NO166459B - Spjeldventil av inspiserbar type. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en spjeldventil av inspiserbar type, dvs. en ventil hvis innvendige komponenter er tilgjengelige fra utsiden, som angitt i krav l's innledning.

Vanligvis er en spjeldventil utformet som et rørformet legeme med et aksialt løp og med minst en radiell boring hvor drivspindelen til spjeldet er dreibart og avtettet opplagret, slik at spjeldet derved kan dreies inne i løpet. Spjeldet kan være forsynt med tetninger og samvirker med en tetning eller et sete i løpet, for avstenging av dette.

I enkelte anvendelsestilfeller krever brukeren at ventilen skal være tilknyttet rørledningen på en fast måte, vanligvis tilveiebragt ved hjelp av fastsveising. For vedlikehold av en slik ventil vil det da være nødvendig med en inspeksjonsluke som gir adgang til de innvendige komponenter, gjerne med mulighet for demontering og fjerning av disse.

Det finnes i dag to typer slike ventiler.

Den første type har sin inspeksjonsmulighet i en del av legemet eller huset, forskjøvet aksialt i forhold til den radielle boring for spindelen. Denne konstruktive løsning, som skiller inspeksjon og betjening, har noen ulemper: tilgjengeligheten for de innvendige komponenter er ikke særlig tilfredsstillende, fordi de deler som vanligvis krever vedlikehold, ikke ligger i inspeksjonsaksen,

arbeider inne i ventilen må utføres blindt, og ventilhuset er nødvendigvis lengre og derfor også tyngre og dyrere, og dessuten vil den komplekse form by på konstruktive vanskeligheter.

I en andre hovedtype er inspeksjonsmuligheten lagt i høyde med den sone som ventilspindelen går gjennom. Åpningen lukkes med et deksel som innbefatter både ventilhalsen og spindelen. Denne hovedtype overvinner de fleste av de foran nevnte ulemper, fordi adgangen til de innvendige komponenter lettes - de deler som eventuelt skal demonteres ligger i åpningens akse,

ventilhuset kan gjøres kortere og lettere, og fordi halsen er adskilt fra huset vil ventilens konstruktive oppbygging være enklere.

Til gjengjeld har man andre ulemper:

riktig betjening av ventilen vil være avhengig av riktig innretting av dekselet på huset, og

riktig betjening kan ikke etterprøves når dekselet er tatt av.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor særlig å tilveiebringe en inspiserbar spjeldventil som kombinerer de fordeler som de to ovenfornevnte ventiltyper har, uten de nevnte ulemper.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt en ventil som angitt i krav 1.

En slik utførelse av ventilen vil ha de samme fordeler (lite plassbehov og liten vekt og god tilgjengelighet) som den foran nevnte andre hovedtype, samtidig som utformingen av huset forenkles, med tilhørende forenkling av husets maskinering.

Spjeldet og dets tetningsmidler kan bringes på plass og riktig virkemåte kan overprøves såvel fra utsiden som fra innsiden av huset, uten at det er nødvendig at dekselet er satt på plass.

Akselen for spjeldet og spindelen kan være utformet som et stykke.

En bedre utførelse antas imidlertid å være en hvor akselen og spindelen er utført som separate deler og er koplet sammen ved hjelp av en mekanisk forbindelse som gir mulighet for overføring av et dreiemoment og utligning av parasittkrefter som skyldes feilinnrettinger eller deformeringer under bruk. I så tilfelle vil spjeldakselen holdes på plass av det nevnte ringformede legeme, mens spindelen holdes på plass med dekselet. Kvaliteten til oppstrøm/nedstrøm-tetningen av ventilen vil være uavhengig av dekselets plassering, og tetningen i spindelpassasjen i dekselet vil ikke være avhengig av krefter som virker i spjeldområdet.

Det vil være mulig å velge ulike materialer for henholdsvis spjeldaksel og spindel, under særlig hensyntagen til de krefter som de skal tåle.

Det ringformede legeme gjør ventilen bedre motstandsdyktig mot termiske belastninger, fordi såvel spjeld som ringlegeme vil ligge totalt neddykket i fluidet og derfor vil ha temperaturvariasjoner som ligger innenfor et smalere område enn i tidligere kjente utførelser. Derved reduseres termiske spenningspåkjenninger og deformasjoner som vil kunne påvirke ventilen.

Ringlegemet og ventilhuset kan fordelaktig fremstilles av materialer og ved hjelp av forskjellige konstruksjonsmetoder som gir optimalisering av deres egenskaper. Særlig skal nevnes at det vil være mulig å benytte utgangsemner som har meget enkle former, slik at de lett kan maskineres eller smiformes.

Nok en fordel med oppfinnelsen er at ventilhuset i hovedsaken bare virker som et omgivende hus og ikke har lagerhus, fordi slike lagerhus og da særlig det nedre lager er anordnet i ringlegemet. Det finnes derfor ingen sone hvor urenheter og kondensat kan samle seg og hindre riktig betjening av ventilen, noe som er viktig særlig når det dreier seg om kryogeniske ventiler.

Det skal her særlig pekes på at det hittil av konstruksjons-messige årsaker har vært vanlig å utføre det nedre lagerhus som en gjennomgående boring som avtettes. Elimineringen av dette konstruktive trekk betyr en eliminering av en ekstra lekkasjemulighet.

Fordi det er samlingen av ringlegemet, spjeldet og dets aksel som vil være bestemmende for kvaliteten og yteevnen til ventilen, og fordi disse deler er meget lette å montere, vil man derfor kunne sveise huset fast til rørledningen eller lignende og rense opp området før selve ventilen bringes i orden. Man unngår altså de vanskeligheter man tidligere har støtt på i forbindelse med ferdigmonterte og innstilte ventiler som sveises på plass, med tilhørende fare for urenheter og andre hindringer for skikkelig ventildrift.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en inspiserbar

spjeldventil ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et skjematisk perspektivriss av den i

fig. 1 viste ventil,

fig.3 og 4 viser to aksiale delutsnitt med respektive utførelser av tetningsmidlene mellom huset og

ringlegemet, og

fig. 5 viser et aksialutsnitt for et tetningsmiddel

montert på spjeldet.

Som vist i fig. 1 er ventilen utført med utgangspunkt i et enhetlig rørformet hus 1 som har to koaksiale rørformede avsnitt 2 og 3. Disse avsnittene avsluttes med respektive sveiseflenser 4,5. Mellom disse to avsnittene er det et sentralt avsnitt 6 som danner et lukkekammer 7 beregnet for opptak av en lukkeenhet som består av et ringformet legeme 8 med to i hovedsaken radielle og innbyrdes fluktende boringer 9,10. Disse boringer danner lagre for akselen 11 til et spjeld 12.

Som særlig vist i fig. 2 har det sentrale avsnitt 6 et parti (her det nedre parti) med en i hovedsaken halvsylindrisk form 13. Innerdiameteren er her større enn innerdiameteren i røravsnittene 2,3. De tre avsnitt er koaksiale og det halvsylindriske parti 13 fortsetter oppad i et øvre parti som har en i hovedsaken parallellepipedisk form 14. Øverst er det en åpning 15. Denne åpning danner en inspeksjonsåpning.

Forbindelsen mellom det rørformede avsnitt 2 og det sentrale avsnitt 6 er utført med en forbindelsessone 16 hvor det er utformet en ringformet innvendig radiell flate 17 som således omgir løpet i avsnittet 2. Mellom det rørformede avsnitt 3 og det sentrale avsnitt 6 er det en forbindelsessone 18 hvis innervegg 19 utvider seg i retning mot lukkekammeret 7.

I det viste utførelseseksempel har ringlegemet 8 rektangulært tverrsnitt. Legemets ytterdiameter er litt mindre enn innerdiameteren til det halvsylindriske parti 13.

Ringlegemet 8 kan sammen med spjeldet 12 og tilbehør innføres i lukkekammeret 7 gjennom inspeksjonsåpningen 15 og legges så med sin radielle side 20 mot den innvendige radielle flate 17 i sonen 16.

For fiksering av ringlegemet 8 og klemholding av det mot den radielle flate 17 er det utformet flere gjengede aksialt forløpende boringer som er jevnt fordelt på den motsatte radielle side 21. I hver slik boring er det satt inn en skrue 22. Skruehodene vil når skruene 22 skrus ut, trykke sammen ettergivende elementer 23, eksempelvis tallerkenfjærer, som holdes av fremspring 24 i sonen 18. Disse fremspring rager ut fra innerveggen 19.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til den her viste og beskrevne fikserings- og klemmetode. Det vil eksempelvis istedenfor skruene 22 være mulig å bruke kiler eller lignende elementer som kraftinnpasses mellom fremspringene 24 og ringlegemet 8.

Videre kan det mellom ringlegemet 8 og huset 1 være sørget for midler som sikrer den ønskede orientering av spjeldets 12 aksel 11.

Så snart ringelegemet 8 er montert i lukkekammeret 7, lukkes inspeksjonsåpningen 15.

Først legges en plate 26 på plass. Denne platen har fremspring 27 som går i et spor 28 i huset 1 rundt omkretsen til åpningen 15. Denne plate 26 vil gi en mekanisk kontinuitet i huset 1. Platen har en boring for gjennomføring av spjeldets 12 aksel 11. Deretter settes et deksel 28 på plass. Dekselet har som vist en hals 28' hvori det på tett og dreibar måte er montert en spindel 28 som benyttes for dreiing av spjeldet 12.

I utførelseseksempelet er spindelen 29 en separat del, dvs. adskilt fra akselen 11 som benyttes for dreibar lagring av spjeldet i ringlegemet 8.

Spindelen er dreibart montert i dekselhodet 30 ved hjelp av lagre 31 og pakninger 32, på i og for seg kjent måte.

Spindelen har her en betjeningsfirkant 33 for montering av et betjeningsratt eller en egnet aktivator.

For drivkopling med spjeldakselen har spindelen en med kilespor forsynt boring 34 hvori en forlengelse 35 av akselen II er opptatt med en liten klaring. Denne akselforlengelsen 35 rager ut fra ringlegemet 8 og går gjennom boringen eller hullet i platen 26.

Det tør være klart at akselen 11 og spindelen 29 eventuelt kan utformes som en enhetlig del.

De midler som gir oppstrøm/nedstrøm-tetning for ventilen er ikke vist nærmere i fig. 1, på grunn av målestokken, og er derfor bare indikert med de sirkler som er gitt hen-visningstallet 36.

Fig. 3 og 4 viser i større målestokk to varianter av tet-ningsutførelsen. Det benyttes en dobbel fleksibel metallisk O-pakning som er montert i et radielt ringformet spor 37 mellom ringlegemets 8 radielle side 20 og den innvendige radielle flate 17 i sonen 16.

Ringlegemets radielle side 20 kan, som vist i fig. 3, i en sirkulær sone ved sin innvendige sylindriske flate, ha en dobbelt avtrapning 40,41.

Dobbel-O-pakningen innbefatter:

en første O-pakningsstruktur 42 som gir statisk avtetting, mot ventilhuset 1: en andre O-pakningsstruktur 43, som har en diameter mindre enn den førstnevnte og er beregnet for samvirke med kanten 44 på spjeldet 12 slik at det der oppnås en såkalt dynamisk tetning,

en membran 45 som tetter mellom de to paknlngsstrukturer 42,43, idet denne membran 45 i sitt midtområde har en fold 46 som gir radiell fleksibilitet mellom de to paknlngsstrukturer 42,43, og

en reaksjonsring 47 som er montert med stram pasning mot den andre pakningsstruktur 43 i rommet mellom de to paknlngsstrukturer 42,43.

I dette eksempel blir den første pakningsstruktur 42 komprimert aksialt mellom husets 1 radielle flate 17 og trinnet 40 på ringlegemets 8 radielle side 20. Den andre pakningsstruktur 43 kan bevege seg radielt 1 rommet mellom trinnet 41 og husets radielle flate 17. I huset er det som vist utformet et ringformet aksialspor 48 hvori membranfolden 46 ligger.

I fig. 4 er ringlegemets 8 radielle side 20 utført uten trinn og danner sammen med flaten 17 et ringformet rom 49 med et i hovedsaken rektangulært tverrsnitt.

I dette eksempelet blir den første pakningsstruktur 42 komprimert radielt mellom bunnen 50 i rommet eller sporet 49 og en andre reaksjonsring 51 som strekker seg inn i det frie rom mellom den første rekasjonsring 47 og den første pakningsstruktur 42.

Fig. 5 viser en reversert utførelse av de som er vist i fig. 3 og 4, derved at pakningen 42,43,45,47, som har samme utfør-else som 1 fig. 3, nå bæres av ventilspjeldet 12. Den tilhørende tetningsflate dannes her av et konisk sete 52 utformet i huset 1.

Spjeldet 12 har som vist et ringformet hulrom 53 med en form svarende til den som er vist i fig. 3, for opptak av pakningen 42,43,45,47.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de viste og beskrevne tetningsmidler. Man kan godt tenke seg bruk av andre kjente tetningsmidler, eksempelvis vulstpakninger av elastomerer, plastomerer eller komposittmateriale.

Claims (13)

1. Spjeldventil av inspiserbar type, innbefattende et rørformet hus (1) hvis sentrale del (6) danner et lukke- kammer (7) som har forbindelse med utsiden gjennom en side- veis åpning (15) som danner en inspeksjonsåpning, et ringformet legeme (8) med to diametralt motllggende, i hovedsaken radielle boringer (9,10), hvilket legeme (8) kan føres gjennom åpningen (15) og inn i kammeret (7), med aksene til boringene (9,10) liggende i åpningen (15), midler for løsbar fiksering av legemet (8) 1 huset (1), et spjeld (12) dreibart montert i legemet (8) ved hjelp av en aksel (11) som går gjennom boringene (9,10), tetningsmidler utført for samvirke med huset (1) og/eller legemet (8) og med spjeldet (12) for derved å gi oppstrøm/- nedstrøm-tetning av ventilen, og et deksel (28) som kan monteres på huset (1) for tett og løsbar lukking av åpningen (15), hvilket deksel (28) har en passasje hvori en spindel (29) er dreibart montert, for dreiing av spjeldet (12), karakterisert ved at huset innbefatter en ringformet innvendig radiell flate (17), og at fikseringsmidlene innbefatter midler for aksial klemmlng av en første radiell side (20) på legemet (8) mot denne radielle flate (17), idet fikseringsmidlene (22) er helt plassert inne i huset (1) og kan betjenes/påvirkes med et verktøy gjennom åpningen (15) som følge av en egnet utforming av lukkekammeret.

2. Spjeldventil ifølge krav 1,karakterisert ved at klemmidlene innbefatter bolter som kan skrus inn i gjengeboringer i den radielle siden (21) på ringlegemet (8) som er motllggende den nevnte første radielle side, idet boltene har hoder som ved utskruing av boltene vil trykke mot ettergivende elementer (23) som holdes av fremspring (24) som rager ut fra husets innervegg.

3. Spjeldventil ifølge krav 1,karakterisert ved at klemmidlene innbefatter kiler som er kraftinnpasset mellom ringlegemet og fremspring som rager ut fra huset.

4. Spjeldventil Ifølge krav 1,karakterisert ved spjeldakselen (11) og spindelen (29) er utformet som en enhetlig del.

5. Spjeldventil ifølge krav 12,karakterisert ved at spjeldakselen (11) og spindelen (29) er utført som adskilte deler som er sammen koplet ved hjelp av en mekanisk forbindelse (34,35).

6. Spjeldventil ifølge krav 5,karakterisert ved at den nevnte mekaniske forbindelse (34,35) er utført med en liten klaring for derved å kunne overføre et dreiemoment, men kan filtrere ut parasittkrefter som skyldes feilinnrettinger eller deformasjoner under bruk.

7. Spjeldventil ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den nevnte sideåpning (15) er delvist lukket med en plate (26) forsynt med fremspring (27) for inngrep i et spor (28) i huset (1), for derved å tilveiebringe en mekanisk kontinuitet i ventilhuset.

8. Spjeldventil ifølge et av de foreg krav, karakterisert ved at tetningen,., te innbefatter en pakning som er montert i et radielt ringformet spor (37) utformet mellom ringlegemets (8) radielle side (20) og den nevnte innvendige radielle flate (17).

9. Spjeldventil ifølge krav 8, karakterisert ved at pakningen består av en dobbel fleksibel metall-0-pakning som innbefatter: en første O-pakningsstruktur (42) som gir statisk tetning mot ventilhuset (1), en andre O-pakningsstruktur (43), med en diameter mindre enn den første pakningsstruktur og beregnet for samvirke med en kant (44) på spjeldet (12) for derved å tilveiebringe en såkalt dynamisk tetning, en membran (45) som gir kontinuerlig tetning mellom de to pakningsstrukturer (42,43), og en reaksjonsring (47) montert i stramt forhold mot den nevnte andre pakningsstruktur (43) i rommet mellom de to pakningsstrukturer (42,43).

10. Spjeldventil ifølge krav 9,karakterisert ved at den nevnte første pakningsstruktur (42) er komprimert aksialt mellom husets (1) radielle flate (17) og et trinn (40) på ringlegemets (8) radielle side (20).

11. Spjeldventil ifølge krav 9,karakterisert ved at den nevnte første pakningsstruktur (42) er komprimert radielt mellom bunnen (50) i et spor (49) og en andre reaksjonsring (51) som er anordnet i rommet mellom den første reaksjonsring (47) og den nevnte første pakningsstruktur (42).

12. Spjeldventil ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at tetningsmidlene innbefatter en pakning som er montert i et radielt ringformet spor (53) utformet i spjeldets (12) kant, Idet huset har et konisk sete (52) hvorimot denne pakning vil ligge an i ventilens lukkede tilstand.

13. Spjeldventil ifølge krav 12, karakter 1 ser t ved at pakningen består av en dobbel fleksibel metall-O-pakning (42,43,45,47).