NO325782B1 - Ventil med trykkindikator - Google Patents

Abstract

Det tilveiebringes en visuell indikasjon på trykk mellom to ventilstammetetninger av en stigering (26) som beveges oppover med den øvre stammetetningen (18) når det er trykk mellom stammetetningene. Stigeringen holdes på plass til stammen eller ventillegemet rundt stammen av en låsering (32). Stigeringen, i sin øvre stilling, hindrer fjerning av låseringen

Description

Foreliggende oppfinnelse angår visuelle trykkindikatorer, spesielt på ventilstammetetninger, som fungerer som en advarsel til personell om å lufte ut slikt trykk før demontering.

Ventiler av alle slag har vært i bruk innenfor olje- og gassindustrien for en rekke forskjellige formål. Ventiler har typisk stammer som forløper gjennom ventillegemene mens det er en manuell eller automatisk aktuator festet til stammen. Avhengig av ventilkonstruksjonen kan disse stammene være av en stigende eller ikke-stigende type. Stammen vil være tilveiebrakt med et forseglingssystem for å isolere trykket inne i ventillegemet. Stammetetninger kan inkludere paknings- eller tetningsringer eller kombinasjoner av slike innretninger. I enkelte ventiler er det to stammetetninger som tilveiebringer aksess til ringrommet derimellom gjennom en åpning, som er plugget eller er tilveiebrakt med en smørenippel. Noen illustrative eksempler er U.S.-patentene 5 129 624; 3 544 064 (som illustrerer anvendelse av en smørenippel); og 4 575 101.1 noen anvendelser gir tilgangen til ringrommet mellom en øvre og en nedre stammetetning mulighet for å inkludere et tetningsmateriale under trykk eller å montere en sensor for å detektere lekkasje inn i ringrommet mellom stammetetningene. Noen illustrative eksempler er U.S.-patentene 4 972 867; og 4 364 542.1 nok et annet eksempel, U.S.-patentet 4 230 299, er ringrommet mellom de to stammetetningene i kommunikasjon med en plugg som blåses ut dersom en stammetetning lekker. Denne konstruksjonen kan åpenbart ikke anvendes i forbindelse med giftig materiale ettersom det kan være farlig for personell dersom pluggen 144 blåses ut på et uheldig tidspunkt. I tillegg kan det faktum at pluggen 144 ikke er på plass bety at pluggen aldri har vært installert eller at det tidligere har vært en lekkasje forbi en stammetetning, men det trenger ikke være en lekkasje på det angjeldende tidspunktet.

I andre konstruksjoner kan trykket i ringrommet mellom stammetetningene bygges opp til et nivå som er høyere enn det i ventillegemet. Dette trykkoppbyggingssystemet vil innbefatte en trykkilde og et trykkoppbyggingskammer samt en eller annen form for indikasjon på trykknivået i trykkoppbyggingssystemet som anvendes i ringrommet. Trykk- og fluiddetektorer har noen ganger vært kombinert med slike systemer. Noen eksempler er U.S.-patentene 5 244 183 (merk trykkindikatorpinnen 81 på akkumulatoren 34); og 5 211 532 (merk de hengslede klaffene 73 som dreies i respons på stempelbevegelse og signaliserer tilførsel av fluid i ringrommet).

De hjelpesystemene som er beskrevet ovenfor har flere ulemper som begrenser anvendelsen derav. Disse systemene er kostbare, tar for mye plass for enkelte anvendelser, øker vekten, øker anpasningstiden (eng. fit-up time) og krever ytterligere vedlikehold utover det rutinemessige vedlikeholdet av ventilene. Utføring av rutinemessig vedlikehold av ventiler reiser viktige problemstillinger vedrørende personalets sikkerhet. Det er veldig risikabelt for personell å demontere ventildeksler (eng. valve bonnets) for å inspisere eller skifte ut ventilstammen dersom det er innestengt trykk mellom stammetetningene. Noen personer er mer trent i sikkerhetsprosedyrer enn andre. Disse menneskene lufter rutinemessig alltid ut trykket i ringrommet mellom stammetetningene før de løsner toppdekselet. Dette kan oppnås ganske enkelt ved å fjerne en plugg i en åpning som er i fluidkommunikasjon med ringrommet mellom stammetetningene eller ved å åpne en ventil som er i kommunikasjon med ringrommet dersom det finnes en slik ventil. Problemet er at en del personell ikke er så grundige og vil kunne finne på å løsne dekselet mens det er trykk mot den øvre stammetetningen. Det frigjorte fluidet, eller dekselet som drives fremover av fluidtrykket, vil kunne forårsake alvorlig skade. Et annet forsøk som tidligere har vært gjort for å løse dette problemet har vært å tilveiebringe et tilstrekkelig antall gjenger på dekselet eller dettes festestrukturer til at trykket i fluidet luftes ut mens dekselet fortsatt er festet til ventillegemet med et antall gjenger. Denne prosedyren reiser også flere sikkerhetsproblemer. Dersom festestrukturene eller dekselet dreies for raskt eller dersom gjengene svikter kan det oppstå en alvorlig ulykke. Andre ventilkonstruksjoner av alminnelig interesse er beskrevet i U.S.-patentene 4 940 208; 4 497 340; 4 510 966; og 4 813 648.

Det er behov for et nytt paradigme innenfor signalisering for operasjons-og vedlikeholdsarbeidere om de potensielle farene med innestengt fluid under en stammetetning. Målet med denne oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik løsning som, dersom den oppnår universell anvendelse innenfor industrien, vil redusere antallet eller omfanget av personskader under inspeksjon og vedlikehold av ventiler. For å oppnå dette ambisiøse målet må den foreslåtte løsningen ha en så enkel operasjon og være så enkel å integrere i eksisterende ventillegemer at den vil oppnå generell aksept. Målet med foreliggende oppfinnelse er å oppfylle dette behovet innenfor industrien med en enkel og økonomisk gunstig konstruksjon som gjør at man med et blikk oppnår den nødvendige advarselen om at det er trykk inne i ringrommet mellom stammetetningene. Fagfolk på området vil se hvordan målet ved oppfinnelsen oppnås ved en gjennomgang av den etterfølgende beskrivelsen av den foretrukne utførelsesformen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en ventil med et legeme og en stamme samt et indikatorsystem som tilveiebringer en visuell indikasjon på trykk i ventillegemet. Oppfinnelsen er særpreget ved at den omfatter minst én tetning som er bevegelig montert omkring nevnte stamme og som er bevegbar i respons til trykk som når den fra legemet, samt en indikatorstruktur som er bevegelig montert i legemet og som kan beveges av nevnte tetning slik at i hvert fall en andel av nevnte signalorgan forløper ut fra legemet. Figur 1 er et elevert snitt i halvseksjon og illustrerer installasjonen av låseringen; Figur 2 er snittet i figur 1 og viser stigeringen i normal stilling, når det ikke er trykk mellom stammetetningene; og Figur 3 er snittet i figur 1 med stigeringen i den øvre stillingen som følge av trykk mellom stammetetningene. Med henvisning til figur 1 har ventilen V et legeme 10 og en ikke-stigende stamme 12 med en øvre ende 14 forløpende ut fra legemet 10. En nedre stammetetning 16 og en øvre stammetetning 18, som er tilveiebrakt i en avstand fra hverandre og som definerer et ringrom 20 derimellom, omgir stammen 12. En passasje 22 kommuniserer med ringrommet 20 (som vist i figur 2). En ventil (ikke vist) kan monteres ved gjengene 24. En stigering 26 har et fortrinnsvis L-formet tverrsnitt som vist i form av et vertikalt segment 28 festet til et horisontalt segment 30. Stigeringen 26 fungerer som en indikator om at det er trykk i ringrommet eller hulrommet 20. En låsering 32 kan anbringes i et spor 34 i stammen 12, der den fungerer som en bevegelsessperre for det horisontale segmentet 30.

Figur 1 illustrerer at stigeringen 26 må beveges nedover for å montere låseringen 32. Dette er fordi låseringen 32 kan være i form av en fjærende spennring (eng. snap ring) med endeløkker slik at en tang konstruert for inngrep i endeløkkene kan ekspandere den inn i sporet 34. Alternativt kan ringen 32 være en spiral-låsering som ekspanderes over stammen 12 og bringes inn i sporet 34 eller en annen dertil egnet festestruktur for å holde på plass

stigeringen 26. Følgelig kan ikke låseringen 32 føres inn i sporet 34 dersom ikke stigeringen 26 beveges nedover, som vist i figur 1. Av samme grunn, som vist i figur 3, når det er trykk mellom tetningene 16 og 18 som forårsaker at tetningen 18 og stigeringen 26 løftes sammen oppover, finnes det heller ingen måte for å få ut låseringen 32. Dette er fordi nærværet av det vertikale segmentet 28 som umiddelbart omgir låseringen 32 holder den på plass i sporet 34 slik at den ikke kan fjernes. Figur 3 illustrerer også hvordan det horisontale segmentet 30 fungerer som en bevegelsesstopper for stigeringen 26 når den bringes i kontakt med låseringen 32. Når dette skjer forløper den øvre enden 36 av det vertikale segmentet 28 godt forbi legemet 10 der den kan tjene som et signal om at det er trykk under tetningen 18. For å øke denne signaliseringseffekten kan den øvre enden 36 lages av et materiale som har en godt synlig farge eller den kan males med en slik farge. Lengden til det vertikale segmentet 28 eller hvor langt det kan beveges kan varieres på en slik måte at det gjøres enda klarere at det er et forhøyet trykk i ringrommet 20.

Det fine med dette systemet er at selv om operasjons- eller vedlikeholdspersonellet ikke oppdager det visuelle signalet som tilveiebringes av en utstående ende 36 av det vertikale segmentet 28 og det gjøres et forsøk på å fjerne låseringen 32, vil ikke dette være mulig. Trykket som virker mot tetningen 18 og presser den oppover sammen med stigeringen 26 mot låseringen 32 vil låse låseringen 32 til stammen 12 som følge av periferikontakten fra det vertikale segmentet 28 (se figur 3).

Figur 2 illustrerer at det vertikale segmentet 28 under normal operasjon ikke forløper ut fra legemet 12 og at det er en klaring mellom låseringen 32 og det horisontale segmentet 30 av stigeringen 26. Denne klaringen er størst under monteringen, som fremgår av figur 1.

Fagfolk på området vil innse at den foretrukne utførelsesformen beskrevet ovenfor var for en installasjon med en ikke-stigende stamme. En enkel tilpasning kan gjøre denne konstruksjonen anvendbar for ventiler med stigende stamme. Det L-formede tverrsnittet til stigeringen 26 kan ganske enkelt inverteres og låseringen kan festes til ventillegemet 10 i stedet for til stammen 12. Gjengene 24 kan også ta imot en detektor for lokal indikasjon på eller fjernsignalering om at det er oppstått en lekkasje ved tetningen 16.1 tillegg, dersom det er ønskelig med fjerndeteksjon av trykket i ringrommet 20, kan en sensor detektere oppoverrettet bevegelse av stigeringen 26 og en hørbar eller synlig alarm kan vises et annet sted. Foreliggende oppfinnelse kan, fordi den er så enkel, ettermonteres i nåværende ventilkonstruksjoner med små eller ingen endringer av det aktuelle ventillegemet. Foreliggende oppfinnelse er spesielt gunstig på grunn av sin enkelhet, den enkle ettermonteringen og låseegenskapen, som hindrer at låseringen 32 fjernes selv om operasjons- eller vedlikeholdspersonell ignorerer signalet som tilveiebringes av den utstikkende øvre enden 36 av det vertikale segmentet 28 av stigeringen 26. Selv om oppfinnelsen er beskrevet som nyttig for ventilstammetetninger har den mange mulige anvendelser for å signalisere lekkasje forbi andre typer tetninger så som roterende eller frem- og tilbakeløpende aksler, eller som et kontrollsystem for soner der det ikke forventes at det er trykk men hvor det likevel er trykk som følge av feil ved utstyr i en rekke forskjellige applikasjoner, ikke begrenset til ventiler.

Den ovenfor gitte beskrivelsen av oppfinnelsen illustrerer den foretrukne utførelsesformen, og oppfinnelsens fulle rekkevidde bestemmes av de etterfølgende patentkravene.

Claims (14)

1. Ventil med et legeme (10) og en stamme (12) samt et indikatorsystem som tilveiebringer en visuell indikasjon på trykk i ventillegemet (10); karakterisert ved at den omfatter: minst én tetning (18) som er bevegelig montert omkring nevnte stamme (12) og som er bevegbar i respons til trykk som når den fra legemet (10), og; en indikatorstruktur (36) som er bevegelig montert i legemet (10) og som kan beveges av nevnte tetning (18) slik at i hvert fall en andel av nevnte signalorgan (36) forløper ut fra legemet (10).

2. Ventil ifølge krav 1, videre omfattende en bevegelsesstopper (32) for å begrense bevegelsen av nevnte indikatorstruktur (36) utover fra legemet (10).

3. Ventil ifølge krav 2, hvor nevnte bevegelsesstopper (32) kun kan innføres og fjernes når nevnte indikatorstruktur (36) ikke forløper ut fra legemet (10).

4. Ventil ifølge krav 3, hvor nevnte bevegelsesstopper (32) videre omfatter en ring som er anbrakt i et spor (34); og hvor nevnte indikatorstruktur (36) inneslutter nevnte ring, slik at den ikke kan fjernes fra sporet når den beveges av nevnte tetning (18) i en retning ut fra legemet.

5. Ventil ifølge krav 4, hvor nevnte indikatorstruktur (36) har et L-formet tverrsnitt omfattende en vertikal komponent (28) som selektivt forløper ut fra legemet (10) og en horisontal komponent (38) som selektivt griper inn i nevnte bevegelsesstopper (32).

6. Ventil ifølge krav 4, hvor nevnte spor er tilveiebragt på stammen (12).

7. Ventil ifølge krav 4, hvor nevnte spor er tilveiebragt på legemet (10).

8. Ventil ifølge krav 1, hvor nevnte indikatorstruktur (36) omfatter en ende som har en sterk farge for å gjøre det lettere å observere at nevnte ende forløper ut fra legemet (10).

9. Ventil ifølge krav 2, hvor nevnte indikatorstruktur (36) er bevegelig montert rundt ventilstammen (12) i legemet (10); og hvor nevnte bevegelsesstopper (32) er festet i et spor tilveiebragt på stammen (12).

10. Ventil ifølge krav 2, hvor nevnte indikatorstruktur (36) er bevegelig montert rundt ventilstammen (12) i legemet (10); og hvor nevnte bevegelsesstopper (32) er festet i et spor tilveiebragt på legemet (10).

11. Ventil ifølge krav 9, hvor nevnte minst ene tetning (18) omfatter en stasjonær nedre tetning (16) og en bevegelig øvre tetning (18) som begge er tilveiebragt rundt ventilstammen (23) for å tette av et ringrom (20) i legemet (10) rundt stammen, hvorpå, ved lekkasje av fluid forbi nevnte nedre tetning, trykket bygges opp i nevnte ringrom og nevnte øvre tetning og nevnte indikatorstruktur (36) beveges sammen i forhold til ventilstammen (12) inntil de bringes i kontakt med nevnte bevegelsesstopper (32) og en andel av nevnte indikatorstruktur (36) forløper ut fra legemet.

12. Ventil ifølge ethvert av kravene 1-11, hvor indikatorsystemet er et lekkasjeindikerende system der: et ventilstammen (12) forløper ut av en åpning i ventillegemet; og en trykkindikatoren (36) er bevegelig montert for tandembevegelse med nevnte tetning (18).

13. Ventil ifølge krav 12 og 2, hvor bevegelsesstopper (32) og nevnte indikatorstruktur (36) ikke kan fjernes når de er i kontakt med hverandre.

14. Ventil ifølge krav 12 og 5, hvor nevnte ring er innrettet til å smette inn i nevnte spor (34), og hvor nevnte vertikale komponent (28) selektivt omslutter nevnte ring for å hindre at den fjernes fra nevnte spor.