NO147963B - Trykkavlastningsventil - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår ventiler og skaffer en trykkavlastningsventil for gasser som slippes ut under vann, f.eks. gasser som utåndes av en dykker, eller forurenset eller brukt gass fra en dykkerklokke i et neddykket fartøy eller en undervannsinstallasjon. Ventilen omfatter et ventilhus som delvis avgrenser et ventilkammer, og en innløpspassasje som fører gass som skal slippes ut gjennom ventilen, inn i kammeret.

Ventilen ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved et par membraner som danner hvert sitt veggparti av kammeret, en ut-løpspassasje som ender i åpninger som fører inn i kammeret for utblåsning av gass fra dette, idet åpningene vender mot hver sin membran og står i nær forbindelse med hverandre via utløpspas-sasjen, og ventillegemer som bæres av hver sin membran og presses til anleggsstilling mot hver sin åpning, idet hver av membranene på den ene side utsettes for det omgivende ytre trykk og på den annen side utsettes for trykkene i innløps1- og utløpspassas jene, hvorved hvert ventillegeme i henhold til trykkfallet over legemet beveger seg mellom en normal første anleggsstilling som hindrer forbindelse mellom innløps- og utløpspassasjene, og en annen, løftet stilling som tillater slik forbindelse for trykkavlastning.

Når ventilen er i drift i forbindelse med f.eks. en dykkerhjelm eller en dykkermaske, vil f.eks. innløpspassasjen stå i forbindelse med det indre av dykkerhjeimen eller -masken og således stå under et trykk omtrent svarende til det ytre vanntrykk, mens utløpet fra utløpspassasjen kan stå i forbindelse med en ledning som de brukte gasser kan samles inn fra. Når ventillegemet står i lukkestilling, vil trykket i utløpspassasjen være lavere enn i innløpspassasjen, og disse trykk og dimen-sjonene av passasjene og ventillegemet er slik at det ytre omgivende trykk (dvs. vanntrykket) holder ventillegemet i lukkestilling inntil der oppstår et tilstrekkelig mottrykk (f.eks.

som følge av at dykkeren puster ut) til å bevege ventillegemet forbigående til åpen stilling med medfølgende utstrømning eller utblåsning av de brukte eller utåndede gasser gjennom den under lavt trykk stående utløpspassasje. Når gassene har strømmet ut, vil vanntrykket føre ventillegemet tilbake til lukkestillingen. Ventilen vil arbeide på tilsvarende måte når den tilsvarende

anvendes for utblåsning av brukt gass fra en klokke, et fartøy, en installasjon eller en annen neddykket enhet.

I en spesielt foretrukket utførelsesform av trykkavlastningsventilen kan det ene ventillegeme ha anlegg mot en åpning med mindre tverrsnitt enn den åpning som det annet ventillegema har anlegg mot. Derved vil det ene ventillegeme være lettere å åpne enn det annet.

Det vil være klart at prinsippet ifølge oppfinnelsen med avbalansering av trykket i innløps- og utløpspassasjene mot det utvendige vanntrykk og anordning av to membraner med ventillegemer som samvirker med hver sin utløpsåpning, kan utnyttes i mange utførelser. Ventilhu<=et kan ha en rekke innløpspassasjer, og innløps- og utløpspassasjene kan være anordnet i forhold til hverandre på en rekke forskjellige måter. Anordningen og dimen-sjonene av innløps- og utløpspassasjene og ventillegemene velges slik at ventilen åpner seg ved et egnet overtrykk (i forhold til det utvendige trykk) i innløpspassasjen. Under drift kan det nødvendige overtrykk i innløpspassasjen reguleres ved hjelp av en overtrykksventil som regulerer trykket i utløpsledningen. Utblåsningsventilen vil naturligvis åpne seg for å avlaste et eventuelt overtrykk på innløpssiden (f.eks. i en dykkerhjelm), enten dette overtrykk skyldes innløp av overskytende frisk gass eller av eksos eller utåndet gass.

Den nevnte overtrykksventil, som fortrinnsvis er anordnet i eller ved enden av en utløpsledning som står i forbindelse med avlastningsventilens utløpspassasje, kan være av vanlig type, men det foretrekkes at den i alt vesentlig er utført i henhold til den ovenstående definisjon av avlastningsventilen, bortsett fra at membranene på den ene side ikke er utsatt for det omgivende ytre trykk, men for et på forhånd fastlagt fluidumtrykk som opprettholdes (f.eks. i et lukket kammer som ventillegemet kan utgjøre en vegg av) på den verdi som er nødvendig for oppnå-else av likevektstrykk i utløpsledningen. Dette på forhånd fast-lagte trykk er fortrinnsvis regulerbart. Ventillegemet vil således normalt holde forbindelsen mellom innløpspassasjen i overtrykksventilen (som står i forbindelse med utløpsledningen) og sitt eget utløp stengt inntil trykket i utløpsledningen økes ved utblåsning av gass til denne fra trykkavlastningsventilen.

Trykkavlastningsventiler i henhold til oppfinnelsen kan anvendes i et gjenvinningssystem for dykkergass, hvor eksosgass, f.eks. fra en dykker, samles opp, vaskes og komprimeres påny for ytterligere bruk. Den mest interessante anvendelse er her gjen-vinning av helium som anvendes i pusteblandinger av helium <q>g oksygen for dykking på store dyp. Et.slikt system i henhold "til oppfinnelsen omfatter en dykkerhjelm med et innløp som kan forbindes med en kilde for en pustegassblanding under trykk, og en avlastningsventil som angitt ovenfor for utblåsning av utåndet gass, idet avlastningsventilen på utløpssiden kan forbindes med den-ene ende av en utløpsslange. Systemet omfatter videre en re-sirkulasjonsenhet med en overtrykksventil (f.eks. som beskrevet ovenfor), hvis innløp kan forbindes med den annen ende av utløps-slangen, mens utløpet står i forbindelse med en slange som kan forbindes med sugesiden av en kompressor. En høytrykksslange kan forbindes med kompressorens trykkside for å føre komprimert gass til en høytrykks-lagertank og minst en vaskeenhet til å fjerne C0 2 fra den samlede gass før og/eller etter komprimeringen. I praksis vil systemet vanligvis bli anvendt for en dykker som arbeider fra et kammer, f.eks. en dykkerklokke eller en under-vannsbåt, og utløpsslangen fra utløpsventilen på hjelmen vil vanligvis ha et første parti som strekker seg til et fordelings-kammer i kammeret, og et annet parti som strekker seg fra fordelingskammeret til overtrykksventilen, idet fordelingskammeret i klokken fortrinnsvis har en felle for kondenserte væsker. Når trykket i kammeret reduseres, kan der også sørges for utblåsning av atmosfæren i kammeret gjennom den nevnte overtrykksventil eller en annen overtrykksventil til lavtrykkssiden av enheten for vasking, fornyet kompresjon og resirkulering av gassen for lagring og fornyet anvendelse.

En utførelse av ventilen i henhold til oppfinnelsen vil

nå bli beskrevet under henvisning til tegningen.

Fig. 1 er et grunnriss, delvis i snitt, etter linjen I-l på fig. 2 av en ventil i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et snitt gjennom ventilen på fig. 1.

Ventilen på fig. 1 og 2 har et ventilhus 2. En utløps-passasje 4 strekker seg radialt ut fra ventilhuset. Utløpspas-sas jen er innrettet til å forbindes (f.eks. ved skruegjenger som vist) med en slange (ikke vist) for utåndningsgasser. To innløpspassasjer 8 som er anordnet radialt, har stusser med gjenger for direkte forbindelse med og gjennom veggen av en dykkerhjelm (ikke vist). To membraner 14 som hver har en midtre v.entilplate eller et ventillegeme 18, 18', er ved omkretsen klemt fast mellom endeflatene av ventilhuset 2 og hvert sitt beskyttelsesdeksel 20. Dekselet 20 har åpninger 22 slik at den ene side 24 av ventillegemet 18, 18' under bruk er utsatt for det ytre omgivelsestrykk, f.eks. vanntrykket. Ventilplatene 18 og 18' kommer normalt til anlegg mot et ventilsete som omgir hver sin åpning 30, 30' mot utløpspassasjene 4, og holder således ventilen lukket. Når ventilen er i bruk på en gitt dybde og innløpet står i forbindelse med det indre av en dykkerhjelm, mens utløpet fra utløpspassasjen står i forbindelse med en ut-løpsslange, holdes trykket i hjelmen på et egnet pustetrykk og i utløpspassasjen på et redusert trykk, slik at det ytre vanntrykk normalt vil holde ventilplaten i lukkestilling, men en økning av trykket i innløpspassasjen (f.eks. som følge av at dykkeren puster ut) vil bevege ventilplaten til åpen stilling mot det ytre vanntrykk inntil gassen har strømmet ut gjennom utløpspassasjen. Utstrømmende gass kommer inn i ventilhuset 2 via innløpspassasjer 8 og passasjer 9 og løfter begge ventil-plater 18, 18' fra åpningene 30, 30' mot virkningen av det omgivende vanntrykk som virker på de utvendige sider 2 4 av ventilplatene, idet vannet kan virke på platene 24 gjennom åpningene 22 i beskyttelsesdekslene 20. Gassen strømmer således ut gjennom utløpspassasjen 4 med lavere trykk inntil vanntrykket fører ventilplatene tilbake for stengning av ventilen. Åpningen 30

er mindre enn åpningen 30<1>, idet åpningen 30 kan ha en indre diameter på f.eks. 2 mm, mens åpningen 30' kan ha en indre diameter på f.eks. 5 mm. Forøvrig er de to halvdeler av ventilen hovedsakelig like. Ventillegemet 18 løfter seg meget lett fra åpningen 30 ved økning av trykket i innløpspassasjen, og den resulterende økning av trykket i utløpspassasjen som følge av den utstrømmende gass letter løfting av ventillegemet 18'.

En gjengestuss 13 tjener til befestigelse av ventilen, f.eks. til en dykkerhjelm.

De viste ventiler er enkle, men effektive og pålitelige

i drift og kan for det meste maskineres av ett eneste metall-stykke. En avgjort fordel ved ventilen er at der ikke foreligger bevegelige eller mekaniske deler som er tilbøyelige til å komme i klemme, bli slitt aller svikte på annen måte, noe som ville kunne utgjøre en fare for brukeren. Den eneste bevegelige eller mekaniske del som kreves, er membranen med sitt ventillegeme.

Claims (2)

1. Trykkavlastningsventil for gasser, særlig utåndningsventil for bruk under vann, omfattende et ventilhus (2) som delvis avgrenser et ventilkammer, og en innløpspassasje (8) som fører gass som skal blåses ut gjennom ventilen, inn i kammeret, karakterisert ved et par membraner (14) som danner hvert sitt veggparti av kammeret, en utløpspassasje (4) som ender i åpninger (30, 30') som fører inn i kammeret for utblåsning av gass fra dette, idet åpningene (30, 30') vender mot hver sin membran (14) og står i nær forbindelse med hverandre via utløpspassasjen (4), bg ventillegemer (18, 18') som bæres av hver sin membran og presses til anleggsstilling mot hver sin åpning (30, 30'), idet hver av membranene (14) på den ene side (24) utsettes for det omgivende ytre trykk og på den annen side utsettes for trykkene i innløps- og utløpspassasjene (8, 4), hvorved hvert ventillegeme (18, 18') i henhold til trykkfallet over legemet beveger seg mellom en normal første anleggsstilling som hindrer forbindelse mellom innløps- og utløpspassasjene (8, 4), og en annen, løftet stilling som tillater slik forbin- . deise for trykkavlastning.

2. Ventil som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ene ventillegeme (18) har anlegg mot en åpning (30) med mindre tverrsnitt enn den åpning (30') som det annet ventillegeme har anlegg mot.