene i kammervolumet, og den resulterende variasjons- eller reguleringslov kan ligge nært opp til en ønsket, ideell variasjonslov.

Denne oppfinnelse frembringer en ny anordning for å holde et arbeidsfluidum under et tilnærmet forutbestemt trykk ved overfor trykkvariasjonene i et fluidum fra en trykkilde av den ovennevnte type, å anvende en korreksjonsfaktor som ikke lenger er en funksjon av cosinus.til den varierbare vinkel, men som er avhengig av størrelsen av trigonometriske funksjoner for variable vinkler, der denne størrelse varierer innenfor et bredere intervall.

Anordningen ifølge oppfinnelsen holder et arbeidsfluidum i et rør eller lignende på et forutbestemt trykk ved bruk av en trykkilde for et hjelpefluidum som står i forbindelse med et kammer av varierbart volum, der trykket i hjelpefluidet varierer omvendt propor-sjonalt med volumet i kammeret. Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at de to sylinderinnretninger og en eller flere koblingsstenger er innbyrdes leddforbundet på en slik måte at den første sylinderinnretning via koblingsstangen eller -stengene bibringes en bestemt forkortelse resp. i forlengelse som følge av en viss forlengelse resp. forkortelse påført den annen sylinderinnretning.

Oppfinnelsen fremgår klarere av den følgende beskrivelse av ikke begrensende utførelser som er vist på de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 viser en første utførelse av oppfinnelsen, omfattende to sylinderinnretninger og en koblingsstang som sammen danner ettrekantformet, system. , Fig. 2 viser en annen utførelse av oppfinnelsen, omfattende to sylinderinnretninger i en sammenstilling med koblingsstenger i et firkantformet system. Fig. 3 viser en spesiell utførelse av den på fig. 2 viste

anordning.

Fig. 4 viser en alternativ utførelse av den på fig. 3

viste anordning.

Fig. 5 er et diagram som for forskjellige stillinger av anordningen på fig. 4 antyder det trykk som utøves av akkumulatoren og trykket som virker på arbeidsfluidet, som en funksjon av sylinderinnretningens bevegelse.

på fig. 1 består fluidumtrykkilden 1 av en luftholje-akkumulator med en pose 2 som inneholder trykkgass.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter to reguleringssylindre

3 og 4 hvis akser danner en-vinkel med hverandre. Sylindrene er for eksempel stasjonære, og en stiv koblingsstang 5 av konstant lengde er koblet mellom stempelstengene, idet koblingsstangen er leddet til stempelstengene.- vSylinderinnretningene 3 og 4 danner sammen med koblingsstangen 5 et deformerbart, trekantformet system, der koblingsstangen 5 danner.en variabel vinkely med sylinderen 3 og en variabel vinkel p med sylinderen 4, mens den tredje vinkel i trekanten som er motstående koblingsstangen 5, er vinkelen a.

Sylinderen 3 er koblet-til akkumulatoren 1 via røret 16, og sylinderen 4 inneholder et hydraulisk arbeidsfluidum som leveres til røret 17 under et trykk:

0

S er stempelarealet i sylinderen 3, s er stempelarealet i sylinderen 4, Y* P og a har den ovennevnte betydning og P er trykket i akkumulatoren 1 for de aktuelle størrelser på vinklene y og p.

I det spesielle tilfelle der sylindrene står i rett vinkel på hverandre er cos p = sin y og trykket Pu blir da:

I en alternativ utførelse kan koblingsstangen 5 være stasjonær

og sylindrene 3 og 4 kan være leddet omTdet samme bevegelige leddpunkt. • ••• \ f

Den på fig» 2 viste anordning omfatter to reguleringssylindre 3 og 4 hvis akser strekker seg langs diagonaler i et deformerbart, firkantformet system som består av fire koblingsstenger 10, 11, 12 og 13 av konstant lengde som er leddforbundet med hverandre ved punktene 6, 7, 8 og 9. Et element (for eksempel selve sylinderen) i sylinderinnretningen 3 er leddet ved punktet 8 og det andre element (stempelstangen) ved punktet 6. Et element (for eksempel sylinderen) i sylinderinnretningen 4 er leddet ved punktet 9 og det andre element (dvs. stempelstangen) ved punktet 7.

I den på fig. 2 viste utførelse er aksen for sylinderinnretningen 3 og dens leddpunkt 8 stasjonær» mens leddpunktet 6 er forskyvbart langs diagonalen 6 - 8 i firkanten.

Sylinderinnretningen 3 er koblet til luft-olje-akkumulatoren 1 via et rør 16 og sylinderen^4 leverer hydraulisk arbeidsfluidum til røret 17.

I den på fig. 2 viste utførelse danner koblingsstengene et parallellogram og trykket Pu i det hydrauliske fluidum som leveres av sylinderen 4 er:

og "Y" ' er vinklene som dannes mellom den sylinder 3 som er koblet til akkumulatoren 1 og de tilstøtende koblingsstenger,

p og p' er vinklene mellom den sylinder 4 som leverer arbeidsfluidum ved et trykk P og de tilstøtende koblingsstenger, S er stempelarealet i sylinderen 3, s stempelarealet i. sylinderen 4 og P er trykket i akkumulatoren 1 for de betraktede størrelser for vinklene Y og p eller y * og p'.

For et hvilket som helst firkantformet system fås trykket P av formelen:

u

der Y ' er vinkelen mellom sylinderen 3 som er koblet til akkumulatoren og en første koblingsstang, © er vinkelen ved leddpunktet 6 mellom koblingsstengene 10 og 13, p* er vinkelen mellom sylinderen 4 som leverer arbeidsfluidet under trykket Pu og en andre koblingsstang som er motstående til den førstnevnte i firkanten,

og 9' er den vinkel i firkanten ved toppen der sylinderen 4 er leddforbundet med den andre koblingsstang.

Ved konstruksjon av anordningen ifølge oppfinnelsen vil fagfolk på området bli i stand til å velge størrelsen av slike parametre som lengdene på koblingsstengene, vinklene Y > P» Y ' 0<3 P' og for~ holdet mellom stempeltverrsnittsarealene <g>g- i sylindrene i samsvar med de spesielle bruksbetingelser.

Det kan foretas modifikasjoner uten å avvike fra oppfinnelses-tankeri, idet koblingsstengene kan danne et deformerbart firkantsystem av konkav (med et innspringende hjørne) eller konveks type eller med hverandre kryssende sider. En.av sylinderinnretningene, for eksempel sylinderen 3, kan ha et stasjonært leddpunkt (leddpunkt et 8), mens de andre leddpunkter er forskyvbare langs en forutbesten bane som er forskjellig fra retningen for en diagonal i firkantsystemet.

De på. fig. 3 og 4 viste, spesielle utførelser ifølge oppfinnelsen omfatter to reguleringssylinderinnretninger 3 og 4, hvis elementer (stempelstenger og sylindere) er koblet sammen ved hjelp av koblingsstenger 10, 11, 12 og 13 som er leddet ved punktene 6,

7, 8 og 9 ved hjørnene av et firkantsystem med perpendikulære diagonaler, og i de to viste utførelser er firkantsystemet en rombe.

Et leddpunkt på en av sylinderinnretningene, for eksempel punktet

8 på sylinderen. 3, er stasjonært mens det.andre leddpunkt er forskys bart langs en diagonal i firkantsystemet (følger pilene). En sylinder, for eksempel"sylinderen 3, ér koblet til akkumulatoren via et rør 16, mens den andre leverer hydraulisk arbeidsfluidum til-røret 17 med et trykk som i hovedsaken en © 2 er den vinkelstørrelse som tilsvarer halve vinkelen ved hjørnet 6 i firkanten, S er stempelarealet for sylinderen 3, s er stempelarealet for sylinderen 4, p er trykket i akkumulatoren 1 for den-betraktede størrelse av vinkelen 2' I det tilfelle at firkantsystemet som dannes av koblingsstengene 10, 11, 12 og 13 og har perpendikulære diagonaler, ikke er en rombe, vil halwinkelen % ved firkanthjørnet 6 være forskjellig fra ^ ved det motstående hjørne 8 til hjørnet 6 og

Fig. 5 viser et eksempel der variasjonene i trykket P i en luft-olje-akkumulator der driftstrykket ligger i området fra 100 til 300 bar, er en funksjon av slaglengden Ci sylinderen 3 ut-trykt i meter, og der den tilsvarende variasjon av volumet av gassen i akkumulatoren er 100 liter.

I denne spesielle utførelse har reguleringsanordningen form av en rombe og — gs= 1 (dvs. stempelarealene på sylindrene 3 og 4 er valgt like store).

Fig. 5 viser også en kurve for variasjonene i trykket Pu i arbeidsfluidet som funksjon av slaglengden for sylinderen 3, og denne kurve er svært forskjellig fra kurven for variasjonene i trykket P.

I det betraktede eksempel varierer vinkelen Q fra 38 O 6/10 til 67° 4/10 for å oppnå to like størrelser for trykket ved grense-st Ulingene for sylinderen.

Ved å regulere parametrene som omfatter og variasjon av vinklene og ^ kan en hvilken som helst fagmann på området modifisere trykkvariasjonskurven P^ for de spesielle bruksbetingelser.

Claims (4)

1. Anordning for å holde et arbeidsfluidum i et rør e.l. under et bestemt trykk ved bruk av en akkumulatorinnretning med komprimert gass eller lignende trykkilde for et hjelpefluidum i forbindelse iiied et kammer, med varierbart volum slik at trykket i hjelpefluidet varierer omvendt av dettes volum i kammeret, hvilken anordning omfatter to sylinderinnretninger hvis akser danner en innbyrdes vinkel og som er innbyrdes forbundet ved hjelp av leddorganer, hvor sylinderen i "den. første sylinderinnretning er koblet til hjelpetrykkilden og danner det nevnte kammer med varierbart volum og.sylinderen i den annen sylinderinnretning kommuniserer med det nevnte rør e.l. og er fylt med arbeidsfluidum, .karakterisert ved at de to sylinderinnretninger (3, 4) og en eller flere koblingsstenger (5, 10-13) er innbyrdes leddforbundet på en slik måte. at den første sylinderinnretning (3) via koblingsstangen "(5) eller -stengene (10-13) bibringes en bestemt forkortelse resp. forlengelse som følge av en viss forlengelse resp. forkortelse påført den annen sylinderinnretning (4) .

2. Anordning ifølge krav 1,.. karakterisert ved at de to sylinderinnretninger erxinnbyrdes forbundet ved hjelp av en enkelt koblingsstang (5) og at aksene for sylinderinnretningene (4, 5) danner en konstant vinkel ( a, fig. 1) med hverandre og sammen med koblingsstangen (5) utgjør et trekantformet system.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de to sylinderinnretninger (3, 4) og fire koblingsstenger (10, 11, 12, 13) er innbyrdes leddforbundet (6, 7, 8, 9) slik at det dannes -en firkant hvor aksene for sylinderinnretningene ligger langs diagonalene, og .at den ene av leddforbindelsene (8) er forbundet med et. stasjonært dreiepunkt (figurene 2, 3, 4).

4. Anordning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at aksene for de to sylinderinnretninger (3, 4) ligger i rett vinkel på hverandre (figurene 3,4).