NO166420B - Ventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kuleventil omfattende et ventilhus som danner en fluidkanal og et indre hulrom som har en geometrisk akse stående i det vesentlige vinkelrett på aksen for fluidkanalen og forsynt med en åpning liggende i et plan i det vesentlige vinkelrett på den nevnte geometriske akse, og videre omfattende en lukkeanordning med et dreibart ventillegeme og en støtteinnretning som opptar ventillegemet og avgrenser en kanal innrettet i forhold til fluidkanalen, hvilken lukkeanordning er opptatt i det nevnte indre hulrom ved innføring gjennom den nevnte åpning, cg støtteinnretningen er festet i ventilhuset ved hjelp av en koblingsinnretning.

Denne type ventil er innrettet til å anvendes i en installasjon for gass- eller oljeproduksjon, særlig i en undersjøisk installasjon.

Lukkeanordningen er demonterbar og ventillegemet har også en kanal som kan forskyves ved dreining mellom en "åpen" stilling hvor kanalen ligger på linje med den nevnte fluidkanalen i støtteinnetningen, og en "lukket" stilling hvor ventillegemets kanal ikke stemmer overens med støtte-innretningens fluidkanal.

Europeisk patentsøknad 0132989 beskriver en slik ventil hvor koblingsinnretningen omfatter en låsekrave anordnet utenfor ventilhuset og omfatter to halvdeler som er sving-bare om en fast akse på ventilhuset. Det er tildannet et sirkulært spor i den indre flate av kraven. Dette spor er innrettet til å samvirke med en flens på ventilhuset og en støttedel slik at lukkeanordningen forenes med ventilhuset. På den motsatte side i forhold til svingeaksen er de to kravehalvdeler innrettet til å forbindes med hverandre ved hjelp av en festeanordning.

Et formål med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en ventil som unngår forskjellige ulemper ved den foran nevnte kjente ventilkonstruksjon. Oppfinnelsen tar således sikte på en forbedret konstruksjon hvor koblingsinnretningen er beskyttet mot det omgivende miljø, hvor ventilhuset ikke bærer noe bevegelig koblingselement og av denne grunn ikke trenger noe spesielt vedlikehold, hvor tilkobling eller frakobling skjer med en enkel translasjonsbevegelse, og hvor vedlikehold av de bevegelige

koblingselementer og verifisering deres riktige funksjon kan besørges ved overflaten under de periodiske inspeksjoner av lukkeanordningen.

Dette formål blir ifølge oppfinnelsen oppnådd i en kuleventil av den foran angitte type, ved at koblingsinnretningen omfatter faste elementer anordnet i det indre av det nevnte indre hulrom og bevegelige elementer anordnet i støtteinnretningen, idet koblingsinnretningen er beskyttet på tettsluttende måte i forhold til det omgivende miljø og til fluidet, og at de faste elementer omfatter i det minste et leie tiidannet i ventilhuset og åpent til det indre hulrom, og at de bevegelige elementer omfatter i det minste et låsestykke montert i støtteinnretningen og radielt bevegelig i forhold til den geometriske akse under påvirkning av et manøvreringsorgan og innrettet til å innta to ytterstillinger, nemlig en stilling fjernet fra den geometriske akse hvor låsestykket delvis er ført inn i det minste ett av leiene for derved å sikre fastlåsningen og en stilling nærmere den geometriske akse, hvor låsestykket befinner seg i støtteinnretningen slik at det er mulig å innføre lukkeanordningen i det nevnte indre hulrom.

Med denne løsning har ventilhuset intet bevegelig koblingselement og de bevegelige elementer er forenet med den bevegelige lukkeanordning, hvilket muliggjør vedlikehold og inspeksjon av disse bevegelige elementer ved overflaten under periodisk vedlikehold av lukkeanordningen.

Ifølge et spesielt trekk ved oppfinnelsen har hvert leie form av et sirkulært spor med samme geometriske akse som det indre hulrom. Låsestykkene dannes av segmenter av en ring som har en utvendig flate tilpasset formen av de sirkulære spor. Leier eller uttakninger for låsestykkene er det således lett å tildanne og låsestykkene som har form av ringsegmenter med en ytre flate tilpasset formen av leiene, sikrer en perfekt sammenkobling av ventilhuset og lukkeanordningen når denne anbringes i det indre hulrom i ventil-huset.

Ifølge et annet spesielt trekk ved oppfinnelsen er segmentene montert i et sirkulært rom tildannet i den nevnte støtte-

innretning og åpent mot de sirkulære spor, og hvert segment samvirker med et vertikalt bevegbart kam-element på en slik at en aksiell beveglse av kam-elementet under påvirkning av manøvreringsorganet bevirker en radiell forskyvning av segmentet.

Den flate på hvert av segmentene som befinner seg nær den geometriske akse for det nevnte hulrom, er skåttstilt i forhold til den geometriske akse, og kam-elementet glir langs denne flate idet det nevnte samvirke skjer ved hjelp av et T-spor tildannet i den ene av delene, dvs. kam-elementet eller segmentet, og ved et T-profilelernent opptatt i det nevnte T-spor og tildannet på den andre av delene, nemlig enten segmentet eller kam-elementet.

Hvert kam-element er festet på enden av en stang som kan forskyves i en boring tildannet i støtteinnretningen og liggende parallelt med den geometriske akse, hvilke stenger ved deres annen ende er festet til en bærering beliggende utenfor ventilen, slik at en aksiell bevegelse av bæreringen under påvirkning av manøvreringsorganet, bevirker samtidig radiell forskyvning alle segmentene.

Med denne konstruksjon kan tilkobling eller frakobling av lukkeanordningen skje ved en enkel translasjonsbevegelse av en bærering plassert utenpå lukkeanordningen. En trans-las jons-

bevegelse av denne bærering tillater videre inspeksjon eller verifisering av de bevegelige koblingselementer fra overflaten.

Ifølge et ytterligere spesielt trekk ved oppfinnelsen er tetningselementer- eller pakninger som bæres av støtte-innretningen, anordnet mellom denne støtteinnretning og ventilhuset på den ene og den annen side av koblingsinnretningen.

Andre fordeler og særegne trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen av en utførelsesform gitt som eksempel og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et snitt gjennom ventilen ifølge en utførelses-form av oppfinnelsen,

Fig. 2 er et snitt gjennom ventilhuset,

Fig. 3 er et snitt gjennom lukkeanordningen,

Fig. 4 er et snitt etter linjen IV - IV på fig. 3,

Fig. 5 er et planriss av en ring ut fra hvilken det dannes segmenter som utgjør koblings- eller låsestykker,

Fig. 6 er et snitt etter linjen VI - VI på fig.' 5,

Fig. er et perspektivriss av et låsestykke.

Fig. 8 er et perspektivriss av en stang med kam-element,

Fig. 9 er et snitt etter linjen X - X på fig. 8,

Fig. 10 viser stillingen av koblingsinnretningen når en

manøvreringsring befinner seg i nedre stilling, og

Fig. 11 viser stillingen av den samme koblingsinnretning når manøvreringsringen befinner seg i øvre stilling.

Som det fremgår av tegningene omfatter ventilen 1 et ventilhus 2 og en lukkeanordning 3 som er forenet med ventilhuset 2 ved hjelp av en koblingsinnretning 4.

Ventilhuset 2 blir innsatt i ikke viste rørlednings-deier ved hjelp av flenser 5a, 5b eller andre kjente metoder, f.eks. ved sveising. Ventilhuset 2 har et indre hulrom 6 med stort sett av-kortet konisk form som utvider seg oppad og har en øvre åpning 7. Det indre hulrom 6 kommuniserer med den oppstrøms rørledning gjennom en første kanal 8a og med den nedstrøms rørledning gjennom en annen kanal 8b. Kanalene 3a og 8b er innbyrdes innrettet og har en horisontal akse 10 som står i det vesentlige vinkelrett på den geometriske akse 11 for hulrommet 6. Hulrommet 6 er be-grenset av en bunn 12 motsatt av åpningen 7 og av en sidevegg 13. Kanalene 8a og 8b munner ut i dette hulrom 6 ved åpninger 14a og 14b. Kanalene 8a og 8b utgjør en fluid-passasje 15 mellom en opp-strøms rørledning og en nedstrøms rørledning. Åpningen 7 på hulrommet 6 befinner seg i et plan 7a som' står i det vesentlige vinkelrett på den geometriske akse 11.

Lukkeanordningen 3 er innrettet til å innføres i det indre hulrom 6 gjennom åpningen 7. For å lette innføringen av lukkeanordningen 3 i hulrom 6, er den geometriske akse 11 for hulrommet 6 fortrinnsvis vertikal.

Lukkeanordningen 3 omfatter en støtteinnretning 16 som har en utvendig sidevegg 17 hvis form er stort sett avkortet konisk og tilpasset formen av sideveggen 13 i hulrommet 6, og et ventillegeme 18 er montert bevegbart i det indre av støtteinnretningen 16. Støtteinnretningen 16 er forsynt med kanaler 19a, 19b og ventillegemet 18 med en kanal 20 plassert slik at den første kanal 8a i ventilhuset 2 kan settes i forbindelse med eller avstenges fra den annen kanal 8b i ventilhuset 2.

I det utførelseseksempelet som er vist på tegningene, består ventillegemet 18 av et kuleformet legeme 22 forsynt med en horisontal kanal 20 og innrettet til å kunne dreies om en vertikal aksel 23 forbundet med kulelegemet 22. Støtteinnretningen 16 har et innvendig kuleformet hulrom 24 tilpasset kulelegemet 22, en vertikal boring 25 som akselen 23 kan dreies i og horisontale kanaler 19a og 19b som er innrettet i forhold til kanalene 8 og 9 i ventilhuset 2. Ventillegemeet 18 kan påvirkes av en aktuatorinnretning 26 festet på den øvre del 27 av støtteinnretningen 16 og innrettet til å påvirke akselen 23 på slik måte at kulelegemet 22 kan innta to stillinger: En første stilling hvor den horisontale kanal 20 i kulelegemet 22 er på linje med kanalene 19a og 19b i støtte- innretningen 16 og fluidet kan passere fra den oppstrøms rørledning til den nedstrøms rørledning gjennom fluidpassasjen 15, og en annen stilling oppnådd ved dreining av akselen 23 i 90° under påvirkning av aktuatorinnretningen 26, hvor veggen på kulelegemet 22 blokkerer kanalene 19a og 19b i støtteinnetningen 16 og dermed passasje av fluid mellom den oppstrøms rørledning og den nedstrøms rørledning. Kanalene 19a og 19b definerer en fluidkanal 21 i lukkeanordningen 3.

Aksen 10 er likeledes aksen for fluidkanalen 21 og denne akse skjærer den geometriske akse 11 for det indre hulrom 6 i et punkt 0^ som er sentrum i det kuleformede hulrom 24 og i kulelegemet 22. Aksen for dreieakselen 23 er den geometriske akse 11 som likeledes er den geometriske akse for lukkeanordningen 4 og støtteinnretningen 16.

For å lette innføringen av lukkeanordningen 3 i ventil-huset 2 og sikre innretning av kanalene 19a og 19b i støtte-innretningen 16 i forhold til kanalene 8a og 8b i ventil-huset 2, omfatter ventilhuset supplerende utvendige veggelementer 28 som har vertikale hull 29, og støtteinnret-ningen 16 omfatter veggelementer 30 svarende til de supplerende veggelementer 28 og forsynt med vertikale styrepinner 31 tilpasset hullene 29.

Under drift blir lukkeanordningen 3 forenet med ventil-huset 2 ved hjelp av en koblingsinnretning 4 som omfatter faste elementer og bevegelige elementer.

I en sirkulær del 35 av veggen 13 i ventilhuset 2 beliggende i nærheten av åpningen 7 i ventilhuset, er det for dette formål anordnet leier eller utsparinger 36 som munner ut i det indre av hulrommet 6 i ventilhuset 2.

På støtteinnretningen 16 er det montert låsestykker 37 som er beveglige radielt i forhold til den geometriske akse 11 og som kan innta to ytterstillinger: En første stilling hvor hvert låsestykke 37 er fjernet fra leiene 3 6 og trukket tilbake i et rom 38 i støtteinnret-ningen 16 slik at det tillates innføring av lukkeanordningen 3 i det indre hulrom 6, eller eventuelt uttakning av lukkeanordningen 3 fra dette hulrom 6, og en annen stilling hvor -fremspring 39 på hvert låsestykke 37 trenger inn i et leie 36 slik at lukkeanordningen 3 sammenkobles med ventilhuset 2. Rommene 38 er tildannet i den utvendige sidevegg på støtte-innretningen 16 og munner ut på denne utvendig og befinner seg i nærheten av leiene 36 når lukkeanordningen 3 er korrekt installert i ventilhuset 2.

Som vist på tegningen består leiene 36 av tre sirkulære spor 36a hvis akse er den geometriske aksen 11 for hulrommet 6 og låse-stykkene 3 7 kan alle trekkes tilbake til det samme rom 38, som består av en sirkulær utsparing 40 hvis akse er den geometriske akse 11 for hulrommet 6 og hvis øvre vegg 41 og nedre vegg 42 er horisontale.

Den sirkulære utsparing 40 kommuniserer med den øvre flate 43 på støtteinnretningen 16 gjennom vertikale boringer i hver av hvilke det kan gli en stang 44 som er forlenget over den øvre flate 43. Hver boring 44 er forlenget neden-for den nedre flate 42 på den sirkulære utsparing 40 i form av en bunnboring 46. De øvre ender 47 av stengene 45 er festet til en ring 48 som er bevegelig vertikalt. Ved den nedre enden 49 av hver stang 45 er det festet kam-element som er bevegelig vertikalt sammen med stangen 45.

Den side 51 på kam-elementet som vender bort fra den geometriske akse 11 er utformet med et tverrsnittsprofil 52 av T-form, som kan gli i et T-spor 53 tildannet i en flate 54 på et av låse-stykkene 37 som vender mot den geometriske akse 11. Flaten 54 på låsestykket 37 er skråttstilt nedad og mot den geometriske akse II og har en generell retning som danner en vinkel på omkring 6°

med den geometriske akse 11. T-sporet 53 er parallelt med flaten 54 og strekker seg nedenfra og oppad langs hele tykkelsen av låsestykket 37. Låsestykkene 37 består av segmenter 55 av en sirkuær ring 56 hvis ytre flate 57 slutter seg nøyaktig etter formen av den sirkulære del 3 5 av veggen 13 i ventilhuset 2 og fremspringene 39 på

låsestykkene har form av tenner 58 hvis øvre flate 59 er skråttstilt oppad og mot det indre av hulrommet 6 idet den danner en vinkel på mellom 0° og 30° med horisontalen, og den nedre flate 60 er skråttstilt nedad og innad mot hulrommet 6 og danner likeledes en vinkel på mellom 0° og 30° med horisontalen. Dette valg av vinkler for den øvre flate 59 og den nedre flate 60 i forhold til horisontalen, gjør det mulig å unngå ved-heftning eller fastkiling av tennene

58 i de sirkulære spor 36a.

Den ytre diameter av ringen 55 er lik diameteren av de sirkulære spor 36a. I det eksempel som er vist på tegningene er det antall segmenter 55 som er tildannet ut fra en ring 56, lik 10, men dette antall kan åpenbart være høyere eller lavere enn 10. Dimensjonen av hvert segment 56 i omkrets-retningen er beregnet på slik måte at låsestykkene 37 kan forskyves radielt uten å komme i konflikt med hverandre innbyrdes.

Som følge av at T-sporet 53 danner en vinkel på omkring 6° med vertikalen, vil det lett forstås at når kam-elementet 50 forskyves vertikalt, glir profilet 52 i sporet 53 og bevirker en radiell forskyvning av låsestykket 37.

Ringen 48 er innrettet til å beveges vertikalt ved hjelp av et ikke vist manøvreringsorgan, f.eks. en hydraulisk sylinder, mellom to ytterstillinger: En øvre stilling (Fig. 11) hver ringen 48 er fjernet fra den øvre flate 43 på støtteinnretningen 16, hvilket bevirker anbringelse av låsestykkene 37 i de sirkulære utsparinger 40, idet tennene 58 befinner seg i det rom som begrenses av den øvre vegg 41 og den nedre vegg 42 i utspar-ingen 40, og en nedre stilling (Fig. 10) hvor kronen 48 befinner seg nær den øvre flate 43 på støtteinnretningen 16, hvilket gjør at fremspringene 39 på låsestykkene 37 forlater den sirkulære utsparing 40 og trer inn i sporene 36a.

Den øvre ende 62 av veggen 13 i det indre hulrom 6 har en utvidet form, og støtteinnretningen 16 har en veggdel 63 som slutter seg til formen 62 av den øvre vegg og bærer en tetning 64 slik at det blir en hermetisk forsegling av hulrommet 6 når lukkeanordningen 3 er montert i hulrommet 6. En tetning 65 er anordnet mellom veggen 13 i ventilhuset 2 og veggen 17 på støtteinnretningen 16.

Denne tetning eller pakning er innlagt i et sirkulært spor 66 tildannet i veggen 17 mellom koblingsinnretningen 4 og de side-veis åpninger 67a, 67b for kanalene 19a og 19b. En tetning 68 er likeledes anbragt mellom de vertikale boringer 44 og stengene 45.

Koblingsinnretningen 4 er beskyttet mot det omgivende miljø ved hjelp av tetningen 64, og tetningene 63 og er videre beskyttet mot det fluid som flyter i passasjen 21, ved hjelp av tetningen 65.

Festeanordningen virker på den måte som nå skal beskrives: Før lukkeanordningen innføres inn i ventilhuset 2 gjennom åpningen 7 blir ringen 48 innstilt i øvre stilling under påvirkning av manøvreringsorganet som f.eks. kan være en hydraulisk sylinder. Lukkeanordningen 3 kan så innføres i hulrommet 6. Der-etter påvirkes den hydrauliske sylinder tii å bringe ringen 48 til nedre stilling, hvilket fører til at stengene 45 og kam-elementene 50 føres nedad, ider det nedre parti 61 av kam-

elementene går inn i bunnboringene 46 og låsestykkene 3 7 delvis trer ut utenfor støtteinnretningen 16, og tennene 58 kommer i berøring med veggen i de sirkulære spor 3 6a.

For å trekke ut lukkeanordningen 3 fra ventilhuset 2 går man frem på motsatt måte. Det er tilstrekkelig å sette ringen 48 i sin øvre stilling, for å frigjøre lukkeanordningen 3 fra ventilhuset 2.

Låsning eller frakobling av lukkeanordningen foretas ved en enkel translasjonsbevegelse av ringen 48. Denne elementære bevegelse kan bevirkes av en robot.

Claims (8)

1. Kuleventil omfattende et ventilhus (2) som danner en fluidkanal (15) og et indre hulrom (6) som har en geometrisk akse (11) stående i det vesentlige vinkelrett på aksen (10) for fluidkanalen (15) og forsynt med en åpning (7) liggende i et plan (7a) i det vesentlige vinkelrett på den nevnte geometriske akse (10), og videre omfattende en lukkeanordning (3) med et dreibart ventillegeme (18) og en støtteinnretning (16) som opptar ventillegemet (18) og avgrenser en kanal (21) innrettet i forhold til fluidkanalen (15), hvilken lukkeanordning (3) er opptatt i det nevnte indre hulrom (6) ved innføring gjennom den nevnte åpning (7), og støtteinnretningen (16) er festet i ventilhuset (2) ved hjelp av en koblingsinnretning (4), karakterisert ved at koblingsinnretningen (4) omfatter faste elementer anordnet innenfor det nevnte indre hulrom (6) og bevegelige elementer anordnet i støtteinnretningen, idet koblingsinnretningen (4) er beskyttet på tettsluttende måte i forhold til det omgivende miljø og til fluidet, og at de faste elementer omfatter i det minste et leie (36) tildannet i ventil-huset (2) og åpent til det indre hulrom (6), og at de bevegelige elementer omfatter i det minste et låsestykke (37) montert i støtteinnretningen (16) og radielt bevegelig i forhold til den geometriske akse (11) under påvirkning av et manøvreringsorgan og innrettet til å innta to ytterstillinger nemlig: en stilling fjernet fra den geometriske akse (11) hvor låsestykket (37)' delvis er ført inn i det minste et av leiene (36) for derved å sikre fastlåsningen og en stilling nærmere den geometriske akse (11), hvor låsestykket (37) befinner seg i støtteinnretningen (16) slik at det er mulig å innføre lukkeanordningen (3) i det nevnte indre hulrom (6).

2. Kuleventil ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert leie (36) er et sirkulært spor (36a) som har samme geometriske akse (11) som det indre hulrom (6).

3. Kuleventil ifølge krav 2, karakterisert ved at låsestykkene (37) er dannet av segmenter (55) av en ring (56) med en ytre flate (57) tilpasset formen av de sirkulære spor (36a).

4. Kuleventil ifølge krav 3, karakterisert ved at segmentene (55) er montert i et sirkulært rom (40) tildannet i støtteinnretningen (16) og åpent mot de sirkulære spor (36a) og at hvert segment (55) samvirker med et kam-element (50) sem er bevegelig vertikalt på slik måte at en aksiell bevegelse av kam-elementet (50) under påvirkning av det nevnte manøvreringsorgan, bevirker en radiell forskyvning av segmentet (55).

5. Kuleventil ifølge krav 4, karakterisert ved at den flate (54) på hvert av segmentene (55) som befinner seg nær den geometriske akse (11) for det indre hulrom (6) er skrått-liggende i forhold til den geometriske akse (11), og at kam-elementet (50) glir langs denne flate (54), at det nevnte samvirke tilveibringes ved hjelp av et T-spor (53) tildannet i en av de to deler, nemlig kam-elementet (50) eller segmentet (55), og ved en T-profildel (52) opptatt i T-sporet (53) og anordnet på den andre delen, nemlig enten segmentet (55) eller kam-elementet (50) .

6. Kuleventil ifølge krav 5, karakterisert ved at hvert kam-element (50) er festet på en ende (49) av en stang (45) innrettet til å forskyves i en boring (44) tildannet i støtteinnretningen (16) og anordnet parallelt med den geometriske akse (11), hvilke stenger (45) ved deres annen ende (47) er festet til en ring (48) beliggende utenfor ventilen, slik at en aksiell bevegelse av ringen (48) under påvirkning av det nevnte manøvreringsorgan bevirker samtidig radiell bevegelse av samtlige segmenter (55).

7. Kuleventil ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at te<g>ningselementer eller pakninger (64, 65) er anordnet mellom støtteinnretningen (16) og ventilhuset (2) på den ene og den annen side av koblingsinnretningen (4) .

8. Kuleventil ifølge krav 7, karaterisert ved at tetningselementene (64, 65) bæres av støtteinnretningen (16).