NO157673B

NO157673B - Anordning ved kuleventil.

Info

Publication number: NO157673B
Application number: NO850385A
Authority: NO
Inventors: Jean Vidal; Andre Serio
Original assignee: Petroles Cie Francaise
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1988-01-18
Also published as: SE456270B; SE8500365D0; FR2559235A1; DK160576B; CA1263358A; US4624281A; IT1183144B; SE8500365L; NL8500236A; NO157673C; DE3503434A1; GB2153975B; FI79183C; FR2559235B1; GB8501511D0; DK160576C; GB2153975A; JPS60184774A; DK45685D0; FI850434A0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kuleventil, og

da særlig en slik ventil bestemt for et anlegg hvor det er viktig å ivareta kontinuerlig drift, slik tilfellet gjerne er innen oljeproduksjon, ved raffinering eller generelt innenfor den kjemiske industri. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen en anordning i forbindelse med en kuleventil hvor det finnes et ventilhus med et dreibart ventillegeme og hvor en inn- og utløpskanal i anordningen kan bringes i forbindelse med hverandre eller hvor denne forbindelse kan sperres via en indre kanal, i avhengighet av ventillegemets vinkelstilling, og hvor fluidumstrømmen i den indre kanal kan styres av en lukkedel som er bevegelig ved hjelp av en betjeningsstang.

Når en fluidumstrøm eller et trykk skal reguleres ved hjelp av ventilanordninger blir vanligvis en kuleventil seriekoblet med en isoleringsventil på både oppstrøms- og nedstrømsiden, og en forbiføringsledning utstyrt med en manuelt kontrollerbar hjelpereguleringsventil anbringes da tvers over seriekoblingen av disse tre ventiler.

Når det da er behov for reparasjon av den mellom-liggende hovedventil stenges de to isoleringsventiler og reguleringen utføres manuelt ved hjelp av hjelperegulerings-ventilen mens reparasjonsarbeidet foregår. Dette fører imidlertid til et reguleringsventilutstyr som både har stor vekt, er særdeles plasskrevende og er meget kostbart.

Fra tysk patentsøknad nr. 2312883 er kjent mulig-heten av å kunne reparere en slik ventilanordning uten at det er behov for å stanse fluidumstrømmen, og denne anordning beskriver en sekundær kanal i det dreibare ventillegeme og som kan benyttes når hovedkanalen, utstyrt med et reguler-bart lukkeorgan ikke står i forbindelse med innløps- og utløpskanalene ved eventuelle reparasjonsarbeider.

Imidlertid vil imidlertid ingen regulering av fluidumstrømmen være mulig når den sekundære kanal benyttes.

Det er således et formål for den foreliggende oppfinnelse å kunne opprettholde og regulere fluidumstrømmen i en anordning som omfatter en kuleventil for vedlikeholds-formål, ved at det nå foreslås å bygge inn i et ventillegeme i denne kuleventil både en hovedkanal hvor det finnes et sete i samvirke med en lukkedel, et reguleringssystem som kan betjenes uavhengig av ventillegemets vinkelstilling, og en hjelpekanal, idet omkoblingen fra én kanal til en annen fore-tas ved å dreie ventillegemet, mens regulingen av hjelpekanalen utføres ved innstilling av ventillegemets vinkelstilling.

Nærmere bestemt er det skaffet til veie en anordning av den type som i detalj fremgår av den innledende del av det etterfølgende krav, og denne anordning er kjenne-tegnet ved de trekk som fremgår av kravets karakteriserende del.

De to ringformede tetninger som ligger an mot det sfæriske ventillegeme sikrer da tetning mellom fluidum - strømmen og innersiden av ventilhuset i alle ventillegemets vinkelstiIlinger.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av en utførelse av oppfinnelsen som et rent eksempel bare med henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et aksialsnitt av en utførelse av en regulerings-ventil i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 er et snitt etter linjen II-II på fig. 1, fig. 3 er et snitt av en del av ventilen etter linjen III-III på fig. 1, fig. 4, 5, 6 og 7 viser skjematisk i mindre målestokk et snitt av ventilen som vist på fig. 2 hhv. ved normal drift, ved fullstendig stengning, ved delvis åpning til en forbiføringsvei eller bypass og/ved fullstendig åpning til denne forbiføringsvei, og fig. 8 viser skjematisk et planriss fra undersiden av kuleventilen utstyrt med en plate for indikering av ventillegemets stilling.

På fig. 1 er et ventilhus 1 ved sine aksiale ender utstyrt med to flenser 2, 3 til forbindelse med lednings-seksjoner (ikke vist). Flensenes 2 og 3 akser er anordnet horisontalt som vist. En aksial kanal eller gjennomgang, f.eks. for fluiduminnløp, er utformet på den venstre side av fig. 1 ved hjelp av den innvendige boring 4 i flensen 2 og de innvendige stumpkjegleformede flater som konvergerer mot sentrum av ventilhuset, av en: stoppering 5 som holdes i huset 1 ved hjelp av tre låseskruer 6 og en kontaktring 7 med forspenning mot høyre ved hjelp av et elastisk element 8, f.eks. en tallerkenfjær innskutt mellom ringene 5 og 7. Ved sin høyre ende bærer ringen 7 en ringformet avtettende tetning 9 som ligger an mot et kuleformet dreibart ventillegeme 10. En annen kontaktring 11 forspent ved et elastisk element 12 såsom en tallerkenfjær, er innskutt mellom ringene 5 og 11 og ligger likeledes an mot det kuleformede dreibare element 10 ved hjelp av en ringformet tetning 13. Tetningselementer er anordnet mellom ringen 5 og huset 1, mellom ringen 7 og ringen 11 og mellom ringen 11 og huset 1.

Det kuleformede ventillegeme 10 er forsynt med to dreietapper 14 og 15 som er vertikale som vist og kan dreie seg i sylindriske bøssinger anordnet respektive i huset 1 og i et avtagbart deksel 16 festet til huset 1 med muttere 17. Dreietappen 15 strekker seg nedover med et med splines forsynt betjeningsskaft 18 som stikker frem utenfor dekslet 16. Dette skaft 18 kan betjenes enten manuelt ved hjelp av en enkel nøkkel eller med et verktøy med tannhjulsutveksling, eller ved hjelp av en motor.

En aksial kanal f.eks. for fluidumutløp, er dannet på høyre side av fig. 1 ved hjelp av den indre boring 19 i flensen 3 og ved hjelp av stumpkjegleformede indre flater som konvergerer mot sentrum av ventilhuset, av en stoppering 20 som holdes i huset 1 ved hjelp av tre låseskruer 21 og en kontaktring 22 forspent mot venstre ved hjelp av et elastisk element 23, såsom en tallerkenfjær, satt inn mellom ringene 20 og 22. Ringen 22 bærer ved sin venstre ende en ringformet tetning 24 som ligger an mot det kuleformede ventillegeme 10. En annen kontaktring 25 med forspenning ved hjelp av et elastisk element 26 såsom en tallerkenfjær, innskutt mellom ringene 25 og 20 ligger likeledes an mot det kuleformede ventillegeme 10 ved hjelp av en ringformet tetning 27. Tetningselementer er anordnet mellom ringen 20 og huset 1, mellom ringen 22 og ringen 25 og mellom ringen 25 og huset 1.

I den viste utførelse avgrenser en ringformet tetning 9 eller 24 i ventillegemets horisontale diametriske plan en sirkelbue som er tilnærmet en tredjedel av den sirkelbue som avgrenses av en tetning 13 eller 27, og sistnevnte sirkelbue representerer tilnærmet en fjerdedel av

omkretsen.

En åpning 28 vinkelrett på aksen for boringene 4, 19 og som vist vertikalt, er anordnet i ventilegemet 10/og i åpningen er to ventilseter 29 og 30 anordnet. Véntilsetene 29 og 30 er helt eller delvis avstengbare respektive ved hjelp av to tallerkenventiler 31 og 32 båret av en stang 33. Stangen 33 som styres av en hylse i åpningen 28, kan betjenes ved hjelp av en servomotor 34 hvis basis 35 er festet ved hjelp av en muffe 36 og en flenskobling 37 til ventilhuset 1. Véntilsetene 29 og 30 er anordnet i to parallelle grener av en hydraulisk forbindelse fremskaffet mellom en radial sylindrisk port eller hovedinnløpskanal 38 og en radial sylindrisk.port eller hovedutløpskanal 39 som ligger diamen-tralt overfor hverandre. Innløpskanalen 38 munner direkte ut i åpningen 28 i sentrum av ventillegemet 10 mellom de to tallerkenventilseter 29 og 30. Kanaler 40 og 41 sørger respektive for forbindelse mellom den øvre del av åpningen 28 som befinner seg over tallerkenventilsetet 29, og den nedre del av åpningen 28 som befinner seg under tallerkenventilsetet 30, og utløpskanalen 39.

Når ventillegemet 10 er i stillingen vist på

fig. 1, 2 og 3, befinner hovedinnløpskanalen 38 seg overfor innløpsporten og hovedutløpskanalen 3 9 seg overfor utløps-porten. Når tallerkenventilene 31 og 32 er løftet, blir strømmen som kommer inn i boringen 4 og strømmer inn i kanalen 38 og den sentrale del av åpningen 28, delt opp i en øvre strøm som går gjennom setet 29 og ankommer i utløps-kanalen 39 gjennom kanalen 40, og en nedre strøm som går gjennom setet 30 og ankommer i utløpskanalen 39 gjennom kanalen 41. Begge strømmer kombineres deretter igjen i kanalen 39 og går ut gjennom boringen 19. Betjening foregår ved å veksle stillingen av tallerkenventilene 31 og 32 ved hjelp av servomotoren 34. Ventilene 31 og 32 beveges ved forskyvning eller dreining av stangen eller ved en kombina-sjon av forskyvning og dreining av denne.

Av fig. 2 og 3 kan det ses at det vinkelrett på kanalene 38 og 39 og horisontalt er anordnet to radiale dia-mentralt motstående sylindriske hjelpekanaler 42 og 43 i det roterbare ventillegeme 10. Hjelpekanalene 42 og 43 er for-

bundet med hverandre ved hjelp av to hjelpekanaler 44, 45

som går i vinkel, er anordnet parallelt og hver dannes av to rette kanaldeler. Kanalen 44 er uthult i den nedre del av ventillegemet 10 og kanalen 45 er hult ut i den øvre del av dette. På fig. 1 kan det ses at disse to kanaler 44 og 45 er hult ut i venstre halvkule av ventillegmet 10 mens kanalene 40 og 41 er laget i dettes høyre halvkule.

Når ventillegemet 10 dreies med urviseren under henvisning til fig. 2, kan det ses at først stenges innløps-porten ved at tetningen 9 trykkes mot en massiv del av ventillegemet 10. Deretter når hjelpekanalen 42 tetningen 9 og hjelpekanalen 43 når tetningen 24. Fluidum strømmer da fra boringen 4 til boringen 19 gjennom kanalene 42, 44, 45 og 43. Regulering kan da foregå ved å forandre vinkelstillingen av ventillegemet 10. Når dette har gjennomløpt en dreie-bevegelse på 90° fra sin opprinnelige stilling er kuleventilen helt åpen til den da etablerte forbiføringsvei eller bypass. Fortrinnsvis er det samme strømningstverrsnitt anordnet i hjelpekanalene 42 og 43 som i hovedkanalene 38 og 39 og i kanalene 44 og 45 som i kanalene 40 og 41.

Straks ventillegemet 10 har gjennomgått en dreie-bevegelse som er tilstrekkelig til at kanalene 38 og 39 har forlatt de ringformede tetninger 9 og 13 på venstre, og 24 og 27 på høyre side, isoleres åpningen 28 hydraulisk sett og det er mulig å demontere flenskoblingen 3 7 og trekke ut tallerkenventilene 31 og 32 f.eks. for å erstattte dem og utføre arbeide på tallerkenventilsetene 29 og 30. De deler av ventilen som utsettes for slitasje, kan således skiftes uten å avbryte fluidumstrømmen, idet bypassen meget lett innkobles i stedet for hovedledningen under denne operasjon.

Det vil bemerkes at når bypassen er innkoblet med regulering er bare tetningene 9 og 24 utsatt for pådrag fra fluidumstrømmen. De beskytter tetningene 13 og 27 og sistnevnte gir avtetning mellom fluidumstrømmen og ventilhuset.

Fig. 4 - 7 viser sirkulasjonen av et fluidum i kuleventilen ved forskjellige vinkelstillinger av ventillegemet 10. Fig. 4 svarer til normal bruk av ventilen, idet reguleringene foregår ved hjelp av tallerkenventilsetene.

Stillingen på fig. 5 frembringes ved en dreining av ventillegemet 1/8 av en omdreining, ventilen er da fullstendig lukket både i sin hovedledning og i sin bypass. Fig. 6 tilsvarer den første reguleringsstilling for bypassen, en stilling frembragt etter en dreining av den roterende del 3/16 av en omdreining. Med en dreining på en 1/4 omdreining frembringes full strømning i bypassen som vist på fig. 7.

Fig. 8 viser en skive 4 6 som ved dreining ved betjening av skaftet 18, indikerer strømningsstillingen for ventilen. Markeringen N viser den normale driftsstilling, markeringen F den helt lukkede stilling, markeringen D stillingen ved begynnende åpning av bypassen og 0 stillingen for full åpning av denne.

Det er dessuten mulig å forsyne ventilen med hakk som markerer forskjellige stillinger av ventillegemet og med innretninger for låsing av denne i stilling. Fig. 8 viser et hull 47 og en åpning 48 i skiven 46. Hullet 47 er innrettet for ved normal drift av ventilen å oppta en fjærforspent knast på ventilhuset. Når ventillegemet skal dreies til en annen stilling må denne knast først skyves noe inn, og den faller deretter inn i åpningen 48 når ventilen er helt stengt. Åpningen 48 tillater forandring av stillingen fra fullstendig lukking til stillingene for delvis eller fullstendig åpning via bypassen og omvendt, men hindrer util-siktet ny åpning av,hovedportene.

Der er således skaffet til veie en enkelt anordning som benytter en kuleventil og som utfører alle de funk-sjoner som med kjent utstyr hittil bare kunne oppnås med en hovedventil, to isolasjonsventiler, en bypass og en hjelpereguleringsventil.

Claims

Anordning ved kuleventil, omfattende et hus (1) med en aksial Fluidum-innløpsport (4) og en aksial fluidum-utløpsport (19) og som inneholder et sfærisk ventillegeme (10) som ér dreibart om en akse i hvilken er anordnet en indre kanal (28, 40, 41) som strekker seg fra en hovedinnløpskanal (38) til en hovedutløpskanal (39) som er diametralt motsatt hovedinnløpskanalen (38) langs en første diameter vinkelrett på dreieaksen og som omfatter et ventilsete (29, 30) i samvirke med en lukkedel (31, 32) som er bevegelig ved hjelp av en betjeningsstang (33) som rager frem fra huset (1) langs dreieaksen, og en indre hjelpekanal (44, 45) som strekker seg fra en hjelpeinnløpskanal (42) til en hjelpeutløpskanal (43) som ligger diametralt motsatt hjelpeinnløpskanalen (42) langs en andre diameter vinkelrett på dreieaksen, idet anordningen er slik at i en første vinkelstilling av ventillegemet (10) ligger hovedinnløps- og hovedutløpskanalene (38, 39) respektive overfor fluidum-innløps- og fluidum-utløpsportene (4, 19), hvorved regulering bevirkes ved hjelp av betjeningsstangen (33) og slik at i en andre vinkelstilling av ventillegemet (10) ligger hjelpeinnløps- og hjelpeutløpskanalene (42, 43) respektive overfor fluidum-innløps- og fluidum-utløpsportene (4, 19), karakterisert ved at huset (1) rundt hver av de aksiale f luidum-innløps- og f luidum-utløpsporter (4, 19) bærer to ringformede tetninger (9, 13; 24, 27) som fjærende ligger an mot det sfæriske ventillegeme (10) og ligger tilstrekkelig langt fra hverandre til å kunne avgrense segmenter på den ytre omkrets av ventillegemet som befinner seg i planet for den første og den andre diameter, hvilke segmenter minst har en lengde som tilsvarer de tomme segmenter som ligger overfor hoved- eller hjelpekanalene for innløp eller utløp på den ytre omkrets, slik at det i den andre vinkelstilling av ventillegemet (10) kan bevirkes regulering ved innstilling av dettes andre vinkelstilling.