NO310119B1 - Tilbakeslagsventil og sete for slik ventil - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt fluid-håndteirngssystemer, og nærmere bestemt tilbakeslagsventiler som er konstruert for bruk til å isolere forskjellige komponenter i en brønn- eller pumpeenhet, ved å hindre tilbakestrømning til slike enheter i situasjoner hvor det forekommer et fall eller omslag i regulært strømningstrykk.

Tilbakeslagsventiler anvendes i mange tilfeller der det er ønskelig å anordne midler for å hindre tilbakestrømning, når det forekommer et fall eller omslag i regulært strøm-ningstrykk. Tilbakeslagsventiler benyttes i fluid-håndteringsenheter der det er ønskelig å hindre tilbakestrømning, for å unngå skade oppstrøms eller for å stoppe tilbakestrømning når regulær strømning er avbrutt for å skifte ut eller vedlikeholde oppstrøms-komponenter.

Typiske tilbakeslagsventiler omfatter to sammensatte hus-komponenter hvis ende-partier er tilpasset en rørledning. En klaff er plassert i husenheten, slik at den kan beveges inn i og ut av en strømnings-stengeposisjon som reaksjon på et fall i regulært strømnings-trykk, for å hindre tilbakestrømning. Klaffen er typisk hengslet til ventilhuset eller husenheten og plassert slik at tyngdekraften eller en fjærbelastning vil stenge klaffen over strømningsbanen i fravær av regulært strømningstrykk som er tilstrekkelig til å overvinne fjærbelastningen eller tyngdekraften på klaffen.

Typiske tilbakeslagsventilenheter omfatter en seteenhet som er anbrakt i ventilhuset i tettende kontakt med dette og strekker seg rundt strømningsbanen. Seteenheten danner en tetningsflate rundt strømningsbanen, som samvirker med klaffen for å danne en lukket tetning rundt strømningsbanen når klaffen er i stengestillingen. Den typiske sete-tetningsflate er enten innrettet vertikalt eller i vinkel oppad, slik at klaffen påvirkes av tyngdekraften, idet hengselet er plassert ved toppen av tetningsflaten, slik at klaffen svinger ned til anlegg mot tetningsflaten før den når full hengestilling.

I tilfelle av et trykkfall, er det viktig at klaffen danner en effektiv tetning ved lavt trykk. Selv en minimal grad av tilbakestrømning eller lekkasje, kan innføre elementer eller frembringe forhold som vil føre til erosjon av sete- eller klaff-tetningsflatene, hvilket kan føre til feilfunksjon ved tetningen og tilbakeslagsventilen.

I tilbakeslagsventiler der sete-tetningsflaten er vertikalt orientert, er det vanligvis nødvendig med en torsjonsfjær for å skaffe tilstrekkelig tetningskraft mellom klaffen og setet. Ettersom en fritthengende, hengslet klaff vil hvile i en vertikal stilling, er det nød-vendig med en torsjonsfjær for å skaffe ytterligere dreiekraft som vil belaste klaffen i horisontalretningen mot et vertikalt sete. I tilbakeslagsventiler med klaffer som er konstruert for anlegg mot seter bare under tyngdekraft-belastning, er sete-tetningsflaten vinklet oppad, hvorved klaffen kommer til anlegg mot setet forut for den fritthengende vertikalstilling, slik at klafftyngden bevirker en resultantkraft-komponent rettet mot setet.

Fritthengende klaffer er fordelaktige, idet de ved å eliminere torsjonsfjæren, innebærer at den nødvendige kraft fra det regulære strømningstrykk for å overvinne klaffen minimeres, slik at klaffen svinges ut av strømningsveien med mindre motstand, med deravfølgende minimering av erosjon av klaffen og tetningsflaten på grunn av at de befin-ner seg i strømningsbanen. Dessuten elimineres faren for fjærsvikt på grunn av utmattning eller slitasje.

Typiske tilbakeslagsventiler krever en hengselpinne-enhet som er fiksert i forhold til ventilhusets innside. Hengselpinne-enheten omfatter vanligvis en pinne som har ett eller flere festeorganer som strekker seg gjennom eller inn i huset, hvilket krever ytterligere konstruksjons- og tetningskomponenter. En slik konstruksjon krever mange, kompliserte, og dyre komponenter for seteenheten, klaff- og hengselenheten, og klaff-fjæren. Utskifting og vedlikehold av slike tilbakeslagsventilenheter er kostbare, tidkrevende og vanskelige. Dessuten er mange komponenter utsatt for erosjon og slitasje.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å overvinne de ovennevnte ulemper, og å tilveiebringe en enkel, varig og pålitelig tilbakeslagsventil som krever få komponenter og lett lar seg maskinere, montere og vedlikeholde.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en tilbakeslagsventil og fremgangsmåte for fremstilling av samme, hvor tilbakeslagsventilen omfatter et enhetlig ventilsete med inte-grale hengselpinne-lagre og en skråstilt seteprofil som er innrettet til å danne en tetning sammen med en bevegelig klaff.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegnin-gene, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss, delvis i snitt, av tilbakeslagsventilen ifølge foreliggende oppfinnelse,

Fig. 2 er et lengdesnitt av tilbakeslagsventilen ifølge fig. 1,

Fig. 3 er et snitt gjennom klaffen, setet og hengselenheten ved tilbakeslagsventilen ifølge fig. l,og

Fig. 4 er et frontriss av enheten ifølge fig. 3.

En tilbakeslagsventilenhet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt vist i fig. 1 og 2. Enheten 10 omfatter to sammensatte huspartier 12, 14 som hvert har en ytterende 16, 18 innrettet til å innpasses i strømningsbanen til en konvensjonell rørledning (ikke vist). Ytterendene 16, 18 kan omfatte gjenger 20, som vist i fig. 1, eller andre kjente midler for tettende befestigelse til en rørledning. Hvert husparti 12,14 har en innerende 24, 26 innrettet til å sammenføyes med den andre i et tettende forhold, for derved å danne en lukket, gjennomgående strømningsbane 28. Innerendene 24, 26 kan være utstyrt med gjenger 30, 32 som vist i fig. 1, eller andre kjente midler for sammenføyning. Utføringsformen vist på fig. 1 oppviser en første husparti-innerende 24 som er opptatt innvendig i en andre hus-partiende 26. En enhetlig, generelt ringformet sete- og klaff-monteirngskomponent 34, er anbrakt innvendig mellom huspartiene 12, 14 og rundt strømningsbanen 28. Setekomponenten 34 er maskinelt med klaff-monteringsmidler 36, 38 fra ett enkelt material stykke. Setekomponentens 34 grunnflate 40 har en flat profil som ligger an mot det andre husparti 14 og en plan toppflate 42 som er innrettet til å danne et oppad-vinklet plan når den er anbrakt i tilbakeslagsventil-huspartiene 12,14. Klaff-monteirngsmidlene 36, 38 er utformet i ett stykke med setekomponenten 34, på et sted ved det øvre parti av den plane toppflate 42, slik at en klaff eller et lokk 44 kan opplagres der og henge over strømningsbanen 28. En hengselpinne 46 fester klaffen 44 til klaff-monteirngsmidlene 36, 38 via hengsel-armer 48, 50 anordnet nær klaffens 44 ytterkant. Klaff-monteringsmidlene 36, 38 omfatter et utskåret parti 36 av den plane toppflate 42 og deravfølgende utspring 38 som opptar hengselpinnen 46 via pinne-innskyvningsklaringer 52 på siden av utspringene 38 motsatt det utskårne parti 36 og pinnehull 53 gjennom utspringene 38.

Enheten bestående av setekomponenten 34, klaffen 44 og hengselpinnen 46, er anbrakt i den lukkete konstruksjon som dannes av de sammenføyde huspartier 12, 14. Setekomponenten 34 er orientert og holdes på plass ved hjelp av en styrepinne 54 som er opptatt i et halvsirkel-profilert hull 56, 58 i henholdsvis nedstrøms-huspartiet 12 og setekomponenten 34. Passende tetninger såsom O-ringer 60, 62 er anordnet for avtetting av strømningsbanen 28 i tilbakeslagsventilenheten 10. En understøttelse 64 kan være anordnet for understøttelse av tilbakeslagsventilenheten 10.

Ved drift vil regulær fluidstrøm passere gjennom tilbakeslagsventilenheten 10 i retningen vist med strømningsbane-linjen 28 i fig. 1-2. Fluidtrykket virker til å svinge klaffen 44 oppad om hengselpinnen 46, slik at fluid kan strømme gjennom ventilen. Selv om det ikke er nødvendig, er det ønskelig å sørge for at klaffen 44 svinger gjennom et område på ca. nitti grader eller mindre. En optimal vinkel for den plane toppflate 42, målt fra vertikalretningen, er omtrent ti grader.

Dersom oppstrømstrykket minskes, fjernes eller omkastes, vil klaffen 44 bevege seg til den i fig. 2 viste, lukkete stilling, under påvirkning av tyngdekraften, og derved danne en tetning med den plane toppflate 42. Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse kan ut-øves med bruk av en konvensjonell torsjonsfjær (ikke vist) eller liknende innretning ved hengselet, for å gi ytterligere tetnings- eller klaff-lukkekraft. Den del av klaffen 42 som ligger an mot den plane toppflate 42 kan være utstyrt med et elastomermateriale eller annet foretrukket tetningsflate-materiale.

Sammensetning av tilbakeslagsventilenheten foregår som følger. O-ringtetningene 60, 62 og andre tetningsmidler smøres og moteres på setekomponenten 34 for innføring i huset 12, 14 sammen med dette. Klaff-hengselarmene 48, 50 innrettes på linje mellom setekomponent-forlengelsene 38, slik at hengselpinnen 46 kan strekke seg gjennom og dreie fritt. Styrepinnen 54 innføres i halvsirkel-hullet 58 i setekomponenten 34. Ovennevnte enhet innføres i hulrommet i huspartiet 12 og innrettes på linje, slik at styrepinnen 54 opptas i det halvsirkulære hull 56 i huspartiet. Ytterligere tetninger og smøremidler blir etter behov påført setekomponentens grenseflate mot det andre husparti 14. Oppstrøms-huspartiet 14 blir så festet til nedstrøms-huset 12, for derved å inneslutte setekomponent-34 og klaff 44-enheten. Settskruer og andre konvensjonelle festemidler kan brukes til å feste huspartiene. Hele enheten kan så festes til en holder 64.

Det skal forstås at den her viste utføringsform er den beste av forskjellige utførings-former innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. Følgelig skal det forstås at det kan forekomme visse forskjeller uten at dette innebærer avvik fra omfanget av foreliggende oppfinnelse.

Claims (8)

1. Tilbakeslagsventilenhet (10) beregnet til å hindre tilbakestrømning i en strømningsbane (28) når regulært strømningstrykk faller til et forutbestemt nivå, omfattende: et oppstrøms-huselement (14) av hovedsakelig sylindrisk form, som har en oppstrømsåpning (18) og en oppstrømsside innrettet for tett forbin-delse med en rørledning, og har et samvirkende parti (26) med en åpning ved en nedstrømsside; et nedstrøms-huselement (12) av hovedsakelig sylindrisk form, som har en nedstrømsåpning (16) ved en nedstrømsside innrettet for tett for-bindelse med en rørledning, og har et samvirkende parti (24) med en åpning ved en oppstrømsside, hvorved oppstrøms- og nedstrøms-husele-mentene er sammenføyet ved de samvirkende partier, i tettende inngrep, for derved å danne et lukket hus som utgjør en del av strømningsbanen; et generelt ringformet seteelement (34) som er utformet i ett materialstykke og omfatter en flat bunnflate (40) som er anbrakt i det lukkete hus med den flate bunnflate vendt oppstrøms, en flat toppflate som er parallell med den flate bunnflate, en strømningskanal som strekker seg fra bunnflaten til toppflaten og en boring som strekker seg inn i toppflaten mot bunnflaten, hvilken boring danner en ringformet leppe som omslutter strømningskanalen og en forsenket, oppadvinklet, plan topp-tetningsflate (42); et bevegelig klafflokk (44) omfattende en klaff-tetningsflate som er innrettet for tettende anlegg mot seteelementets topp-tetningsflate for å stoppe tilbakestrømning når det regulære strømningstrykk fra oppstrøms faller til et forutbestemt nivå som bringer klaffen til hvile i lukkestillingen, karakterisert ved at seteelementet (34) er utformet av et enhetlig materialstykke og videre omfatter et utskåret segment (36) som er utformet i lep-pen og som danner to forlengelser (38) som rager aksielt ut fra topp-tetningsflaten og et tverrhull (53) i hver forlengelse gjennom hvilke en hengselpinne (46) er opptatt for å forbinde klafflokket med seteelementet, og at seteelementet fastholdes i huset mellom oppstrøms-huselementet (14) og nedstrøms-huselementet (12).

2. Tilbakeslagsventilenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at den oppad-vinklete plane topptetningsflate er orientert langs et oppadvendt plan orientert ca. ti grader fra et vertikalplan.

3. Tilbakeslagsventilenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at seteelementet og klafflokket er slik montert at de kan fjernes fra eller monteres i tilbakeslagsventilenheten sammen som en enkelt enhet.

4. Tilbakeslagsventilenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter innrettingsmidler ((54, 56, 58) for vinkel-orientering av seteelementet om strømningsbanen i det lukkete hus.

5. Tilbakeslagsventilenhet ifølge krav 4, karakterisert ved at inn-rettingsmidlene omfatteren pinne (54).

6. Sete- og klaffenhet for bruk i en tilbakeslagsventil som har et hus med en oppstrømsside og en nedstrømsside, hvor tilbakeslagsventilen er innrettet til å hindre tilbakestrømning i en strømningsbane når oppstrøms regulært strømnings-trykk faller til et forutbestemt nivå, omfattende: et generelt ringformet seteelement (34) som er utformet i ett materialstykke og omfatter en flat bunnflate (40) som er anbrakt i det lukkete hus med den flate bunnflate vendt oppstrøms, en flat toppflate som er parallell med den flate bunnflate, en strømningskanal som strekker seg fra bunnflaten til toppflaten og en boring som strekker seg inn i toppflaten mot bunnflaten, hvilken boring danner en ringformet leppe som omslutter strømningskanalen og en forsenket, oppadvinklet, plan topp-tetningsflate (42); et bevegelig klafflokk (44) omfattende en klaff-tetningsflate som er innrettet for tettende anlegg mot seteelementets topp-tetningsflate for å stoppe tilbakestrømning når det regulære strømningstrykk fra oppstrøms faller til et forutbestemt nivå som bringer klaffen til hvile i lukkestillingen, karakterisert ved at seteelementet (34) er utformet av et enhetlig materialstykke og videre omfatter et utskåret segment (36) som er utformet i lep-pen og som danner to forlengelser (38) som rager aksielt ut fra topp-tetningsflaten og et tverrhull (53) i hver forlengelse gjennom hvilke en hengselpinne (46) er opptatt for å forbinde klafflokket med seteelementet, og at seteelementet fastholdes i huset mellom oppstrøms-huselementet (14) og nedstrøms-huselementet (12).

7. Enhet ifølge krav 6, karakterisert ved at den oppadvinklete, plane topptetningsflate er orientert langs et oppadvendt plan orientert omtrent ti grader fra et vertikalplan.

8. Enhet ifølge krav 7, karakterisert ved at tetningselementet, klafflokket og hengselpinnen er slik sammensatt at de kan fjernes fra eller monteres i tilbakeslagsventilenheten sammen som en enkelt enhet.