NO174599B

NO174599B - Device for closing a pipeline

Info

Publication number: NO174599B
Application number: NO871148A
Authority: NO
Inventors: Ola Ruch; Ludvig Naess; Trond V Johansen; Robert Weber
Original assignee: Norske Stats Oljeselskap
Priority date: 1986-03-29
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1994-02-21
Also published as: NO871148D0; NO871148L; DE3610624A1; NO174599C; EP0240851A3; EP0240851A2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en avstengnings-innretning for en rørledning. The present invention relates to a shut-off device for a pipeline.

Når et brudd utvikler seg i en rørledning på sjøbunnen og rørledningen flarer naturgass i forbindelse med en borerigg eller plattform, vil gassen fortsette å strømme ut i lang tid på grunn av det høye trykket gassen har i rørledningen, selv om pumpingen av gass stanses hurtig av egnede installasjoner og foranstaltninger. Dersom gassen skulle antennes, befinner riggen og dens mannskap seg i stor fare. When a break develops in a pipeline on the seabed and the pipeline flares natural gas in connection with a drilling rig or platform, the gas will continue to flow out for a long time due to the high pressure of the gas in the pipeline, even if the pumping of gas is quickly stopped suitable installations and measures. If the gas were to ignite, the rig and its crew are in great danger.

Når det gjelder rørledninger som flarer brennbare gasser, er det fra tysk patent DE-C 31 42 768 kjent å introdusere avstengnings- eller tetnmgsring-innretninger (obturatorer) der hvor det foreligger et brudd eller en lekkasje i rørledningen. Disse innretninger stanser strømmen av mediet og niinimaliserer dermed skadene. En konvensjonell stengeinnretning omfatter et sylindrisk rom som ved endeflatene er avgrenset av to flenser, på utsiden av veggen til rørledningen og på innsiden av en sylinder som innbyrdes forbinder de to flenser. Et oppblåsbart element med ringformet tverrsnitt, slik som en gummiballong, er anbragt i det sylindriske rommet. En sylindrisk hylse som er tildannet av et ettergivende materiale og som er uavhengig av det oppblåsbare element, tjener som en radiell ytre forseglingsanordning. Denne sylindriske hylse strekker seg over hele lengden av det sylindriske hulrommet og holdes på plass ved begge ender av flensene. Den konvensjonelle avstengnmgs-innretningen som har en ringformet forsegling ved hver av sine endeoverflater, vil, ved forstyrrelser, dvs. når det opptrer et brudd i rørledningen, skylles gjennom rørledningen som et stempel, ved hjelp av trykket til mediet som befinner seg i rørledningen. Avstengnmgs-innretningen stanses i rørledningen i nærheten av lekkasjen. For å få til dette, åpnes gassflasker med komprimert gass, hvilke flasker er anbragt inne i den hule sylinder, ved hjelp av fjernstyrt utløsning; og gass blåses inn i gummiballongen slik at den ytre, sylindriske hylse presses mot rørveggen og avstengnmgs-innretningen låses fast på riktig sted i rørledningen. Som en følge av dette flyter ikke noe mer av mediet til lekkasjestedet. Selv om avstengnings-innretningen ifølge tidligere kjent teknikk er i stand til å overføre store fastholdelseskrefter mot innsiden av rørledningen, vil den likevel ikke lenger være i stand til å generere den store trykk-kraft som fordres dersom det opptrer lekkasjer i det oppblåsbare element, ihvertfall ikke så stor kraft som kreves for å fastholde avstengnings-innretningen over et relativt langt tidsrom. In the case of pipelines that flare flammable gases, it is known from German patent DE-C 31 42 768 to introduce shut-off or sealing devices (obturators) where there is a break or a leak in the pipeline. These devices stop the flow of the medium and thus minimize the damage. A conventional shut-off device comprises a cylindrical space which is delimited at the end faces by two flanges, on the outside of the wall of the pipeline and on the inside of a cylinder which mutually connects the two flanges. An inflatable element with an annular cross-section, such as a rubber balloon, is placed in the cylindrical space. A cylindrical sleeve formed of a compliant material and independent of the inflatable element serves as a radial outer sealing means. This cylindrical sleeve extends the entire length of the cylindrical cavity and is held in place at both ends by flanges. The conventional shut-off device, which has an annular seal at each of its end surfaces, will, in the event of disturbances, i.e. when a break in the pipeline occurs, be flushed through the pipeline like a piston, by the pressure of the medium located in the pipeline. The shut-off device is stopped in the pipeline near the leak. To achieve this, gas bottles with compressed gas, which bottles are placed inside the hollow cylinder, are opened using a remote-controlled release; and gas is blown into the rubber balloon so that the outer cylindrical sleeve is pressed against the pipe wall and the shut-off device is locked in place in the pipeline. As a result, no more of the medium flows to the leak site. Even if the shut-off device according to prior art is able to transmit large holding forces towards the inside of the pipeline, it will still no longer be able to generate the large pressure force required if leaks occur in the inflatable element, in any case not as great a force as is required to maintain the shut-off device over a relatively long period of time.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en avstengnings-innretning for en rørledning, hvilken avstengnings-innretning overvinner de ovennevnte ulemper ved tidligere kjente innretninger av denne generelle type, og hvor trykk-kreftene kan opprettholdes i svært lang tid. The purpose of the present invention is thus to provide a shut-off device for a pipeline, which shut-off device overcomes the above-mentioned disadvantages of previously known devices of this general type, and where the pressure forces can be maintained for a very long time.

Med henblikk på det ovennevnte og andre formål er det, i henhold til foreliggende oppfinnelse, tilveiebragt en avstengningsinnretning for en rørledning som omfatter en hulsylinder som kan innsettes i rørledningen, hvilken hulsylinder innbefatter en radiell innstillbar ringforsegling, radielt innstillbare stempler i sylindre, og er forsynt med betjeningsorganer for å bevirke en radiell innstilling, idet ringforseglingen og/eller stemplene, eller ringforseglingen og av stemplene påvirkbare fastholdelseselementer enten befinner seg i en utoverragende posisjon ved hvilken de presses mot en indre veggflate i rørledningen og derved sikrer hulsylinderen mot aksiell bevegelse, eller i en tilbaketrukket posisjon ved hvilken ringforseglingen og stemplene eller fastholdingselementene frikobles fra rørledningen, kjennetegnet ved at det indre av hulsylinderen er utformet som en gjennomstrømningskanal i hvilken det er anordnet et ventillegeme som enten kan betjenes av en styringsinnretning eller som lukker seg automatisk ved overskridelse av gjennomstrømningshastigheten under drift, og at gjennomstrømningskanalen er forbundet med sylindrene og at ringforseglingen i ringspalten er tilforordnet trykksiden til hulsylinderen, mens ventillegemet befinner seg ved den siden av hulsylinderen som ligger lengst bort fra trykksiden. With a view to the above and other purposes, according to the present invention, there is provided a shut-off device for a pipeline which comprises a hollow cylinder which can be inserted into the pipeline, which hollow cylinder includes a radially adjustable ring seal, radially adjustable pistons in cylinders, and is provided with operating means to effect a radial setting, the ring seal and/or the pistons, or the ring seal and retention elements actuated by the pistons are either in a projecting position in which they are pressed against an inner wall surface in the pipeline and thereby secure the hollow cylinder against axial movement, or in a retracted position in which the ring seal and the pistons or retaining elements are disengaged from the pipeline, characterized in that the interior of the hollow cylinder is designed as a flow channel in which a valve body is arranged which can either be operated by a control device or which closes automatically when the flow rate is exceeded during operation, and that the flow channel is connected to the cylinders and that the ring seal in the ring gap is assigned to the pressure side of the hollow cylinder, while the valve body is located on the side of the hollow cylinder that is farthest from the pressure side.

På denne måten kan avstengnings-innretningen eller tetningsringen innføres i rørledningen til og med før en lekkasje inntreffer, og når skade opptrer, kan den aktiviseres øyeblikkelig. Rørledningene kan utstyres med avstengnings-innretninger eller tetningsringer i en viss avstand fra en borerigg eller plattform. Avstanden bestemmes på en slik måte at dersom det inntreffer et brudd i rørledningen mellom riggen eller plattformen og avstengnings-innretningen eller tetningsringen, så vil mengden av gass som frigjøres og dermed også skadens omfang, være begrenset. I dette tilfelle vil den stengte avstengnings-innretningen eller tetningsring forhindre utslipp av gass fra rørledningen, som ofte er mer enn 100 km lang og befinner seg under høyt trykk, inntil trykket er blitt redusert ved trykkavlastning fra neste borerigg. In this way, the shut-off device or sealing ring can be introduced into the pipeline even before a leak occurs, and when damage occurs, it can be activated immediately. The pipelines can be equipped with shut-off devices or sealing rings at a certain distance from a drilling rig or platform. The distance is determined in such a way that if a break occurs in the pipeline between the rig or the platform and the shut-off device or the sealing ring, the amount of gas released and thus also the extent of the damage will be limited. In this case, the closed shut-off device or sealing ring will prevent the release of gas from the pipeline, which is often more than 100 km long and is under high pressure, until the pressure has been reduced by pressure relief from the next drilling rig.

Når konvensjonelle hjelpemidler som kan styres fra utsiden benyttes som sikkerhets-anordninger ved avstengning, inspeksjon og utskiftinger, må det tas foranstaltninger f.eks. i form av årlige kontroll-rutiner, idet feks. deler som utsettes for slitasje må ettersees og plastelementer som eldes må skiftes ut. Slikt arbeid vil være svært vanskelig å gjennomføre ved bruk av dykkere, fordi rent fysiske begrensninger for dykk på store dyp fører til at arbeidsoperasjonene blir svært tidkrevende. Dessuten er ikke alltid eksperter på komponentsiden i stand til å kunne gjennomføre dykkeoperasjoner. Til sammenligning medfører avstengnings-innretningen eller tetningsringen i henhold til foreliggende oppfinnelse den fordel at den kan fjernes fra rørledningen for inspeksjon og vedlikehold. When conventional aids that can be controlled from the outside are used as safety devices during shutdown, inspection and replacements, measures must be taken, e.g. in the form of annual control routines, e.g. parts that are subject to wear must be inspected and plastic elements that age must be replaced. Such work will be very difficult to carry out using divers, because purely physical limitations for diving at great depths lead to the work operations being very time-consuming. Furthermore, experts on the component side are not always able to carry out diving operations. In comparison, the shut-off device or sealing ring according to the present invention entails the advantage that it can be removed from the pipeline for inspection and maintenance.

På fordelaktig måte blir gjennomstrømningskanalen i hulsylinderen forbundet med de radielle sylindre og ringforseglingen i ringspalten er anordnet ved trykk-siden av hulsylinderen, mens ventillegemet befinner seg ved den side av hulsylinderen som ligger fjernt fra trykksiden. Som et resultat av dette blir sylinderne påvirket av mediet i samme grad, slik at det fremherskende differensialtrykk påvirker stemplene. Separate trykkreservoarer for trykk-påvirkning av stemplene kan derfor utelates. Resultatet er en vesentlig forenkling i struktur og hele sentrum av hulsylinderen kan benyttes som en strømningskanal. In an advantageous manner, the flow channel in the hollow cylinder is connected to the radial cylinders and the ring seal in the ring gap is arranged on the pressure side of the hollow cylinder, while the valve body is located on the side of the hollow cylinder which is distant from the pressure side. As a result, the cylinders are affected by the medium to the same degree, so that the prevailing differential pressure affects the pistons. Separate pressure reservoirs for pressurizing the pistons can therefore be omitted. The result is a significant simplification in structure and the entire center of the hollow cylinder can be used as a flow channel.

Andre trekk som er fordelaktige for oppfinnelsen er også fremsatt i de ledsagende krav. Other features which are advantageous for the invention are also set out in the accompanying claims.

Utførelsen og virkemåten av oppfinnelsen, og likeledes ytterligere formål og fordeler, vil bli best forstått av følgende detaljerte beskrivelse av utførelseseksempler som henspiller på de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et langsgående snitt gjennom en avstengnings-innretning i henhold til foreliggende oppfinnelse, The execution and operation of the invention, and likewise further purposes and advantages, will be best understood from the following detailed description of execution examples that refer to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a longitudinal section through a shut-off device according to the present invention,

fig. 2 viser et tverrrsnitt tatt langs linjen H-n i fig. 1, fig. 2 shows a cross-section taken along the line H-n in fig. 1,

fig. 3 viser et tverrsnitt av endel av en avstengnings-innretning med trinnstempler, fig. 3 shows a cross-section of part of a shut-off device with step pistons,

fig. 4 viser et langsgående snitt av et stempel med kraftforsterkning, fig. 4 shows a longitudinal section of a piston with force amplification,

fig. 5 viser et langsgående snitt gjennom en avstengningsinnretning med bremseklosser, fig. 6 viser et snitt i likhet med fig. 5, av en avstengnings-innretning med bremsesko, fig. 5 shows a longitudinal section through a shut-off device with brake pads, fig. 6 shows a section similar to fig. 5, of a shut-off device with brake shoes,

fig. 7 viser et snitt i likhet med fig. 3 av et stempel med en ekspansjonsfiær og et påvirkningsstag, fig. 7 shows a section similar to fig. 3 of a piston with an expansion spring and an impact rod,

fig. 8 viser et snitt gjennom en avstengnings-innretning med tilbaketrekkingsstaver for stempelet fig. 8 shows a section through a shut-off device with retraction rods for the piston

fig. 9 viser et ytterligere snitt gjennom endel av en avstengnings-innretning med en tilbake-trekkingsstav for bremseskoene, fig. 9 shows a further section through part of a shut-off device with a retraction rod for the brake shoes,

fig. 10 viser endel av et tverrsnitt av en avstengnings-innretning i henhold til fig. 11, med en kraftlåsende forbindelse mellom stempel og rørvegg, fig. 10 shows part of a cross-section of a shut-off device according to fig. 11, with a force-locking connection between piston and pipe wall,

fig. 11 viser et langsgående snitt av endel av en avstengnings-innretning med en tilbake-trekkingsfiær for stempel og en tilbaketrekkingsstang for den radielle forsegling, og fig. 12 viser en avstengnings-innretning hvori endel av stempelet(lene) kommer i inngrep med radielle riller i rørledningen. fig. 11 shows a longitudinal section of part of a shut-off device with a retraction spring for the piston and a retraction rod for the radial seal, and fig. 12 shows a shut-off device in which part of the piston(s) engages with radial grooves in the pipeline.

Under henvisning til figurene mer detaljert, og først til fig. 1 og 2, så vises der en avstengnings-innretning eller tetningsring (obturator), hvor den øvre halvdel av snittet viser en seksjon i avstengnings- eller forseglingsposisjon, mens den nedre halvdel av snittene viser en seksjon som befinner seg i transportposisjon. En sylinder 1 som er åpen i begge ender og har en diameter som er mindre enn den innvendige diameteren til røret 5, er forsynt med flere, radielt justerbare stempler 2 i sylindre 4, samt en radielt bevegelig ringforsegling 3 som forsegler det ringformede gapet mellom den innvendige diameter til rørledningen og den hule sylinder 1. Ringforseglingen 3 og stemplene 2 kan beveges ved hjelp av innretninger som er beskrevet nedenfor, enten til den utadragende posisjon som er vist, hvori de blir presset mot den innvendige flaten til rørledningen 5 for å sikre den hule sylinderen 1 mot aksiell bevegelse, eller til en tilbaketrukket posisjon hvori den ringformede forseglingen 3 og stemplene 2 er frigjort fra rørledningen 5, slik at avstengnings-innretningen kan beveges inne i rørledningen. Det innvendige av den hule sylinder 1 har form av en gjennomstrømningskanal la for mediet som føres i rørledningen. Et ventilegeme 6 er anbragt i gjennomstrømningskanalen. Ventillegemet er formet på en slik måte at det enten stenges automatisk eller under styring fra en fjernstyringsanordning. Referring to the figures in more detail, and first to fig. 1 and 2, a shut-off device or sealing ring (obturator) is shown there, where the upper half of the section shows a section in the shut-off or sealing position, while the lower half of the sections shows a section that is in the transport position. A cylinder 1 which is open at both ends and has a diameter which is smaller than the internal diameter of the pipe 5, is provided with several radially adjustable pistons 2 in cylinder 4, as well as a radially movable ring seal 3 which seals the annular gap between the internal diameter of the pipeline and the hollow cylinder 1. The ring seal 3 and the pistons 2 can be moved by means of devices described below, either to the projecting position shown, in which they are pressed against the internal surface of the pipeline 5 to secure it the hollow cylinder 1 against axial movement, or to a retracted position in which the annular seal 3 and the pistons 2 are released from the pipeline 5, so that the shut-off device can be moved inside the pipeline. The interior of the hollow cylinder 1 has the form of a flow channel 1a for the medium carried in the pipeline. A valve body 6 is placed in the flow channel. The valve body is shaped in such a way that it either closes automatically or under control from a remote control device.

En inspeksjonsåpning er tilveiebragt i rørledningen ved et tilgjengelig punkt i nærheten av en plattform eller en borerigg, slik at avstengnings-innretningen, som er forsynt med hjulene 7, kan innføres og fjernes. For å bevege seg på innsiden av rørledningen er enten hjulene 7 utstyrt med drivmekanismer eller det er tilforordnet et transportkjøretøy for avstengnings-innretningen. Et slikt kjøretøy kan kobles til eller frikobles fra avstengnings-innretningen ved fjernstyringsanordninger. Innretninger for å påvirke ventillegemet 6, for å utvide eller sammentrekke ringforseglingen 3, for frigjøring av stemplene 2 med mere, kan også være tilveiebragt på transportkjøretøyet. An inspection opening is provided in the pipeline at an accessible point near a platform or a drilling rig, so that the shut-off device, which is provided with the wheels 7, can be introduced and removed. In order to move on the inside of the pipeline, either the wheels 7 are equipped with drive mechanisms or a transport vehicle is provided for the shut-off device. Such a vehicle can be connected to or disconnected from the shut-off device by means of remote control devices. Devices for influencing the valve body 6, for expanding or contracting the ring seal 3, for releasing the pistons 2, etc., can also be provided on the transport vehicle.

Under prosessen med å installere og fjerne avstengnings-innretningen trekkes stemplene 2 og ringforseglingen 3 inn til sin minste diameter. Etter innføring av avstengnmgs-innretningen i rørledningen 5 blir innretningen stanset i en forutbestemt avstand fra borerigg eller plattform, ved avslutningen av en lokal sone, inne i rørledningen ved utspenning av ringforseglingen 3 og stemplene 2 og med ventillegemet 6 i åpen tilstand. Under normal drift og funksjon kan avstengnings-innretningen ha en gjennomstrømning fra en hvilken som helst side, avhengig av hvorvidt gassen strømmer til riggen eller plattformen eller bort fra denne (eksport- henholdsvis import-linje). Dersom det inntreffer en rørlekkasje i den lokale sone ved riggen eller plattformen, må avstengnings-innretningen forhindre strømning til riggen. Dette oppnås ved å stenge ventillegemet 6. Når avstengnings-innretningen er lukket, må de radielle trykk-kreftene som fastholdingselementene utøver mot rørledningens vegg være større enn under uforstyrret drift. Imidlertid opptrer da et problem fordi disse radielle kreftene i de fleste tilfeller ikke må overlagres krefter utledet fra gasstrykket, fordi det vil føre til overbelastning av rørledningens vegg. For å unngå slik overbelastning kan strømnings-kanalen la, i henhold til en ytterligere utførelse av foreliggende oppfinnelse, kommunisere med sylindrene 4, og avstengnings-innretningen anbringes i rørledningen 5 på en slik måte at ringforseglingen 3 i det ringformede gapet hviler mot den ende A av hulsylinderen 1 som er orientert i retning mot trykket, mens ventillegemet 6 befinner seg ved den ende B av hulsylinderen 1 som vender bort fra trykk-kilden. På denne måten benyttes trykkdifferansen oppstrøms og nedstrøms for ventillegemet 6 til å aktivisere stemplene 2 slik at trykk-kreftene på stemplene 2 økes med en økende trykkdifferanse. Denne trykkdifferansen blir større dersom en lekkasje inntreffer, fordi trykket på lavtrykksiden da vil falle. Imidlertid blir belastningen på røret 5 omtrent den samme. During the process of installing and removing the shut-off device, the pistons 2 and the ring seal 3 are retracted to their smallest diameter. After introducing the shut-off device into the pipeline 5, the device is stopped at a predetermined distance from the drilling rig or platform, at the end of a local zone, inside the pipeline by tensioning the ring seal 3 and the pistons 2 and with the valve body 6 in the open state. During normal operation and function, the shut-off device can have a flow from any side, depending on whether the gas flows to the rig or platform or away from it (export or import line). If a pipe leak occurs in the local zone at the rig or platform, the shut-off device must prevent flow to the rig. This is achieved by closing the valve body 6. When the shut-off device is closed, the radial pressure forces which the retaining elements exert against the wall of the pipeline must be greater than during undisturbed operation. However, a problem then arises because these radial forces in most cases must not be superimposed on forces derived from the gas pressure, because this will lead to overloading of the pipeline wall. In order to avoid such overloading, the flow channel la can, according to a further embodiment of the present invention, communicate with the cylinders 4, and the shut-off device is placed in the pipeline 5 in such a way that the ring seal 3 in the annular gap rests against the end A of the hollow cylinder 1 which is oriented in the direction towards the pressure, while the valve body 6 is located at the end B of the hollow cylinder 1 which faces away from the pressure source. In this way, the pressure difference upstream and downstream of the valve body 6 is used to activate the pistons 2 so that the pressure forces on the pistons 2 are increased with an increasing pressure difference. This pressure difference becomes greater if a leak occurs, because the pressure on the low-pressure side will then fall. However, the load on pipe 5 will be approximately the same.

For å generere store fastholdelseskrefter også ved små radielle krefter, er det fordelaktig å forsyne hodene til stemplene 2 med en overflate som har en høy friksjonskoeffisient. F. eks. kan et bremsebelegg 2g på adhesiv måte legges inn i en utsparing i stempelhodet, eller et slitasjebestandig belegg 2h kan påføres stempelhodet, gjerne et belegg med en konsentrisk eller kryssende rifling. In order to generate large holding forces even with small radial forces, it is advantageous to provide the heads of the pistons 2 with a surface which has a high coefficient of friction. For example a brake coating 2g can be adhesively inserted into a recess in the piston head, or a wear-resistant coating 2h can be applied to the piston head, preferably a coating with a concentric or intersecting knurling.

For å oppnå at størst mulig stempeloverflate utsettes for gasstrykket, er det fordelaktig å benytte trinnstempler 2a, 2b som avsmalner mot senter av avstengnings-innretningen 1, som vist i fig. 3. In order to achieve that the largest possible piston surface is exposed to the gas pressure, it is advantageous to use stepped pistons 2a, 2b which taper towards the center of the shut-off device 1, as shown in fig. 3.

På den ene side kan arealene til stempeloverflatene ikke overskride en viss størrelse på grunn av rent konstruktive begrensninger, og på den annen side fastlegges en fast maksimalverdi av differensialtrykket. Ved store rørdiametre og dermed med en øket forskyvningskraft eller med en reduksjon av friksjonskoeffisienten, vil derfor antall stempler måtte økes. Imidlertid vil dette føre til at avstengnings-innretningen bygges lengre. Dette kan unngås ved å inkorporere mekaniske kraftforsterkere i stemplene, dvs. enten i dem alle eller i bare enkelte av dem. Denne kraftforsterkning eller kraftøkning kan være svært fordelaktig, særlig når lange stempelslag er mulig, som i tilfeller med relativt store rørdiametre. On the one hand, the areas of the piston surfaces cannot exceed a certain size due to purely constructive limitations, and on the other hand, a fixed maximum value of the differential pressure is determined. With large pipe diameters and thus with an increased displacement force or with a reduction of the friction coefficient, the number of pistons will therefore have to be increased. However, this will cause the shut-off device to be built longer. This can be avoided by incorporating mechanical power amplifiers in the pistons, i.e. either in all of them or in only some of them. This power amplification or power increase can be very advantageous, especially when long piston strokes are possible, as in cases with relatively large pipe diameters.

I fig. 4 er det vist en kraftforsterkning av denne type og det arbeider etter prinsippet med at "kraft x avstand = konstant". Den venstre del av tverrsnittet viser stempelinnretningen i tilbaketrukket tilstand mens den høyre del av tverrsnittet viser stempelinnretningen i utspent posisjon. Et ytre primærstempel 2c utsettes for trykk da det påvirkes av strøm-ningsmediet fra strømningskanal la gjennom en utboring 8. Under sin resiproserende bevegelse trekker det ytre primærstempel 2c med seg et indre sekundærstempel 2d med seg ved halv hastighet. Denne mekaniske kraftforsterkning muliggjøres av et basisanker 2e som har tenner som samvirker med en fortannet tannvalse 2f som er opplagret i det sekundære stempel 2d. Den fortannede tannvalse 2f ruller herunder på en innvendig fortanning i primærstempelet 2c. In fig. 4 shows a force amplification of this type and it works according to the principle that "force x distance = constant". The left part of the cross-section shows the piston device in a retracted state, while the right part of the cross-section shows the piston device in an extended position. An outer primary piston 2c is exposed to pressure as it is affected by the flow medium from flow channel la through a bore 8. During its reciprocating movement, the outer primary piston 2c pulls an inner secondary piston 2d along with it at half speed. This mechanical force amplification is made possible by a base armature 2e which has teeth that cooperate with a toothed toothed roller 2f which is stored in the secondary piston 2d. The toothed toothed roller 2f below rolls on an internal toothing in the primary piston 2c.

En annen utførelse av en innretning for å gi en forsterking av trykk-kreftene, er vist i fig. Another embodiment of a device for providing an amplification of the pressure forces is shown in fig.

5. Stemplene 2 er i fig. 5 anbragt i sylindre 4 som strekker seg i hulsylinderens 1 lengderetning. Flere stempelenheter befinner seg etter hverandre. Hvert stempel 2 trykker på en transmisjonsforbindelse som utgjøres av to vektarmer 9a, 9b og en bremsesko 10 befinner seg ved forbindelsespunktet mellom de to vektarmer 9a, 9b. Bremseskoene 10 presser seg mot rørveggen 5 (som vist i den øvre halvdel av tverrsnittet). Trykkdifferansen benyttes også i dette tilfellet til å påvirke stemplene 2. 5. The pistons 2 are in fig. 5 arranged in cylinder 4 which extends in the longitudinal direction of the hollow cylinder 1. Several piston units are located one behind the other. Each piston 2 presses on a transmission connection which consists of two weight arms 9a, 9b and a brake shoe 10 is located at the connection point between the two weight arms 9a, 9b. The brake shoes 10 press against the pipe wall 5 (as shown in the upper half of the cross-section). The pressure difference is also used in this case to influence the pistons 2.

I fig. 6 er det vist en fastholdelsesinnretning hvor bremseklosser 11 overtar fastholdelseskraften. I anordningen vist i fig. 6 påvirker radielt anordnede stempler 2 bremseklossene 11 på en slik måte at man får en mekanisk forsterkning eller økning av trykk-kraften mot røret 5. In fig. 6 shows a retaining device where brake pads 11 take over the retaining force. In the device shown in fig. 6 radially arranged pistons 2 influence the brake pads 11 in such a way that a mechanical reinforcement or increase of the pressure force against the pipe 5 is obtained.

Fordi ventillegemet 6 er åpent og trykkdifferansen holdes så lav som mulig av hensyn til økonomien under normal gassforsyning, vil også i dette tilfelle trykk-kraften som presser fastholdelseselementene mot rørveggen 5 være lav. Det er mulig at friksjonskreftene til stemplene 2 eller stempelforseglingene i sylindrene kan være så høy at stemplene 2 overhodet ikke beveger seg utover ved dette lave differensialtrykk. I det tilfelle er det fordelaktig å forsterke den utoverrettede bevegelse av stemplene 2, slik som med fjærer 12 vist i fig. 7. Dermed vil et tilstrekkelig stort utgangstrykk være tilstede, noe som forhindrer at avstengnings-innretningen blir i stand til å gli ut av posisjon under tilstandene som råder ved normal gassgjennomstrømming. Because the valve body 6 is open and the pressure difference is kept as low as possible for reasons of economy during normal gas supply, the pressure force that presses the retaining elements against the pipe wall 5 will also be low in this case. It is possible that the frictional forces of the pistons 2 or the piston seals in the cylinders may be so high that the pistons 2 do not move outwards at all at this low differential pressure. In that case, it is advantageous to reinforce the outward movement of the pistons 2, such as with springs 12 shown in fig. 7. Thus, a sufficiently large output pressure will be present, which prevents the shut-off device from being able to slip out of position under the conditions that prevail with normal gas flow.

Da stemplene 2 må trekkes tilbake for å fjerne stengselet eller tetningsringen, anbefales det å integrere en tUbaketrekningsinnretning i avstengnings-innretningen, hvilken tUbaketrekningsinnretning kan betjenes ved hjelp av transportanordningen eller kjøretøyet. I fig. 8 er det vist en tUbaketrekningsinnretning som gjør det mulig å trekke tilbake flere stempler 2 samtidig, så sant disse stempler på fordelaktig måte er anbrakt på linje, det ene etter det andre. Under denne prosessen kommer, som vist i fig. 7 og 8, et påvirkningsstag 13 i inngrep med et spor 14 i stempelet. Dersom påvirkningsstaget beveges i retning av pil a, frigjøres stemplene 2 og de innebygde fjærer 12 vil da presse stemplene 2 mot rørveggen, som vist i øvre halvdel av tverrsnittet i fig. 8. Dersom påvirkningsstag 13 trekkes tilbake, blir stemplene 2 med kraft trukket tilbake av kileflatene 13a til staget 13 og holdes fast ved flatene 13b, som antydet ved nedre halvdel av tverrsnittet i fig. 8. As the pistons 2 must be retracted to remove the fence or the sealing ring, it is recommended to integrate a retraction device in the shut-off device, which retraction device can be operated by means of the transport device or the vehicle. In fig. 8, a retraction device is shown which makes it possible to retract several pistons 2 at the same time, as long as these pistons are advantageously placed in line, one after the other. During this process, as shown in fig. 7 and 8, an impact rod 13 in engagement with a groove 14 in the piston. If the impact rod is moved in the direction of arrow a, the pistons 2 are released and the built-in springs 12 will then press the pistons 2 against the pipe wall, as shown in the upper half of the cross section in fig. 8. If the impact rod 13 is pulled back, the pistons 2 are forcefully pulled back by the wedge surfaces 13a of the rod 13 and are held firmly by the surfaces 13b, as indicated by the lower half of the cross-section in fig. 8.

En tilbaketrekningsinnretning vist i fig. 9 arbeider i henhold til samme prinsipp. I anordningen i henhold til fig. 9 er alle de langsgående stempler 2 som innbyrdes ligger på linje med hverandre, forbundet med et tilbaketrekkingsstag 15 på en slik måte at de kan bevege seg fritt fremover for å kunne gi ulike lengder på trykkveiene for bremseskoene 10. Imidlertid blir da tilbaketrekningen av alle stemplene 2 utført på en låsende måte ved hjelp av stoppere 15a på tilbaketrekkingsstag 15, hvilket stag føres på forseglet måte hele veien gjennom alle stemplene 2. Fordi flere rekker med stempler er anbrakt langs omkretsen til den hule sylinder 1, kan alle stagendene 15b forenes på en slik måte at transportkjøretøyet eller transportanordningen bare behøver å betjene en sentral påvirkningsanordning. A retraction device shown in fig. 9 works according to the same principle. In the device according to fig. 9, all the longitudinal pistons 2 which are mutually aligned with each other are connected by a retraction rod 15 in such a way that they can move freely forwards to be able to provide different lengths of the pressure paths for the brake shoes 10. However, then the retraction of all the pistons 2 is carried out in a locking manner by means of stoppers 15a on the retracting rod 15, which rod is guided in a sealed manner all the way through all the pistons 2. Because several rows of pistons are arranged along the circumference of the hollow cylinder 1, all the rod ends 15b can be united in a in such a way that the transport vehicle or transport device only needs to operate a central influence device.

Ringforseglingen 3 kan betjenes på en lignende måte, som forklart under henvisning til fig. 8.1 dette tilfelle kan stagbevegelsen for frigjøring av stemplene også frigjøre ringforseglingen 3 og de fjærbelastede, vifteformede kjever 2i som presser ringforseglingen 3 utover. De nedre ender til kjevene 2i er formet som stempler 2 slik at på lignende måte som for de ytre stempler, vil også her differensialtrykket presse ringforseglingen 3 mot rørveggen 5 på en sterkere måte så snart ventillegemet 6 blir lukket. Ringforseglingen 3 kan også med kraft trekkes tilbake via den kileformede flate 13a på stag 13 når stemplene 2 blir trukket tilbake. Opp mot kileflaten 13a på stag 13 befinner det seg i hvert tilfelle en flate 13b som er parallell med aksen og gjør at ringforseglingen 3 og stemplene 2 fastholdes i tilbaketrukket posisjon. The ring seal 3 can be operated in a similar way, as explained with reference to fig. 8.1 this case, the strut movement for releasing the pistons can also release the ring seal 3 and the spring-loaded, fan-shaped jaws 2i which push the ring seal 3 outwards. The lower ends of the jaws 2i are shaped like pistons 2 so that, in a similar way as for the outer pistons, here too the differential pressure will press the ring seal 3 against the pipe wall 5 in a stronger way as soon as the valve body 6 is closed. The ring seal 3 can also be forcefully withdrawn via the wedge-shaped surface 13a on the stay 13 when the pistons 2 are withdrawn. Up against the wedge surface 13a on the strut 13 there is in each case a surface 13b which is parallel to the axis and means that the ring seal 3 and the pistons 2 are maintained in a retracted position.

En spesiell festeanordning for avstengnings-innretningen i rørledningen 5 fåes dersom den kraft-låsende tilbakeholdelse av stemplene er overlagret en form-låsende fiksering som antydet i fig. 12. Den indre overflate av rørveggen 5 har da utsparinger 5a tildannet i seg. Bremsestemplene 2 som er forspent av trykkfjærene 12 eller av differensialtrykket, snepper på plass i utsparingene 5a. Selv om det kraft-låsende friksjonsinngrep alene er utilstrekkelig til å hindre at avstengnings-innretningen glir, så sikrer det resulterende form-låsende inngrep fastholdelsen på en trygg måte. En fordel med en slik konstruksjon er at reduksjoner i friksjonskoeffisienten som kan inntreffe ved en glatt rørvegg, ikke fører til en bevegelse av avstengnings-innretningen langt bort fra dens tiltenkte arbeidsposisjon. En ytterligere fordel er at man med denne konstruksjonen, i motsetning til hva man får med rent kraft-låsende forankring, at avstengnings-innretningen ikke nødvendigvis må beveges til en presis posisjon i forhold til forankrings-rillene eller utsparingen 5a i rørveggen 5, fordi avstengnings-innretningen under bruk glir inn i utsparingene som har form av form-låsende riller, slik som det fremgår av nedre del av tverrsnittet i fig. 12. A special fastening device for the shut-off device in the pipeline 5 is obtained if the force-locking retention of the pistons is superimposed on a shape-locking fixation as indicated in fig. 12. The inner surface of the pipe wall 5 then has recesses 5a formed in it. The brake pistons 2, which are biased by the pressure springs 12 or by the differential pressure, snap into place in the recesses 5a. Although the force-locking frictional engagement alone is insufficient to prevent the shut-off device from sliding, the resulting form-locking engagement ensures secure retention. An advantage of such a construction is that reductions in the friction coefficient that can occur with a smooth pipe wall do not lead to a movement of the shut-off device far away from its intended working position. A further advantage is that with this construction, in contrast to what you get with purely force-locking anchoring, the shut-off device does not necessarily have to be moved to a precise position in relation to the anchoring grooves or the recess 5a in the pipe wall 5, because the shut-off - the device during use slides into the recesses which have the form of form-locking grooves, as can be seen from the lower part of the cross-section in fig. 12.

Denne overlagring av fastholdelse ved hjelp av friksjon og fastholdelse med utsparinger som f.eks. er utformet som kraft-låsende riller 5a i rørveggen 5, er i prinsippet mulig ved alle de viste utførelser. This superimposition of retention by means of friction and retention with recesses such as is designed as force-locking grooves 5a in the pipe wall 5, is in principle possible with all the designs shown.

Som allerede nevnt kan den opprinnelige trykking i utoverretning av stemplene 2 mot rørveggen forbedres så betydelig ved hjelp av fjærer at en sikker fastholdelseskraft hindrer avstengnings-innretningen fra å vandre av sted under normal drift. Denne fastholdelsesfunksjonen kan imidlertid også utføres av en separat bremseinnretning som f.eks. blir aktivisert av transportkjøretøyet på en slik måte at bremsesko presses inn mot rørveggen av forspente fjærer. As already mentioned, the original pressing outwards of the pistons 2 against the pipe wall can be improved so significantly by means of springs that a secure retaining force prevents the shut-off device from moving away during normal operation. However, this retention function can also be performed by a separate braking device such as, for example. is activated by the transport vehicle in such a way that brake shoes are pressed against the pipe wall by pre-tensioned springs.

Det er imidlertid fordelaktig om denne fastholdelsesfunksjonen utføres av den allerede eksisterende ringforsegling 3, da ringforseglingen allerede ved installasjonstidspunktet for ventilen ved hjelp av transportkjøretøyet blir anbrakt i stengeposisjon. I dette tilfelle blir den opprinnelige trykk-kraften generert ved hjelp av fjærelementer, og et stempelsystem, i likhet med det som foreligger i forbindelse med fastholdelse av hovedstemplene, bidrar også til selvforsterkning eller økning av trykk-kraften. However, it is advantageous if this retaining function is performed by the already existing ring seal 3, as the ring seal is already placed in the closed position at the time of installation of the valve by means of the transport vehicle. In this case, the original pressure force is generated by means of spring elements, and a piston system, similar to that present in connection with retaining the main pistons, also contributes to self-reinforcement or increase of the pressure force.

I dette tilfelle blir det, som vist i fig. 10, mulig å innsette tilbaketrekkingsfjærer 17 i hovedfastholdelses-stemplene 2 istedenfor ekspanderende fjærer, og dette gir den fordel at den mekaniske tUbaketrekkingsinnretning 13,14 eller 15 for stemplene som er vist i fig. 8 og 9 ikke blir uomgjengelig nødvendig, da tilbaketrekking av stemplene nå overtas av de tilbaketrekkende fjærer 17. Ved å benytte denne metoden må man imidlertid sikre at aktiviseringen av disse stempler 2 for trykk mot rørveggen 5 ikke gjennomføres før en relativt stor trykkdifferanse foreligger. Den aksielle fastholdelseskraft av ringforseglingen 3 i røret 5 må derfor økes i en slik grad at ingen glidning av avstengnings-innretningen vil finne sted så lenge som stemplene 2 ennå ikke har tatt over fastholdelsesfunksjonen. In this case, as shown in fig. 10, it is possible to insert retraction springs 17 in the main retaining pistons 2 instead of expanding springs, and this gives the advantage that the mechanical retraction device 13, 14 or 15 for the pistons shown in fig. 8 and 9 do not become unavoidably necessary, as retraction of the pistons is now taken over by the retracting springs 17. By using this method, however, it must be ensured that the activation of these pistons 2 for pressure against the pipe wall 5 is not carried out until a relatively large pressure difference exists. The axial retaining force of the ring seal 3 in the pipe 5 must therefore be increased to such an extent that no sliding of the shut-off device will take place as long as the pistons 2 have not yet taken over the retaining function.

Claims

1. Shut-off device for a pipeline comprising a hollow cylinder (1) which can be inserted into the pipeline (5), which hollow cylinder (1) includes a radially adjustable ring seal (3), radially adjustable pistons (2) in cylinders (4), and is provided with operating means to effect a radial setting, the ring seal (3) and/or the pistons, or retaining elements (10, 11) actuated by the ring seal (3) and the pistons (2) are either in a projecting position in which they are pressed against an inner wall surface in the pipeline (5) and thereby secures the hollow cylinder (1) against axial movement, or in a retracted position in which the ring seal (3) and the pistons (2) or the retaining elements (10, 11) are disengaged from the pipeline (5), characterized in that the interior of the hollow cylinder is designed as a flow channel (la, lb) in which a valve body (6) is arranged which can either be operated by a control device or which closes automatically k when the flow rate is exceeded during operation, and that the flow channel (lb) is connected to the cylinders (4) and that the ring seal (3) in the ring gap is assigned to the pressure side (A) of the hollow cylinder (1), while the valve body is located on that side (B) of the hollow cylinder (1) which is furthest from the pressure side.

2. Shut-off device according to claim 1, characterized in that the head of the pistons (2) is provided with a surface that has a large coefficient of friction.

3. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the pistons (2) are designed as stepped pistons (2a, 2b) where the pistons in their longitudinal direction have a first and a second part, where the first part of the pistons (2a ) has a larger diameter than the other part of the pistons (2b).

4. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that mechanical force amplifiers are built into the pistons (2).

5. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the pistons (2) are arranged in axially aligned cylinders (4), and that the pistons (2) press against a transmission rod consisting of two arms (9a, 9b) and that a brake shoe (10) is mounted at the connection point between these two arms (9a, 9b).

6. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the radially arranged pistons (2) are brought to influence brake shoes (11).

7. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the outward movement of the pistons (2) is supported by springs (12).

8. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the pistons (2) are provided with a groove or recess (14) through which a retraction rod (13) is guided, so that the retraction rod (13) is guided , so that the retraction strut by means of inclined surfaces (13a) causes a retraction of the pistons (2) and/or the ring seal (3).

9. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the force-locking retention of the pistons (2) is superimposed by a form-locking fixation, with at least some of the pistons (2) coming into engagement with recesses (5a ) in the pipeline (5).

10. Shut-off device according to any one of the preceding claims, characterized in that the pistons (2) are assigned retraction springs (17).