NO316400B1 - Retningsstyreventil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår retningsstyreventiler som angitt i innledningen i krav 1 Disse ventiler er hydraulisk stengte retningsstyreventiler, særlig sjøvannsbestandige ventiler for bruk i undersjøiske operasjoner

Hydraulisk stengte retningsstyreventiler er kjent for bruk i undervannsopera-sjoner for å tilveiebringe styring over fluid eller hydraulisk betjente funksjoner Et eksempel på en slik ventil er vist i GB-2 201 227-A En slik ventil omfatter typisk et sleideelement som er bevegelig frem og tilbake i et kammer og som bærer skjærtetninger drevet mot en respektiv vegg av kammeret, hvor tetningene er anbrakt i forhold til fluidinnløp og utløp til kammeret slik at sleideelemcntet kan beveges mellom en første posisjon hvor et fluidtilførselsmnløp står i forbindelse med et funksjonsut-løp, og en andre posisjon hvor fluidtilførselsinnløpct er avskåret fra funksjonsutløpet og kan dersom det ønskes stå i forbindelse med en ventilenngspassasje Det er kjent å regulere bevegelsen av sleideelementet mellom den første og andre posisjon ved hjelp av magnetventiler som kan tilføre en puls av hydraulisk trykk fra en styrefor-syning til den ene eller andre ende av sleideelementet

Det er også kjent, og vist som eksempel i det forannevnte GB-2 201 227-A å tilveiebringe et sikkerhetsstempel som er under spenning for inngrep med sleideelementet på en måte for å bevege sleideelementet til en bestemt endcposisjon, særlig den forbundet med lukking hvor fluidtilførselsesinnløpet avskjæres fra funksjonsut-løpet Formålet med dette sikkerhetstempel, som vanligvis er belastet av en mekanisk fjær, er å drive sleideelementet til den valgte posisjon i tilfellet av svikt i styretilfør-selen Det er nødvendig under vanlige driftsforhold å tilføre trykk til stempelet for å flytte posisjonen på den motsatte måte, mot kraften fra fjæren og bort fra sleideelementet, slik at ved fravær av svikt i styretilførselen holdes sikkerhetsstempelet bort fra ventilsleiden

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå uønsket bevegelse under bestemte driftsfaser som er forårsaket av vakuumlåsing mellom sikkerhetsstempelet og vcntilsleideelementct

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en konstruksjon som støtter bruk av tetningsdeler av wolframkarbid innenfor forholdsvis myke rustfrie stållegemcr

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe anordninger for å overvåke enten posisjonen av ventilsleideelementet eller funksjonsledningstrykket

Ifølge oppfinnelsen oppnås disse formål ved hjelp av de karakteristiske trekk angitt i krav 1

Oppfinnelsen skal beskrives nærmeie i det følgende i forbindelse med et ut-førelseseksempel og under henvisning til tegningen, der den eneste figur 1 viser delvis i snitt en retningsstyrcventil ifølge oppfinnelsen

Figur 1 viser delvis i snitt en utførelsesform av en retningsstyreventil som kan anvendes i mange forskjellige sammenheng, men er særlig beregnet for under-sjøisk bruk, i for eksempel brønnhodeutstyr, særlig for å tilveiebringe styrt tilførsel av fluidtrykk til en eller annen trykkdrevet innretning

I den viste utførelsesform er det to skjærplater 1 og 2 anbrakt innenfor hhv blokker 3 og 4

Mellom skjærtetningene og bevegelig frem og tilbake parallelt med dem er det et sleideelement 5 som har en åpning 6 som strekker seg på tvers av linjen for bevegelse frem og tilbake, hvor åpningen bærer to sirkulære skjærtetnmger 7 og 8 som er atskilt av en skruefjær 9 som driver hver av tetningene til kontakt med en av skjærplatene Ved hver ende av sleideelementet er det et respektivt mellomliggende stempel hhv 10 og 11 Hvert stempel har fordypninger for å romme enden av sleideelementet og å tillate, som skal forklares i det følgende, glidende bevegelse av sleideelementet 5 i forhold til det mellomliggende stempel Stemplene 10 og 11 er montert for tettende og glidende bevegelse

Sleideelementet og ventilsammenstillingen er tilsiktet å ha to normale dnfts-posisjoner som svarer til de venstre og høyre ekstreme posisjoner av sammenstil-lingen For posisjonen vist på tegningen støter sleideelementet 5 mot stempelet 10 og dette stempel støter mot et sikkerhetsstempel 13 som skal beskrives senere Skjærtetningene tillater hydraulikktrykkstrømning fra et fluidinnløp 14, som strekker seg gjennom blokken 4 og skjærplaten 2 til et funksjonsutløp 15 som strekker seg gjennom platen 2 og blokken 4 Trykkfluid kan også tillates å strømme gjennom kanalen 16 i platen 1 til en trykkmåletranduser (ikke vist) Denne transduser kan anvendes for å overvåke posisjonen av ventilsleideelementet 4 eller trykket ved fluidinnløpet (dvs funksjonsledmngstrykket) eller begge deler

For endeposisjonen av ventilsammenstillingen forskjøvet fra den viste posisjon støter et slikt stempel 11 mot en endevegg 17 i kammeret 12, skjærventilene av-bryter funksjonsutløpet 15 fra trykkinnløpet 14, og tillater i denne utførelsesform kopling av innløpet 14 til en ventilenngspassasje 18

Bevegelse av ventilsammenstillingen er under styring av to solenoider 19 og 20 som styrer respektive ventilsammenstilhnger 21 og 22 Ventilsammenstillingen 21 kan være en nåleventil som er fjærbelastet og kortvarig åpnet av solenoid 19 for å tilveiebringe en puls av hydraulisk trykk fra en styretilførselsledning 23 via passasjen 24 til stempelet 11 for å drive sleideelementet til den høyre endeposisjon Når nåle-ventilen stenger ledningen 26, er passasjen 24 forbundet med en ventilenng 25

På samme måte styrer solenoid 20 ventilsammenstillingen 22 slik at en puls av hydraulikktrykk fra en styretilførsel 23a strømmer gjennom en passasje 26 til et kammer 27 avgrenset mellom stempelet 10 og sikkerhetstempelet 13 Denne puls av trykkrefter driver sleideelementet til den "lukkede" posisjon på venstre side Ventilsammenstillingen har en ventilenngspassasje 25a liknende ventilenngen 25

Stempelet 13 er en sikkerhetsinnretning som er tilveiebrakt for å sikre at sleideelementet 5 har beveget seg til dens ytterste posisjon på venstre side, som av-skjærer funksjonstilførselsledmngen 15 fra hydraulisk trykkinnløp 14 i tilfelle av svikt i styretilførselen og/eller hovedtilførselen Stempelet 13 er hult Dets endekant 28 støter mot en skulder 29 for å avgrense en nullpunktposisjon Stempelet 13 inne-holder en skruefjær 30 som har sin maksimale sammentrykking når stempelet 13 er i nullpunktposisjonen

Ved normal drift blir stempelet drevet mot dets nullpunktposisjon, mot kraften fra fjæren 30, ved trykk fra funksjonsledningen 15, ved hjelp av en forgrening 31 til et innløpsnngrom 32 som tillater fluidtrykk mot en nngromsskulder 33 på stempelet 13 Retur fjæren blir derved sammentrykket som tillater at fjæren 13 kan fra-koples fra sleideelementet ved alle verdier av ledningstrykket hvor styreventilen skal funksjonere

Oppdelingen av sleideelementet i en rekkebinding av relativt bevegelige deler (10, 5 og 11) er grunnlaget for oppfinnelsen Når for eksempel ventilen brukes undersjøisk og hydraulisk trykk tilføres til sleideelementet 5 så vil ventilen bevege stempelet 13 for å sammentrykke tilbakestillingsfjæren 30 Denne bevegelse bidrar til å skape et vakuum i rommet mellom stempelet 10 og stempelet 13 som bevirker at stempelet 10 forblir festet til stempeletl3 Dersom sleideelementet var i ett stykke ville dette fenomen bidra til å suge skjærventilelsammenstillingen inn i den åpne til-stand Forholdet mellom sleideelementet 5 og stempelet 10 tillater imidlertid at stempelet 10 kan beveges sammenkoplet med sikkerhetsstempelet 13 uten å forårsake bevegelse av sleideelementet 5 med mindre en puls av trykk i ledningen 26 dnver stempelet 10 og sleideelementet 5 bort fra sikkerhetsstempelet 13

Denne konstruksjon er fordelaktig for bruk av harde wolframkarbidkompo-nenter, for eksempel 85 Rockwell C hardhet, innenfor forholdsvis bløte rustfrie stål-legemer av typen 18/8, 20 Rockwell C Bruken av sistnevnte er ønskelig for å unngå korrosjon til tross for meget lange undersjøiske perioder Alle tetningsoverflatedelene på skjærtetningcne og tetnmgsplatene kan være av sintrerkonstruksjon, og stempelet i den sammensatte sleideelement kan også være laget av sintret wolframkarbid

Claims (5)

1 Retningsstyreventil omfattende et sleideelement (5) som er bevegelig i et kammer og som bærer skjærtetninger (6, 7) drevet mot en respektiv vegg av kammeret, hvor sleideelementet er bevegelig mellom en første posisjon hvor et fluidtilførselsinnløp (14) står i forbindelse med et funksjonsutløp (15) og en andre posisjon hvor fluidtilførselsinnløpet er avskåret fra funksjonsutløpet, et sikkerhetsstempel (13) som er under fjærspenning for lnnkophng med sleideelementet for å bevege sleideelementet til den andre posisjon, karakterisert ved: et mellomliggende stempel (10) som er anbrakt mellom sleideelementet (5) og sikkerhetsstempelet (13) slik at det mellomliggende stempel kan utføre relativ bevegelse mellom seg selv og sleideelementet

2 Retningsstyreventil ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter anordninger (19-22) for tilførsel av pulser av hydraulisk trykk til det mellomliggende stempel, og et andre stempel for å bevege sleideelementet frem og tilbake mellom den første og andre posisjon

3 Retningsstyreventil ifølge krav 2, karakterisert ved at anordningen omfatter en passasje (26) forbundet med et rom (27) mellom det mellomliggende stempel og sikkerhetsstempelet

4 Retningsstyreventil ifølge krav 3, karakterisert ved at det er tilveiebrakt anordninger (15-31) for å tilføre fluidtrykk til sikkerhetsstempelet for å bevege det på en måte bort fra sleideelementet

5 Retningsstyreventil ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en port (16) for kammeret, anbrakt for å bli utsatt for trykk fra fluidinnløpet og avskåret fra trykket i samsvar med posisjonen for sleideelementet, og en trykktransduser forbundet med porten