NO178085B - Hovedventil - Google Patents

Abstract

En ventil for bruk f.eks. som cn pllotvcntl 1 i et brannbckjempende vannoverstrømnlngssystcm offshore, hnr et sylindrisk legeme (1) med porter og cn elastomer hylse (3) som definerer mellom seg en ringformet passasje (4) for strømning mellom de ulike porter (P1.P2 og P3). Utvalgte porter (Pl og P2) kan stenges ved hjelp av lnnfangende kuler (11,12) som kamføres ut av en sentral spindel (10) for å deformere lokale områder av hylsen (3) til tettende kontakt med husets vegg (2) som omgir portåpnlngene. På denne måte er de bevegelige deler 1 ventilen Isolert fra fluidet med hylsen (3) og problemer med forklllng, f.eks. for-årsaket av saltavlelrlnger når benyttet med sjøvann, unngås. I en annen utførelse (flg. 3 og 4) benyttes en flat pute med elastomert materiale for den samme virkning 1 et legeme med porter som definerer en plan strømnlngspassasje.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en hovedventil innbefattende et innløp og et utløp adskilt med en ugjennomtrengelig sentral barriere på en gjennomtrengelig baerestruktur; en fleksibel hylse som omgir strukturen; et ringformet styrekammer som omgir hylsen; og en pilotventil for å styre tilførselen og frigjøring av fluid til og fra styrekammeret, hvorved den fleksible holdes i tettende kontakt med barrieren for å forhindre fluidstrømning fra innløpet til utløpet eller frigjøres fra barrieren for å tillate fluidstrømning fra innløpet til utløpet, i avhengighet av fluidvolumet i styrekammeret; hvilken pilotventil omfatter en passasje med en første port forbundet med innløpet av hovedventilen, en andre port forbundet med et område med lavere fluidtrykk enn innløpet og en tredje port forbundet til styrekammeret, og et bevegelig aktiviseringselement manøvrerbart til å styre interkommunikasjon gjennom passasjen mellom portene.

VentiIkonstruksjonen kan ved hjelp av en pilotventil styre driften av en hovedvannsventil i et brannbekjempende overstrømningsanlegg for en plattform til havs, eller i annet marint miljø, der arbeidsfluidet er sjøvann. Saltavsetninger tilknyttet dette medium medfører problemer med ventilelementer som er utsatt for vann som for sin funksjon avhenger av glidende kontakt; slike ventiler kan sette seg fast eller skjære seg fullstendig med potensielt katastrofale følger i forbindelse med et brannslukkingssystem. Lignende problemer kan oppstå i vanningssystemer. Ventiler i samsvar med oppfinnelsen unngår slik kontakt og er derfor spesielt nyttig for styring av fluider som etterlater faststoffavsetninger. Av samme årsak kan de også finnes spesielt nyttige ved styring av korrosive fluider som ellers ville ha tendens til å ødelegge tetningsintegriteten til glidende ventilelementer. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til bruk for styring av disse "vanskelige" fluider og kan finne generell anvendelse til styring av væske- og gasstrømmer.

Fra britisk patentskrift nr. 988509 er det kjent en fluid-strøm-styreventil innbefattende et sylindrisk hus med aksielt avstandsbeliggende innløps- og utløpsporter som åpner gjennom husets vegg, et aksielt glideelement anordnet i huset for å stenge åpne passasjer mellom portene, og en gummihylse innsatt mellom huset og glideelementet. Denne hylse er dimensjonert slik at en passasje som forbinder portene vanligvis er fri langs husets innvendige sylindriske vegg, men glideelementet er utstyrt med et eller flere "stempler"

(eller landinger) som utvider det omgivende hylseparti til tettende kontakt med det motvendende parti av husets vegg, hvorved passering for fluidstrømning mellom portene kan lukkes selektivt ved bevegelse av glideelementet. I en ventil av denne type kan glideelementet defor isoleres fra kontakt med fluidet av den omgivende gummihylse.

Problemer kan imidlertid oppstå ved manøvrering av en slik ventil, noe som skyldes det høye friksjonsnivå mellom glide-og gummihylsen. Bevegelsen av glideren eller sleiden vil tendere til å være rykkvis og kreve stor kraft, og hylsen kan oppvise vesentlig hysterese. Disse problemer vil skjerpes ved drift med høye fluidtrykk som vil tendere til å trykke hylsen enda tettere sammen rundt sleiden. I den forannevnte patentspesifikasjon er en utførelse foreslått hvor en ytterligere hylse, av et hovedsakelig uelastisk, men fleksibelt materiale som har en lavere friksjonskoeffisient enn gummihylsen, er innsatt mellom sleiden og gummien. Denne indre hylse er dimensjonert slik at dens innføring bevirker en utvidelse av den ytre gummihylse og ved valgte aksielle posisjoner har den svekkede partier forsynt med en om-kretsmessig rad av avstandsplasserte aksielle spalter som vil bevirke omkretsmessige inntrykninger når de er aksielt i avstand fra bærende landinger på sleiden. Når sleiden beveges vil landingene rette ut de inntrykte partier for å innta sylindrisk form og tilsvarende partier på den ytre hylse, forsynt med omkretsmessige vulster, vil presses ut mot veggen til det omgivende hus. Den intrikate form av denne indre hylse ville imidlertid være kostbar å produsere, og uansett ville den kun gi en delvis løsning på friksjonsproblemet. Som en annen løsning på dette problem, foreslår den forannevnte patentspesifikasjon alternativt å perforere gummihylsen for å gi et likt fluidtrykk på innsiden og utsiden av hylsen og derved redusere kontakttrykket med sleiden. Denne utvei ødelegger imidlertid hylsens funksjon ved å isolere sleiden fra kontakt med fluidet.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en hovedventil av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at pilotventilen omfatter et elastomert element som danner en grensevegg i passasjen og minst to bevegelige styreelementer inntil det- elastomere element og til aktiviseringselementet; at aktiviseringselementet er utformet med respektive kamflater for å forskyve styreelementene for slik å deformere det elastomere element til tettende kontakt med et fast legemes overflate på pilotventilen og styre interkommunikasjon gjennom passasjen.

I en ventil ifølge oppfinnelsen er derfor de eneste deler som behøver å bli eksponert for fluidet det (stasjonære) hele legemet og det deformerbare elastomere element. Det glidende eller ellers bevegelige aktiviseringselement og de forannevnte styreelementer er isolert fra fluidet av det elastomere element. Avstanden mellom den utvendige flate av det elastomere element og den motvendende flate på det faste legemet kan være slik at det sikres f.eks. at ventilen ikke blir tilstoppet av saltavleiringer når benyttet med sjøvann, og det elastomere element kan tilveiebringe en god tetning mot den motvendende flate på det hele legemet til tross for en korrosjonsgrad eller avleiring på denne. Samtidig unngås friksjonsproblemer og hystereser ved den kammende virkning av aktiviseringselementet og styreelementene istedenfor glidende kontakt mellom aktiviseringselementet og det elastomere element. I en foretrukket utførelse innbefatter det, eller hvert forannevnte styreelement, en kule innfanget i en respektiv boring formet i et huselement anordnet mellom aktiviseringselementet og det elastomere element, og er plassert til å deformere det elastomere element til tettende kontakt med den hele legemsoverflate rundt åpningen av en respektiv port.

Ventiler i samsvar med det ovenfor definerte aspekt av oppfinnelsen kan oppbygges med en sylindrisk geometri, dvs. hvor hele huset definerer en ytre, sylindrisk grensevegg av den forannevnte strømningspassasje, der det elastomere element er i form av en hylse plassert koaksielt i huset, aktiviseringselementet er i form av et rørpasstykke som forløper koaksielt gjennom hylsen, og styreelementene kamføres generelt radielt mellom rørpasstykket og hylsen. Imidlertid er andre geometrier likeledes mulig, innbefattende spesielt den plane geometri og et eksempel blir mer fullstendig beskrevet i det etterfølgende.

Eksempler på oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 og 2 viser respektive aksialsnitt-riss gjennom en foretrukket utførelse av en pilotventil oppbygd i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, i to driftstil stander; Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en annen foretrukket utførelse av en pilotventil oppbygd i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 4 viser et snitt langs linje IV-IV ifølge fig. 3; Fig. 5 viser et snittriss av en hylsetype-hovedvannsventil med ventilen ifølge fig. 1 og 2 innarbeidet som en pilot for denne; og Fig. 6 viser et snittriss av nok en utførelse av ventilen i samsvar med oppfinnelsen for bruk som en på-av styreventil for hovedventilen ifølge fig. 5.

Det vises til fig. 1 der den illustrerte ventil innbefatter et hus 1 med en sylindrisk boring 2 hvori en elastomer hylse 3 er koaksielt plassert. Den ustrukkede utvendige diameter av hylsen 3 er forholdsvis mindre enn den indre diameter av boringen 2 slik at et ringformet rom 4 for fluidstrømning er avgrenset mellom disse som nærmere beskrevet nedenfor. Endene av dette rom er avtettet med indre flenser 5,6 på hylsen 3 og hylsen holdes til legemet 1 av endeplater 7,8.

Tre porter P1.P2 og P3 åpner gjennom huset 1 og inn i rommet 4. Portene Pl og P2 er aksielt avstandsplassert i motsatte vinkelposisjoner med hensyn til boringen 2, mens porten P3 er plassert diamentralt motsatt porten Pl. For denne beskrivelses skyld antas det at Pl er forbundet til en kilde for trykkfluid og har en variabel begrenser eller struper 9 tilknyttet denne, P2 er koplet til en drenering for fluidet og P3 er koplet til en anordning som anvender fluidet. Videre skal ventilen være manøvrerbar for slik selektivt å forbinde alle tre porter sammen, eller til å isolere alle tre porter fra hverandre, eller til å forbinde Pl til P3 mens disse to porter isoleres fra P2. De gjenværende komponenter av ventilen innbefatter følgelig en aktuator eller spindel 10 som er koaksielt resiproserbar i hylsen 3 og et par styreelementer i form av kuler 11 og 12 som selektivt lukker portene P2 og Pl i avhengighet av den aksielle posisjon for spindelen 10.

Nærmere bestemt er spindelen 10 utstyrt med øvre og nedre spor 13,14 og øvre og nedre landinger 15,16 forbundet med respektive konisk avkortede kamflater 17,18. En ytterligere konisk avkortet kamflate 19 med motsatt helning er anordnet under landingen 16. Kulene 11 og 12 er innfanget i respektive radialboringer 20,21 anordnet motsatt av portene P2 og Pl i et sylindrisk husparti 22 i ett med endeplaten 7. Spindelen 10 er glidbart båret i en sentral boring 23 i elementet 7/22 og hylsen 3 er en tett pasning rundt utsiden av huspartiet 22.

I tilstanden for ventilen vist i fig. 1, hvor spindelen 10 er i sin nederste stilling, er kulene 11,12 på linje med respektive spor 13,14 i spindelen. I denne tilstand er hylsen 3 fri for påvirkning av kulene og alle tre porter P1,P2 og P3 interkommuniserer gjennom et ringformet rom 4. Trykkfluid kan derfor leveres fra Pl til både P2 og P3. Etterhvert som spindelen 10 begynner å heve seg (i den retning som ses i figuren), blir kulene 11,12 imidlertid progressivt kamført ut av de respektive flater 17,18 for slik å deformere tilstøtende lokale partier av veggen i hylsen 3 mot åpningene fra P2 og Pl. Når spindelen er blitt hevet til stillingen vist i fig. 2 kommer kulene 11,12 på linje med respektive landinger 15,16 og når deres maksimale radielle forskyvning, hvori tilstøtende partier av hylsen 3 deformeres til tettende kontakt med den sylindriske boring 2 rundt åpningene fra P2 og Pl. Alle tre porter P1,P2 og P3 blir dermed effektivt isolert fra hverandre. Dersom spindelen 10 heves ytterligere fra denne stilling vil kulen 12 begynne å løpe ned kamflaten 19 fra landingen 16; kulen 11 vil imidlertid forbli i inngrep med landingen 15 som har en større aksiell utstrekning enn landingen 16. Følgelig vil denne virkning begynne å åpne opp porten Pl nok engang, som tillater f luidstrømning gjennom rommet 4 til porten P3\ mens porten P2 forblir lukket. Motsatt dersom spindelen senkes fra sin stilling ifølge fig. 2 vil begge kuler 11 og 12 begynne å løpe ned deres respektive kamflater 17,18 og begynne å åpne begge porter P2 og Pl. I kraft av struperen 9 tilknyttet Pl, dersom anordningen koplet til P3 er blitt trykksatt til samme nivå som kilden koplet til Pl, vil imidlertid denne virkning medføre en netto fluidstrømning ut fra P3 og gjennom rommet 4 til P2.

Ved henvisning til fig. 3 og 4 innbefatter den der illustrerte ventil to husblokker 30 og 31 skrudd sammen og innfanger mellom seg en flat, elastomer pute 32. Husblokken 30 er underskåret ved 33 for slik å definere, sammen med den motvendende flate av puten 32, en passasje 34 for fluidstrøm-ning mellom innløps- og utløpsporter PA og PB som åpner gjennom den underskårne vegg 33. Vendende mot porten PA, på motsatt side av puten 32, er et styreelement i form av en kule 35 innfanget i en boring 36 i blokken 31. Blokken 31 har også en langsgående boring 37 gjennom hvilken en aktuator eller spindel 38 er glidbart båret.

Spindelen 38 har et spor 39 og øvre og nedre landinger 40,41 forbundet sammen av respektive konisk avkortede kamflater 42,43. Når kulen 35 er på linje med sporet 39 (ikke som illustrert) ligger den i helhet innenfor grensene av boringene 36/37 og puten 32 kan ligge fullstendig flatt mot blokken 31. Når spolen senkes eller heves fra denne stilling kamføres imidlertid kulen 35 progressivt ut med flatene 42 eller 43 for slik å deformere det tilstøtende lokale parti av puten mot åpningen fra porten PA, som vist i fig. 3 og 4.

Strømningen gjennom passasjen 34 fra PA til PB blir dermed progressivt strupet inntil, når kulen flukter med landingen 40 eller 41, det tilstøtende parti av puten 32 deformeres ved sin maksimum utstrekning til tettende kontakt med veggen 33 rundt åpningen fra PA, og derved avstenge for strømmen til

PB.

For en gitt totalstørrelse av konstruksjonen, kan en ventil av plan geometri ifølge fig. 3 og 4 utformes til å gi en større strømningskapasitet enn en ventil med sylindrisk geometri ifølge fig. 1 og 2.

Ved å betrakte spesielt fig. 3 og 4 kan det forstås hvordan en ventil i samsvar med oppfinnelsen kan manøvreres for å gi ikke bare en på/av styring av en fluidstrøm, men også progressiv modulering over et spenn av strømningsmengder, ved justering av deformasjonsgraden i det elastomere element (i dette tilfelle puten 32) med det tilhørende styreelement (i dette tilfelle kulen 35) i samsvar med egenskapene til den tilhørende kamflate (i dette tilfelle spindelflaten 42).

Ved å vende seg til fig. 5, vil virkemåten til en ventil av typen vist i fig. 1-2 som en pilot som styrer en hovedvannsventil nå bli beskrevet.

Hovedventilen vist i fig. 5 er av en generell, kjent hylsetype (der eksempler er vist i US-patent nr. 3371677 og 3942756 og europeisk patentskrift nr. 0061252), med et innløp 50 og et utløp 51 adskilt av en sentral barriere 52 båret av ribber 53. En fleksibel hylse 54 omgir barrieren 52 og holdes enten i tettende kontakt med barrieren (som vist), som derved forhindrer strømning gjennom ventilen, eller frigjøres fra barrieren for å tillate strømning gjennom ventilen, i avhengighet av vannvolumet sluppet til en ringformet styrekappe 55 som omgir hylsen. For denne beskrivelses skyld antas det at denne ventil er utstyrt i en hovedtilførsel for et brannbekjempende sjøvann- oversvømmingsanlegg og holdes vanligvis lukket mot høyttrykksvann ved innløpet 50, men når krevet må åpne hurtig for å gi en vannstrømning med regulert trykk fra utløpet 51.

Pilotventilkonstruksjonen ifølge fig. 1-2 er montert integrert med hovedvannsventilen og er forbundet hydraulisk med hovedventilen som følger. Dvs. porten Pl på pilotventilen er forbundet til hovedvannsinnløpet 50 gjennom en rørledning 56 som innbefatter en sil 57 og den justerbare struper 9; porten P2 i pilotventilen er forbundet gjennom en rørledning 58 og port P4 til den pneumatisk betjente på/av ventil 59 som vil bli beskrevet senere med henvisning til fig. 6, og dermed til et dreneringsutløp 60; og porten P3 i pilotventilen er forbundet til styrekappen 55 for hovedventilen gjennom en kanal 61.

I den opprinnelige "av"-tilstand for hovedvannsventilen, er pilotventilen i tilstanden vist i fig. 1 og 5 slik at alle tre porter P1.P2, og P3 interkommuniserer gjennom rommet 4, og lufttrykk påføres den pneumatiske ventil 59 for å avstenge kanalen 57. Høyttrykksvann fra hovedventilinnløpet 50 passerer derfor gjennom pilotventilen fra Pl til P3 for å oppfylle styrekappen 55 og holde hylsen 54 i kontakt med barrieren 52. Når hovedventilen skal åpnes frigjøres imidlertid det pneumatisk signal til ventilen 59, som derved åpner porten P2 til dreneringsutløpet 60 gjennom kanalen 57. Pilotventilen er fortsatt i tilstanden ifølge fig. 1 ved denne fase, dvs. alle tre porter P1,P2 og P3 er i kommunika-sjon med hverandre. Strømning inn i pilotventilen fra Pl

strupes imidlertid av struperen 9 i kanalen 56, mens det ikke er noen tilsvarende struping av strømning inn i pilotventilen gjennom porten P3 eller ut gjennom porten P2. Nettovirkningen er derfor at vannet nå begynner å strømme ut av styrekappen 55 gjennom porten P3 og gjennom porten P2 til utløpet 60 som derved tillater hovedventilhylsen 54 å bevege seg av fra barrieren 52 og åpne hovedventilen for strømning fra innløpet 50 til utløpet 51.

Når vann strømmer gjennom hovedventilen og trykket ved utløpssiden 51 følgelig stiger, trekkes pilotventil-spindelen 10 oppad (i retning som vist i fig. 1 og 5). Dette skjer fordi trykket i hovedutløpet 51 ledes gjennom en kanal 62 og røret 63 til et kammer 64 på undersiden av et stempel 65 til hvilket spindelen 10 er skrudd, idet det hydrauliske trykk på stempelet 65 påføres motsatt av trykket til en fjær 66 som er innfanget mellom stempelet og et lokk 67 skruemessig i inngrep med en sylinder 68. Når spindelen hever seg vil både kulene 11 og 12 kamføres utad til deres fulle utstrekning til å ligge mot landingene 15 og 16 som vist i fig. 2, som derved lukker begge porter P2 og Pl gjennom deformasjon av hylsen 3. I denne tilstand er derfor det gjenværende vannvolum inne i kappen 55 effektivt innfanget og dette innstiller åpnings-graden av hovedventilen (dvs. avstanden for hylsen 54 fra barrieren 52) og regulerer dermed trykket og strømmen ved utløpet 51. For å justere dette utløpstrykk kan lokket 67 skrus opp eller ned på sylinderen 68 for å minske eller øke fjærtrykket mot stempelet 65, som derved minsker eller øker trykket ved utløpet 51 som er nødvendig for å forflytte spindelen 10 motsatt av fjaertrykket til sitt "innstillings-punkt" ifølge fig. 2 ved hvilke punktene Pl og P2 er lukket. Hastigheten og følsomheten av ventildriften kan justeres ved hjelp av den justerbare begrenser eller struper 9 tilknyttet porten Pl.

Om det er, med ventilsystemet løpende i dens "innstillings-punkt", en betydelig økning i tilførselstrykket ved hoved-ventilinnløpet 50 - og følgelig også ved utløpet 52 - vil denne økning overføres til stempelet 62 som følgelig vil heve pilotventil-spindelen 10 opp forbi dens innstillings-punkt. Som tidligere nevnt, med henvisning til fig. 2, er den aksielle lengde av landingen 15 større enn den av landingen 16 og følgelig etterhvert som spindelen stiger ytterligere vil kulen 12 begynne å bevege seg innad langs kamflaten 19 for å åpne porten Pl mens porten P2 fortsatt er lukket. Vann kan derfor strømme fra innløpet 50 gjennom porten Pl til porten P3 og inn i kappen 55 for å redusere åpningen av hovedventilen inntil trykket ved utløpet 51 er redusert til ønsket nivå og stempelet 65 faller følgelig til å lukke Pl og låse volumet i kappen 55 nok en gang. Motsatt, dersom tilførselstrykket - og følgelig også trykket ved utløpet 51-faller betraktelig, vil denne minskning overføres til stempelet 65 som følgelig vil senke pilotventil-spindelen 10 ned forbi dens "innstillingspunkt" under trykket av fjæren 66. Når dette skjer vil det forstås fra den tidligere beskrivelse at begge portene Pl og P2 vil åpnes ved bevegelse innad av kulene 11 og 12 langs deres spindel-kamflater 17 og 18, men i kraft av struperen 9 tilknyttet Pl vil det være en netto vannstrømning ut av kappen 26 gjennom P3 til P2. Hovedventilen vil følgelig åpne videre for å avhjelpe trykktapet ved utløpet 51, idet ventilspindelen 10 deretter returnerer til sitt innstillingspunkt under kontroll av stempelet 65 til å låse (økede) volumet i kappen 55 nok en gang.

For å avstenge den illustrerte hovedvannsventil når pilotventilen kjøres ved sitt "innstillingspunkt", er det nødvendig å overstyre pilotmanøvreringen og forbinde hovedvanns-innløps-trykket direkte til kappen 55.

Bare å avstenge på/av ventilen 59 ved gjenpåføring av dens pneumatiske signal ville ikke ha noen umiddelbar virkning på hovedventilen fordi ved innstillingspunktet er porten P2 allerede lukket. Følgelig, og som skjematisk illustrert i fig. 5, er en port P5 som fører fra kanalen 56 forbundet til en port P6 som åpner til rørledningen 61 via rørverk 69 som forbiløper pilotventilen og innbefatter en åpen-stenge ventil 70 tilknyttet ventilen 59, men som virker i motsatt retning, dvs. når ventilen 59 åpnes lukker ventilen 70 og omvendt.

For å avstenge hovedventilen åpnes derfor ventilen 70 og ventilen 59 lukkes samtidig. Høyttrykksvann fra hovedinnløpet 50 blir følgelig levert fra porten P5 gjennom ventilen 70 til porten P6 og inn i kappen 55 inntil den siste er oppfyllt og hovedventil-hylsen legger seg igjen på barrieren 52. Når trykket i hovedutløpet 51 følgelig avtar, drives stempelet 65 ned av fjæren 66 og returnerer pilotventil-spindelen 10 til sin stilling ifølge fig. 1, som dermed åpner kappen 55 til hovedinnløpstrykket også gjennom pilotventilen. Når hovedventilen skal åpnes igjen, åpnes på/av ventilen 59 mens ventilen 70 stenges samtidig. Forbiløps-forbindelsen fra P5 til P6 blir følgelig avbrutt og spiller ingen ytterligere rolle i driften inntil avstengning, idet styringen av hovedventilens åpning foretas med pilotventilen som i helhet beskrevet ovenfor.

En praktisk utførelse av den sammenknyttede ventil 59/70 er illustrert i fig. 6. Den er vist i den tilstand som hersker mens hovedvannsventilen er åpen, dvs. når ventilen 59 er åpen og ventilen 70 er lukket. En sentral spindel 71 bærer et pneumatisk stempel 72 i en ende og påvirkes i sin andre ende av en returfjær 73. Når lufttrykk påsettes innløpet 74 blir spindelen 71 drevet nedad (i retning som vist i figuren) av stempelet 72, men når trykket avlastes, drives spindelen til sin viste stilling av fjæren 73. Hver ventil 59,70 represen-terer en individuell utførelse av oppfinnelsen oppbygd i samsvar med de samme prinsipper som pilotventilen ifølge fig. 1-2. Dvs. hver innbefatter en elastomer hylse 75,76, (som kan være identisk med hylsen 3), som definerer en ringformet strømningspassasje 77, 78 med den sylindriske boring 79,80 av et omgivende legeme 81,82. Et par diamentralt motsatte porter P7, P8 og P9, P10 åpner til de respektive rom 75,76, der disse porter er forbundet gjennom respektive unioner 83,86 til: port P4 i hovedventilen; dreneringsutløpet 60; porten P5 i hovedventilen; og porten P6 i hovedventilen. Strømning gjennom hvert par med porter styres med réspektive kuler 87-90 som kan kamføres ut i par av spindelen 71 for å deformere de tilstøtende partier av hylsen 75 eller 76 til tettende kontakt med den sylindriske vegg rundt den respektive portåpning. Nærmere bestemt har spindelen 71 to spor 91,92 mellom landinger 93,94 og mellom kamflåtene 95,96 aksielt astandsplassert slik at når, som illustrert, intet lufttrykk påføres innløpet 74, kamføres kulen 89 og 90 ut for å stenge portene P9 og P10 mens portene P7 og P8 forblir åpne, men med lufttrykk påført innløpet 74, kamføres kulen 87 og 88 ut til å avstenge portene P7 og P8 mens portene P9 og P10 forblir åpne.

Spindelen i en ventil av typen vist i fig. 6 kunne aktivi-seres med ulike alternative innretninger istedenfor et på/av pneumatisk signal. Således kan den f.eks. pneumatisk manøvreres i motsatt retning ved motsatte ender, den kunne manøvreres med motsatt virkende solenoider i hver ende, eller kunne ganske enkelt manøvreres manuelt. En ventil av denne form er spesielt fordelaktig når> solenoidmanøvrering kreves når hylsene 75, 76 kan sikre fullstendig isolering av arbeidsfluidet fra de elektriske komponenter.

Det skal forstås at i enhver av ventilene ifølge fig. 1-4 og 6 er den eneste "bevegelige" del som er i kontakt med arbeidsfluidet det elastomere element 3,32,77 eller 78. Dette kan umiddelbart formuleres ut fra en elastomer som er motstandsdyktig mot agressive arbeidsfluider slik som sjøvann, f.eks. neopren; legemet 1,30,81 eller 82 og andre deler av hovedventilen ifølge fig. 5 kan i dette tilfellet tilvirkes f.eks. av bronse, våpenmetall eller rustfritt stål. Kammeret 64 i fig. 5 er avtettet mot det bevegelige stempel 65 og spindelen 10 med fleksible diafragmaer 97 og 98.

Selv om beskrevet ovenfor i betydning av tjeneste som pilot-eller på/av ventiler for en hovedvannsventil, er disse bare eksempler for anvendelse av ventilene i samsvar med oppfinnelsen. Antallet, størrelsen, formen og plasseringen av portene, utformingen av hylsen eller annet elastomert element og profilen på styreelementene og spindelen eller andre aktiviseringselement i en ventil i samsvar med oppfinnelsen, er åpen for utstrakt variasjon for å imøtekomme et bestemt krav for den selektive styring av fluidstrømmer. Sylindriske utførelser kan også umiddelbart påtenkes hvor selektiv deformasjon av den elastomere hylse utføres ved rotasjons-bevegelse av den tilsvarende spindel istedenfor, eller i kombinasjon med aksiell bevegelse.

Claims (12)

1. Hovedventil innbefattende et innløp (50) og et utløp (51) adskilt med en ugjennomtrengelig sentral barriere (52) på en gjennomtrengelig bærestruktur (53); en fleksibel hylse (54) som omgir strukturen (53); et ringformet styrekammer (55) som omgin hylsen (54); og en pilotventil for å styre tilførselen og frigjøring av fluid til og fra styrekammeret (55), hvorved den fleksible hylse (54) holdes i tettende kontakt med barrieren (52) for å forhindre fluidstrømning fra innløpet (50) til utløpet (51) eller frigjøres fra barrieren (52) for å tillate fluidstrømning fra innløpet (50) til utløpet (52), i avhengighet av fluidvolumet i styrekammeret (55); hvilken pilotventil omfatter en passasje (4) med en første port (Pl) forbundet til innløpet (50) av hovedventilen, en andre port (P2) forbundet til et område med lavere fluidtrykk (60) enn innløpet (50) og en tredje port (P3) forbundet til styrekammeret (55), og et bevegelig aktiviseringselement (10) manøvrerbart til å styre interkommunikasjon gjennom passasjen (4) mellom portene (P1,P2,P3), karakterisert ved at pilotventilen omfatter et elastomert element (3) som danner en grensevegg i passasjen (4) og minst to bevegelige styreelementer (11,12) inntil det elastomere element (3) og til aktiviseringselementet (10); at aktiviseringselementet (10) er utformet med respektive kamflater (17,18,19) for å forskyve styreelementene (11,12) for slik å deformere det elastomere element (3) til tettende kontakt med et fast legemes overflate (2) på pilotventilen og styre interkommunikasjon gjennom passasjen (4).

2. Hovedventil ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert styreelement i pilotventilen innbefatter en kule (11,12;35) innfanget i en respektiv boring (20,21;36) dannet i et huselement (22;31) plassert mellom aktiviseringselementet (10;38) og det elastomere element (3;32) og er plassert til å deformere det elastomere element til tettende kontakt med det faste legemes overflate (2;33) rundt åpningen av en respektiv port (P2,P1;PA).

3. Hovedventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det faste legemet (1) i pilotventilen defilerer en ytre sylindrisk grensevegg (2) av den forannevnte strømningspassasje (4), idet det elastomere element er i form av en hylse (3) plassert koaksielt i legemet (1) hvor aktiviseringselementet er i form av en spindel (10) som forløper koaksielt gjennom hylsen, og styreelementene (11;12) blir kamført hovedsakelig radielt mellom spindelen (10 ) og hylsen (3).

4 . Hovedventil ifølge krav 3 der pilotventilen innbefatter første (Pl), andre (P2) og tredje (P3) porter som åpner inn i passasjen (4) gjennom den ytre sylindriske vegg (2), karakterisert ved at spindelen (10) og styreelementene (11,12) er utformet og plassert slik at: i en første stilling av spindelen (10)(fig. 1) interkommuniserer den første (Pl), den andre (P2) og den tredje (P3) port alle gjennom passasjen (4); i en andre suksessiv posisjon av spindelen (10) (fig. 2) er den første (Pl), den andre (P2) og tredje (P3) port alle isolert fra hverandre; og i en suksessiv tredje stilling av spindelen (10) interkommuniserer den første (Pl) og den tredje (P3) port gjennom passasjen (4) mens den andre port (2) er isolert fra den første (Pl) og tredje (P3) port.

5 . Hovedventil ifølge krav 4, karakterisert ved at den første (Pl) og andre (P2) port i pilotventilen er avstandsplassert aksielt med hensyn til den ytre sylindriske vegg (2); første (12) og andre (11) styreelementer er plassert innad fra hylsen (3) på linje respektivt med den første (Pl) og andre (P2) porter; og spindelen (10) er utstyrt med første (14) og andre (13) aksielt avstandsplasserte spor og første (16) og andre (15) aksielt avstandsplasserte landinger forbundet respektivt med første (18) og andre (17) kamflater, en tredje (19) kamflate med motsatt helning til den første (18) kamf late er anordnet på motsatt side av den første (16) landing, og nevnte andre (15) landing har en større aksiell utstrekning enn den første (16) landing; hvorved i den første stilling av spolen (10) (fig. 1) det første og andre (11) styreelement kommer på linje respektivt med det første (14) og andre (13) spor; i den andre stilling av spindelen (10) (Fig. 2) løper det første (12) og andre (11) styreelement opp den første (18) og andre (17) kamflate for å flukte respektivt med første (16) og andre (15) landing; og i den tredje stilling av spindelen (10) løper det første (12) styreelement ned den tredje (19) kamflate mens det andre (11) styreelement forblir i flukt med den andre (15) landing.

6. Hovedventil ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at den har ytterligere strømningsbe-grensende innretninger (9) tilknyttet den første port (Pl) i pilotventilen.

7. Hovedventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det faste legemet (30) i pilotventilen definerer en flat grensevegg (33) i den forannevnte strøm-ningspassasje (34), det elastomere element (32) er et hovedsakelig flatt element plassert parallelt med veggen (33), og aktiviseringselementet er i form av et rørpasstykke eller spindel (38) med sin akse plassert hovedsakelig parallelt med planet til det elastomere element (32).

8. Hovedventil ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at pilotventilen har: en innløpsport (Pl) forbundet til innløpet (50) av hovedventilen; en utløpsport (P2) forbundet via en åpne/lukkeven-til ^(59) til et område med lavere fluidtrykk (60) enn innløpet (50); og en styreport (P3) forbundet til styrekammeret (55); åpning av nevnte åpne/lukkeventil (59) når hovedventilen stenges som er virksom til å tillate fluid å strømme ut av styrekammeret (55) gjennom pilotventilen til området med lavere fluidtrykk (60), som derved åpner hovedventilen.

9. Hovedventil ifølge krav 6 eller 8, karakterisert ved at den første port i pilotventilen utgjør innløpsporten (Pl), hvilken andre port utgjør utløpsporten (P2) og den tredje port utgjør styreporten (P3).

10. Hovedventil ifølge krav 9, karakterisert ved at spindelen (10) på pilotventilen er forbundet til trykkreagerende innretninger (65) slik at; under bruk, ventilspindelens stilling styres som reaksjon på fluidtrykket som hersker ved utløpet (51) av hovedventilen.

11. Hovedventil ifølge krav 10, karakterisert ved at stillingen til spindelen (10) styres slik at, i bruk; når trykket som hersker ved utløpet (51) er ved et valgt nivå er spindelen (10) i sin andre stilling (fig. 2); dersom trykket som hersker i utløpet (51) faller under det valgte nivå beveges spindelen (10) mot sin nevnte første stilling (fig. 1); og dersom trykket som hersker ved utløpet (51) stiger over det valgte nivå beveges spindelen (10) mot sin tredje stilling.

12. Hovedventil ifølge et eller flere av kravene 8-11, karakterisert ved at den innbefatter kanal innretninger (69) som forbiløper pilotventilen for å forbinde innløpet (50) på hovedventilen til styrekammeret (55); hvilken kanal innretning (69) innbefatter en andre åpne/- lukkeventil (70) som er i virksomhet i forbindelse med den førstnevnte åpne/lukkeventil (59) slik at når den førstnevnte ventil (59) åpner lukker den andre ventil (70) og omvendt.