NO340106B1

NO340106B1 - Manuelt overstyringsapparat for lineære aktuatorer

Info

Publication number: NO340106B1
Application number: NO20111051A
Authority: NO
Inventors: Douglas Paul Gethmann
Original assignee: Fisher Controls Int Llc
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2017-03-13
Also published as: CN102308134B; CA2750277A1; AU2010210944A1; JP5457467B2; WO2010090816A1; EP2394082B1; MX2011008193A; NO20111051A1; JP2012516978A; CA2750277C; US20100193715A1; RU2011135328A; BRPI1007307A2; RU2523458C2; CN102308134A; EP2394082A1; AU2010210944B2; US8070127B2

Description

MANUELT OVERSTYRINGSAPPARAT FOR LINEÆRE AKTUATORER

OFFENTLIGGJØRINGENS OMRÅDE

Denne offentliggjøringen er generelt forbundet med lineære aktuatorer for bruk med kontrollventiler og, mer bestemt, til manuelt overstyringsapparat for lineære aktuatorer.

BAKGRUNN

Mange prosesskontrollventiler aktiveres (f.eks. aktiveres med luft) ved bruk av velkjente membrantype eller stempeltype aktuatorer. Aktuatorer kan brukes til automatisering av kontrollventiler, slik som f.eks. lineære ventiler, rotasjonsventi-ler, osv. ved levering av kraft og bevegelse for åpning eller lukking av en ventil. Lineære ventiler slik som port-, kule-, membran-, press- og vinkelventiler har typisk en ventilstamme (f.eks. en glidestamme) som flytter en strømningsregulatordel (f.eks. en ventilplugg) mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon. Rotasjons-ventiler, slik som spjeldventiler, kuleventiler og plateventiler har typisk et ventilskaft som flytter en strømningsregulatordel mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon. En aktuatorstamme driftskobler en lineær ventilstamme eller et rotasjons-ventilskaft til aktuatoren (f.eks. en trykkluftaktuator, hydraulisk aktuator, osv.).

I drift leverer en posisjonerings- eller regulatorenhet en reguleringsvæske (f.eks. luft) til aktuatoren for å få aktuatoren til å posisjonere ventilstammen eller skaftet og slik flytte strømningsregulatordelen til en ønsket posisjon for å regulere væskestrømningen gjennom en ventil. Når ventilen er lukket, konfigureres strøm-ningsregulatordelen typisk for å kobles til en ringformet eller rund forsegling som omslutter væskestrømningsbanen gjennom ventilen for å hindre væskestrømning (f.eks. i én eller begge retninger) gjennom ventilen.

I prosesskontrollsystemer kan det være nødvendig manuelt å overstyre posisjonen til strømningsregulatordelen til åpen posisjon, lukket posisjon eller en hvilken som helst annen ønsket posisjon. F.eks. kan det være nødvendig å åpne ventilen for å forhindre for stort trykk i en beholder eller det kan være nødvendig å lukke en ventil for å forhindre utslipp (f.eks. et kjemisk utslipp) i krisesituasjoner, strømsvikt eller dersom levering av reguleringsvæsken (f.eks. luft) til en aktuator

(f.eks. en trykkluftaktuator) stenges av. Noen kjente eksempler på manuelle overstyringsmekanismer har et håndbetjent hjul og en dreiekonfigurasjon som typisk er montert direkte på en aktuator for manuelt å betjene en ventil. Disse kjente manuelle overstyringsmekanismene begrenser imidlertid manuell betjening av noen ventiler i én retning og kan derfor ikke brukes til å drive ventiler i den andre retningen så snart disse ventilene betjenes manuelt. Disse kjente manuelle overstyringsmekanismene er derfor ikke egnet for bruk med dobbeltvirkende aktuatorer (dvs. aktuatorer hvor væske under trykk brukes til å åpne og lukke ventilen).

SAMMENDRAG

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et manuelt overstyringsapparat for bruk med en ventil som omfatter: en manuell betjeningsenhet med en første kobling på en første side og en andre kobling på en andre side motsatt den første siden i forhold til en langsgående akse av den manuelle betjeningsenhet,

en første driverdel med ytre gjenger som kan kobles til et hus på en aktuator, hvori den første driverdelen har en første ende for fjerningsmottak av den første koblingen av den manuelle betjeningsenheten, en andre ende for selektiv tilkobling til en aktuatordel på aktuatoren, og et borehull derigjennom langs en langsgående akse i den første driverdelen, og

en andre driverdel plassert inni borehullet for rotasjonskobling til den første driverdelen, hvori den andre driverdelen har en første ende for fjerningsmottak av den andre kobling på den manuelle betjeningsenheten og en andre ende som kan gjengekobles til en aktuatorstamme på aktuatordelen,

hvori dreiing av den første driverdelen i en første rotasjonsretning via den manuelle betjeningsenheten flytter aktuatordelen på aktuatoren i en første lineær retning og dreiing av den andre driverdelen relativt til den første driverdelen i den første rotasjonsretningen via den manuelle betjeningsenheten får aktuatordelen til å flytte seg i en andre lineær retning, motsatt den første lineære retningen.

Foretrukne utførelsesformer av apparatet er videre utdypet i kravene 2 til og med 9.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved en kontrollventil ifølge krav 10.

I ett eksempel har et manuelt overstyringsapparat en manuell betjeningsenhet med en første kobling på en første side og en andre kobling på en andre side motsatt den første siden. En første driverdel eller stamme med ytre gjenger kobles til et hus på en aktuator. Den første driverdelen har en første ende for å motta den første koblingen for den manuelle betjeningsenheten og en andre ende for selektiv sammenkobling med en aktuatordel på aktuatoren. En andre driverdel eller stamme er glidekoblet til den første driverdelen og har en første ende gjengekoblet til en aktuatorstamme på aktuatordelen og en andre ende for feste av den andre koblingen på den manuelle betjeningsenheten. Dreiing av den første driverdelen i en første rotasjonsretning via den manuelle betjeningsenheten flytter aktuatordelen på aktuatoren i en første lineær retning og rotasjon av den andre driverdelen relativ til den frøste driverdelen i den første rotasjonsretningen via den manuelle betjeningsenheten får aktuatordelen på aktuatoren til å flytte seg i en andre lineær retning motsatt den første lineære retningen.

I et annet eksempel har en kontrollventil en aktuator med en aktuatordel plassert inni et hus og med en aktuatorstamme koblet til aktuatordelen ved en første ende og koblet til en ventilstamme på en ventil ved en andre ende. En tredje stamme har et borehull langs en langsgående akse på stammen og en ytre gjenget del for tilkobling av den tredje stammen til huset. Den tredje stammen er for selektiv sammenkobling med aktuatordelen for å flytte aktuatordelen i en første lineær retning når den tredje stammen dreies i en første rotasjonsretning. En lede-skrue er rotasjonskoblet til den tredje stammen. Ledeskruen har en hodedel som skal kobles til en første ende på den tredje stammen og en kropp plassert inni borehullet på den tredje stammen og inkluderer en gjenget del for gjengekobling til den første enden på aktuatorstammen slik at dreiing av ledeskruen relativt til den tredje stammen i den første rotasjonsretningen får aktuatordelen til å bevege seg i en andre lineær retning motsatt den første lineære retningen.

I enda et annet eksempel har det typiske overstyringsapparatet en første metode for selektiv flytting av en aktuatordel på en aktuator, i hvilken dreiing av den første metoden i en første rotasjonsretning får aktuatordelen til å flytte seg i en første lineær retning. Eksempelet på overstyringsapparat inkluderer videre en andre metode for selektiv bevegelse av aktuatordelen. Den andre metoden er kob let til en aktuatorstamme på aktuatordelen og rotasjonskobles til den første metoden for selektiv bevegelse av aktuatordelen slik at dreiingen av den andre metoden i den første rotasjonsretningen relativ til den første metoden for selektiv bevegelse av aktuatordelen får aktuatordelen til å flytte seg i en andre lineær retning motsatt den første lineære retningen. Eksempelet inkluderer videre metode for dreiing av den første metoden for selektiv bevegelse av aktuatordelen og andre metoder for dreiing av den andre metoden for selektiv bevegelse av aktuatordelen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1A illustrerer et tverrsnitt av en typisk kontrollventil montert med et manuelt overstyringsapparat som beskrevet i dette dokumentet og vist i en lukket posisjon. Fig. 1B illustrerer et tverrsnitt av den typiske kontrollventilen i fig. 1A vist i en åpen posisjon.

Fig. 2A er en planvisning av den typiske manuelle betjeningsenheten i

fig. 1A og 1B, og fig. 2B er et tverrsnitt av den typiske manuelle betjeningsenheten i fig. 1A, 1Bog 2A.

Fig. 3 illustrerer et tverrsnitt av den typiske kontrollventilen i Fig. 1A og 1B manuelt flyttet til lukket posisjon via det typiske manuelle overstyringsapparatet i fig. 1A, 1B, 2A og 2B. Fig. 4 illustrerer et tverrsnitt av den typiske kontrollventilen i fig. 1A og 1B i en feil lukket posisjon. Fig. 5 illustrerer en tverrsnittvisning av den typiske kontrollventilen i fig. 4 manuelt flyttet til åpen posisjon via det typiske overstyringsapparatet i fig. 1 A, 1B, 2A og 2B.

DETALJERT BESKRIVELSE

I nødsituasjoner, ved strømsvikt eller dersom leveringen av en reguleringsvæske (f.eks. luft) til en ventilaktuator (f.eks. en trykkluftaktuator) svikter, kan det være nødvendig manuelt å overstyre posisjonen til en strømningsregulatordel på en ventil til en ønsket posisjon (f.eks. en lukket posisjon i fig. 3, en åpen posisjon i fig. 5, osv.). For eksempel, dersom det automatiske kontrollsystemet ikke kan levere reguleringsvæske til aktuatoren, kan det bli nødvendig å åpne ventilen for å forhindre overtrykk i en beholder eller det kan bli nødvendig å lukke ventilen for å forhindre et utslipp (f.eks. et kjemisk utslipp). Generelt tillater typiske manuelle overstyringsmekanismer for kontrollventiler manuell betjening av ventilen og krever ikke en ytre energikilde for å flytte strømningsregulatordelen på ventilen til en ønsket posisjon. I stedet bruker disse kjente manuelle overstyringsmekanismene typisk et håndhjul, et kjedehjul, en løftestang, en utkoblingsmekanisme eller en kombinasjon av disse, for å drive en serie med gir (f.eks. en snekkedrevgirkasse) som gir en reduksjon som gir et høyere utgangsmoment sammenlignet med et moment (manuelt) oppnådd av en person. I nødsituasjoner for eksempel, kan posisjonen til ventilen således flyttes manuelt.

Noen kjente overstyringsmekanismer bruker snekkedrev girkasse hvor en selvlåsende snekke og snekkedrevdriver holder ventilen i en ønsket posisjon. Denne konfigurasjonen krever imidlertid vanligvis jamføring av et hull i en manuell overstyringsstamme med et hull i en aktuatorstamme og å gli en stift derigjennom for å oppnå tilkobling til den manuelle overstyringsmekanismen. I nødsituasjoner kan denne prosessen være tidkrevende og uakseptabel. Annet kjent utstyr nytter en utkoblingsbar snekkedrevgirkasse som innebærer manuell tilkobling av en løftestang for manuell betjening av en ventil via et håndhjul. Snekkedrevgirkasser er imidlertid relativt dyre, vanskelige å betjene, forstørrer dimensjonen på innkaps-lingen av ventilen og aktuatormontasjen, og innebærer kompliserte monteringer av aktuatoren.

En annen typisk manuell overstyringsmekanisme har et håndhjul og en dreiekombinasjon som er montert direkte på en aktuator for manuelt å betjene ventilen. Denne kjente konfigurasjonen begrenser imidlertid betjeningen av noen ventiler til kun én retning og så snart disse ventilene betjenes manuelt kan overstyringsmekanismen således ikke brukes til å betjene ventilen i den andre eller motsatte retningen. Disse kjente manuelle overstyringsmekanismene kan derfor ikke brukes med dobbeltvirkende aktuatorer.

Generelt kan de typiske manuelle overstyringsapparatene som beskrives i

dette dokumentet brukes til selektiv tilkobling til eller betjening av en aktuator. Det typiske manuelle overstyringsapparatet gir manuell kontroll av aktuatoren for posi-sjonering av en strømningsregulatordel på en ventil i en hvilken som helst posisjon mellom helt åpen posisjon hvor strømning av væske gjennom ventilen tillates og

en helt lukket posisjon hvor strømning av væske gjennom ventilen begrenses eller hindres. Det typiske manuelle overstyringsapparatet som beskrives i dette dokumentet er særlig fordelaktig for bruk med dobbeltvirkende aktuatorer (dvs. aktuatorer i hvilke væsker under trykk brukes til å åpne og lukke ventilen) fordi det typiske manuelle overstyringsapparatet tillater betjening i begge retninger eller rettlinjet bevegelse av aktuatoren (dvs. aktuatoren beveges i en første retning og en andre retning motsatt den første retningen). Det typiske manuelle overstyringsapparatet som beskrives i dette dokumentet kan brukes med ventiler med en lineær aktuator, slik som f.eks. kontrollventiler, dreibare ventilspjeld, på/av-ventiler, osv. Ytter-ligere eksempler på manuelle overstyringsapparat kan brukes med væske-til-åpning-aktiverte ventiler (dvs. ventiler hvor en fjær belaster ventilen i lukket posisjon) eller kan-ikke-lukke-aktiverte ventiler (dvs. ventiler hvor en fjær belaster ventilen i åpnet posisjon).

Videre er det kjente overstyringsapparatet beskrevet ovenfor billigere og reduserer dimensjonsomslaget på ventilen og aktuatormontasjen fordi det typiske manuelle overstyringsapparatet ikke har en frakoplingsmekanisme eller en dyr gir-kassekonfigurasjon, som typisk innebærer manuell tilkobling av en løftestang for å gjøre det mulig å betjene ventilen via det manuelle overstyringsapparatet.

Fig. 1A illustrerer et tverrsnitt av en typisk kontrollventil 100 utstyrt med et typisk overstyringsapparat 102 beskrevet i dette dokumentet, som viser den typiske kontrollventilen 100 i en lukket posisjon. Fig. 1B illustrerer et tverrsnitt av den typiske kontrollventilen 100 i fig. 1A i en åpen posisjon. Med henvisning til fig. 1A og 1B har den typiske kontrollventilen 100 en aktuator 104 for å bevege eller betjene ventilen 106 mellom en åpen posisjon for å tillate strømning av væske gjennom ventilen 106 og en lukket posisjon for å hindre eller begrense strømningen av væske gjennom ventilen 106. Ventilen 106 haren ventilkropp 108 som ertrykk-grense for ventilen 106 og har et ventilsete 110 (fig. 1B) plassert deri for å definere en overflate 112 (fig. 1B) som gir en væskeflytpassasje mellom et innløp 114 og et utløp 116.

En strømningsregulatordel 118 driftskobles til aktuatoren 104 via en ventilstamme 120. Aktuatoren 104 flytter strømningsregulatordelen 118 i en første retning (f.eks. mot ventilsetet 110) for å begrense eller hindre strømning av væske mellom innløpet 114 og utløpet 116 som vist i fig. 1A og en andre retning (f.eks. vekk fra ventilsetet 110) for å tillate strømning av væske mellom innløpet 114 og utløpet 116 som vist i fig. 1B. Posisjonen på strømningsregulatordelen 118 relativt til ventilsetet 110 varierer således og regulerer strømningsraten gjennom kontrollventilen 110.

Et deksel 122 omslutter ventilstammen 120 og har et tetningssystem 124 for å hindre lekkasje av prosessvæske langs ventilstammen 120 og utenfor ventilkroppen 108 inn i miljøet omkring ventilen 100. Dekselet 122 kobler også ventilkroppen 108 til en balanseåk 126, som kobler ventilen 106 til aktuatoren 104. I noen eksempler kan et bur (ikke vist) plasseres inni ventilkroppen 108 for glidemottak av strømningsregulatordelen 118 for å gi væskestrømningen visse strøm-ningskarakteristika (f.eks. redusert støy, redusert avleiring forårsaket av væske-strømmen gjennom ventilen 106, osv.).

Aktuatoren 104 vist i fig. 1A og 1B betegnes vanligvis som en dobbeltvirkende aktuator (dvs. væske under trykk brukes til å åpne og lukke ventilen 108). En aktuatordel 128 (f.eks. et stempel, en membran, osv.) plasseres inni et hus 130 for å definere et første kammer 132 og et andre kammer 134. En aktuatorstamme 136 er koblet til aktuatordelen 128 ved en første ende 138 og kobles til ventilstammen 120 ved en andre ende 140. En distanseindikator (ikke vist) kan kobles til den andre enden 140 på aktuatorstammen 136 eller ventilstammen 120 for å følge eller indikere posisjonen til aktuatoren 104 og slik, posisjonen til strømningsregula-tordelen 118 relativ til ventilsetet 110 (f.eks. en åpen posisjon, en lukket posisjon, en mellomposisjon, osv.).

Distanseindikatoren kan konfigureres for å gi et signal (f.eks. et mekanisk signal, et elektrisk signal, osv.) til en reguleringsenhet eller et posisjonsverk 142. Reguleringsenheten eller posisjonsverket 142 leverer reguleringsvæske (f.eks. trykkluft, hydraulisk olje, osv.) til det første kammeret 132 via en første port eller passasje 144 (f.eks. en slange) og det andre kammeret 134 via en andre port eller passasje 146 (f.eks. en slange) basert på signalet (f.eks. et mekanisk signal, et elektronisk signal, osv.) avgitt av indikatoren. Som et resultat flytter trykkforskjellen over aktuatordelen 128 aktuatordelen 128 i en første retning (f.eks. en rettlinjet bane langs en akse 147) og en andre retning (f.eks. en rettlinjet bane langs aksen 147) motsatt den første retningen.

Som bemerket ovenfor kan det i nødsituasjoner og tilfeller av svikt i energi-tilførselen være nødvendig i noen typer utstyr manuelt å overstyre posisjonen til strømningsregulatordelen 118 til en ønsket posisjon. Det typiske manuelle overstyringsapparatet 102 gjør mulig manuell bevegelse eller betjening av strømnings-regulatordelen mellom den lukkede posisjonen vist i fig. 1A og den åpne posisjonen vist i fig. 1B. I dette eksempelet har det manuelle overstyringsapparatet 102 en første driverdel 148 for glidemottak av en andre driverdel eller stamme, 150. I dette eksempelet er den første driverdelen 140 en stamme og den andre driverdelen 150 er en ledeskru. I andre eksempler kan imidlertid den første driverdelen 148 eller den andre driverdelen 150 være en stamme, et skaft eller hvilke som helst andre passende driverdelen En manuell betjeningsenhet 152 fjerningsmottak kobles til enten stammen 148 og/eller ledeskruen 150 for manuelt å drive stammen 148 eller ledeskruen 150. Stammen 148 og ledeskruen 150 jamføres koaksialt med aktuatorstammen 136 omkring aksen 147.

I dette eksempel er stammen 148 gjengekoblet til huset 130 på aktuatoren 104 og drives i en første retning langs en rettlinjet bane langs aksen 147 for selektiv sammenkobling med en første side 154 på aktuatordelen 128. Stammen 148 inkluderer en kropp med et borehull 156 og med minst en ytre gjenget del 158 mellom en første ende 160 og en andre ende 162. I dette eksempelet er gjengene på den gjengede delen 158 høyrevridde gjenger. I andre eksempler kan imidlertid den gjengede delen 158 være venstrevridde gjenger og/eller enhver annen form for passende gjenger. I tillegg har den første enden 160 på stammen 148 en sekskantet tverrsnittform. I andre eksempler har imidlertid den første enden 160 en fir-kantet tverrsnittform eller enhver annen passende tverrsnittform.

Ledeskruen 150 glidekobles og rotasjonkobles til stammen 148. I dette eksempelet har ledeskruen 150 en første ende 164 med en hodedel 166 for å sam-menføyes med den første ende 160 på stammen 148 og en kropp 168 plassert inni (f.eks. i et borehull) den hule kroppen 156 på stammen 148. I minst en del av kroppen 168 på ledeskruen 150 ved en andre ende 170 har gjenger 172 for gjengekobling til den første ende 138 på aktuatorstammen 136. Den første ende 138 på aktuatorstammen 136 har et gjenget apparat 174 for mottak av den andre enden 170 på ledeskruen 150.1 dette eksempelet har ledeskruen 150 høyrevridde gjenger i hovedsak like med (f.eks. med samme gjengestigning som) de høyre-vridde gjengene på det gjengede apparatet 174 på aktuatorstammen 136. I andre eksempler kan imidlertid gjengene 172 på ledeskruen 150 og/eller gjengene på det gjengede apparatet 174 være venstrevridde gjenger og/eller enhver annen passende gjengeform. Hodedelen 166 på ledeskruen 150 har et apparat 176 hovedsakelig rettvinklet på aksen 147.

Den manuelle betjeningsenheten 152 driver selektivt stammen 148 og ledeskruen 150. Fig. 2A er en toppvisning av den manuelle betjeningsenheten 152 i fig. 1A og 1B og fig. 2B er en tverrsnittvisning av den manuelle betjeningsenheten 152 i fig. 1A, 1B og 2A. Som tydeligst vist i fig. 2A og 2B, beskrives den manuelle betjeningsenheten 152 som et håndhjul. Den manuelle betjeningsenheten 152 inkluderer en første kobling 202 på en første side 204 på den manuelle betjeningsenheten 152 og en andre kobling 206 på en andre side 208 motsatt den første siden 204. Den første kobling 202 fjerningsmottak kobler den manuelle betjeningsenheten 152 til en første ende 160 på stammen 148 for å rotere stammen 148 omkring aksen 147. I dette eksempelet har den første koblingen 202 et apparat 210 med en sekskantet tverrsnittform som mates inn i den sekskantede tverrsnittformen i den første enden 160 på stammen 148.1 andre eksempler kan den første koblingen 202 ha en hvilken som helst passende tverrsnittform hovedsakelig lik eller komplementær med tverrsnittformen i den første ende 160 på stammen 148. I enda andre eksempler kan den første koblingen 202 kobles til stammen 148 via en hvilken som helst annen passende festemekanisme, slik som for eksempel en stift, en festeanordning, en klemme, osv.

Den andre koblingen 206 fjerningsmottak kobler den manuelle betjeningsenheten 152 til den første enden 164 på ledeskruen 150 for å dreie ledeskruen 150 omkring aksen 147. I dette eksempelet har den andre koblingen 206 et sylindriskformet nav 212 med et borehull 214 for å ta imot den første enden 164 (dvs. hodet 166) på ledeskruen 150. Navet 212 har et apparat 216 vinkelrett på en akse 218 på navet 212. For å koble den manuelle betjeningsenheten 152 til ledeskruen 150, jamføres apparatet 176 på hodet 166 på ledeskruen 150 med apparatet 216 på navet 212 for å ta imot en stift- eller klemmedel 402 (fig. 4 og 5) når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til ledeskruen 150 via den andre koblingen 206. Stiften 402 er kun nødvendig for å koble den manuelle betjeningsenheten 152 til ledeskruen 150 via den andre koblingen 206. Stiften 402 fjernes således fra apparatene 176 og 216 i normal drift og/eller når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til stammen 148 via den første koblingen 202. Stiftdelen 402 kan f.eks. være en stift med en sperrehakefjær og kan inkludere en ring for å lette fjerning fra eller innsetting av den i apparat 176 og 216. I tillegg kan stiftdelen 402, selv om den ikke er vist, tjores til den manuelle betjeningsenheten 152.

Med henvisning til fig. 1A, 1B, 2A og 2B kobles den manuelle betjeningsenheten 152, når i drift, til stammen 148 via den første koblingen 204 (og stiften 402 fjernes fra apparat 176 og 216). Posisjonsverket 142 leverer reguleringsvæske til det første kammeret 132 for å utøve en kraft på den første siden 154 på aktuatordelen 128 som er større enn kraften utøvet på en andre side 178 på aktuatordelen 128 av reguleringsvæsken i det andre kammeret 134 (f.eks. væsken i det andre kammeret 134 frigis eller slippes ut via den andre porten 146) for å flytte aktuatordelen 128 i en første retning (f.eks. nedover i retningen i fig. 1A). Bevegelse av aktuatordelen 128 i den første retningen får aktuatorstammen 136, ventilstammen 120 og slik strømningsregulatordelen 118 å bevege seg i en rettlinjet bane langs aksen 147 mot ventilsetet 110. Som vist i fig. 1A kobles strømnings-regulatordelen 118 i lukket posisjon forseglende til ventilsetet 110 for å forhindre væskestrømning gjennom ventilen 106.

Omvendt, for å flytte aktuatordelen 128 i en andre retning (f.eks. i retning oppover) motsatt den første retningen, leverer posisjonsverket 142 reguleringsvæske til det andre kammeret 134 for å utøve en kraft på den andre siden 178 på aktuatordelen 128 som er større enn kraften utøvet på den første siden 154 på aktuatordelen 128 av væsken i det første kammeret 132 (f.eks. væsken i det første kammeret 132 slippes ut eller fjernes via den første porten 144). Bevegelsen av aktuatordelen 128 i den andre retningen får aktuatorstammen 136, ledeskruen 150, og ventilstammen 120 til å bevege seg i den andre retningen, og slik også strømningsregulatordelen 118 til å flytte seg i en rettlinjet bane langs aksen 147 vekk fra ventilsetet 110 for å tillate væskestrømning gjennom ventilen 106 som vist i fig. 1B. Posisjonsverket 142 leverer således reguleringsvæske til det første og andre kammeret 132 og 134 for å variere posisjonen til strømningsregulatordelen 118 mellom den lukkede posisjonen (fig. 1A) hvor flytkontrolldel 118 kobles forseglende til ventilsetet 110 og den helt åpne eller maksimale strømningsrateposisjo-nen (fig. 1B) hvor flytkontrolldel 118 flyttes vekk fra ventilsetet 110.

I drift påvirker eller hindrer således ikke det manuelle overstyringsapparatet 102 den automatiske betjeningen av kontrollventilen 100. Mer bestemt påvirker ikke det manuelle overstyringsapparatet 102 aktuatoren 104 når kontrollventilen 100 er i normal drift mellom den første posisjonen (fig. 1A) og den andre posisjonen (fig. 1B) når den manuelle betjeningsenheten kobles til den første enden 160 på stammen 148 via den første koblingen 202. Selv om ledeskruen 150 er gjengekoblet til og derfor beveger seg i en rettlinjet bane langs aksen 147 med aktuatorstammen 136, påvirker ikke ledeskruen 150 (eller det manuelle overstyringsapparatet 102) driften av kontrollventilen 100. Som tydelig vist i fig. 1B, fordi ledeskruen 150 ikke er koblet til den manuelle betjeningsenheten 152 (dvs. en stift fjernes fra apparat 176 og 216) når kontrollventilen 100 er i drift (og når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til stammen 148), glir ledeskruen 150 inni en hul kropp 156 (f.eks. et borehull) på stammen 148. Den første enden 164 (f.eks. hodet 166) glir gjennom apparatene 210 og 214 på den manuelle betjeningsenheten 152. Under normal (f.eks. automatisk) drift kan den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til kontrollventilen 100 slik at den første koblingen 202 på den manuelle betjeningsenheten 152 sammenkobles med en første ende 160 på stammen 148. Alternativt kan den manuelle betjeningsenheten 152 flyttes vekk fra kontrollventilen 100 under normal drift.

Fig. 3 illustrerer den typiske kontrollventilen 100 med en strømningsregula-tordel 118 manuelt flyttet til lukket posisjon via det typiske overstyringsapparatet 102. For å bruke det manuelle overstyringsapparatet 102 til å flytte den typiske kontrollventilen 100 til den lukkede posisjonen i fig. 3 fra posisjonen i fig. 1B, kobles den første koblingen 202 på den manuelle betjeningsenheten 152 til den første enden 160 på stammen 148. Som bemerket ovenfor, er stiftdelen 402 ikke nødvendig når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til stammen 148 via den første koblingen 204. En betjeningsdel dreier den manuelle betjeningsenheten 152 i en første rotasjonsretning 302 (f.eks. i retning med klokken) omkring aksen 147. Rotasjonen av den manuelle betjeningsenheten 152 i den første rotasjonsretningen 302 får stammen 148 til å rotere i den første rotasjonsretningen 302. I sin tur, fordi gjengene i stammen 148 er høyrevridde gjenger, medfører dreiing av stammen 148 i den første rotasjonsretningen 302 at stammen 148 beveger seg i en første lineær retning 304 (f.eks. retning nedover mot aktuatordelen 128 i retningen vist i fig. 3) langs aksen 147. Den andre enden 162 på stammen 148 kobles til den første siden 154 på aktuatordelen 128 for å flytte eller bevege aktuatordelen 128 og dermed strømningsregulatordelen 118 langs en rettlinjet bane i den første lineære retningen 304 slik at strømningsregulatordelen 118 kobles forseglende sammen med ventilsetet 110 for å hindre strømning av væske gjennom ventilen 106 som vist i fig. 3.

For å flytte den andre enden 162 på stammen 148 vekk fra aktuatordelen 128 (f.eks. til posisjonen i fig. 1B), dreier driverdelen den manuelle betjeningsenheten 152 i en andre rotasjonsretning 306 (f.eks. i retning mot klokken) motsatt den første rotasjonsretningen 302 (f.eks. i retning med klokken). Dreiing av stammen 148 i den andre rotasjonsretningen 306 får den andre enden 162 til å trekke seg tilbake eller bevege seg i en andre lineær retning 308 (f.eks. i retning vekk fra den første siden 154 på aktuatordelen 128). Stammen 148 omdanner derved rota-sjonsbevegelse til lineær bevegelse for selektiv tilkobling til aktuatordelen 128 og drift av aktuatordelen 128 i den første lineære retningen 304.

En sprengring 310 (f.eks. en C-ring) plasseres langs en del av stammen 148 som kobles til en første overflate 312 på huset 130 for å begrense bevegelse av stammen 148 i den første lineære retningen 304 når stammen 148 dreies i den første rotasjonsretningen 302. Sprengringen 310 kobles likeledes til en andre overflate 314 på huset 130 for å forhindre eller begrense bevegelse av stammen 148 i den andre lineære retningen 308 når stammen 148 dreies i den andre rotasjonsretningen 306.

Fig. 4 illustrerer kontrollventilen 100 i en sviktposisjon og fig. 5 illustrerer kontrollventilen 100 manuelt flyttet til åpen posisjon via det manuelle overstyringsapparatet 102. Med henvisning til fig. 4 og 5, dreier (flipper) en driverenhet det manuelle overstyringsapparatet 152 slik at den første siden 204 på den manuelle driverenheten 152 er motsatt (f.eks. vender bort fra) aktuatoren 102, for slik å flytte den typiske kontrollventilen 100 til åpen posisjon via det manuelle overstyringsapparatet 102. Den andre koblingen 206 kobles til eller føyes sammen med hodet 166 på ledeskruen 150 slik at apparatet 176 på hodet 166 og apparatet 216 på navet 212 jamføres. Driverenheten setter inn stiften 402 gjennom apparat 176 og 216 for å koble den manuelle betjeningsenheten 152 til ledeskruen 150. Driverenheten dreier ledeskruen 150 i den første rotasjonsretningen 302. Dreiing av ledeskruen 150 i den første rotasjonsretningen 302 får ledeskruen 150 til å rotere relativt til stammen 148. Fordi den manuelle betjeningsenheten 152 er koblet til ledeskruen 150 via den andre koblingen 204, får ikke dreiing av ledeskruen 150 stammen 148 til å rotere i den første rotasjonsretningen 302 eller den andre rotasjonsretningen 306. Med andre ord, ledeskruen 150 roterer relativt til (f.eks. inni) stammen 148 når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til ledeskruen 150 via den andre koblingen 204.

Når ledeskruen 150 roteres relativt til stammen 148, kobles hodet 166 på ledeskruen 150 til den første enden 160 på stammen 148. Ledeskruen 150 flytter seg således ikke i den første lineære retningen 304 langs aksen 147 (f.eks. mot aktuatordelen 128) fordi stammen 148 er stasjonær (dvs. flytter seg verken i den første eller andre rotasjonsretningen, 302 eller 306, eller den første og andre lineære retningen 304 og 308) når ledeskruen 150 roterer i den første rotasjonsretningen 302. Når ledeskruen 150 dreies relativt til stammen 148 i den første rotasjonsretningen 302, kobler gjengene 172 på ledeskruen 150 seg til gjengene på det gjengede apparatet 174 på aktuatorstammen 136. I sin tur får gjengene (f.eks. de høyrevridde gjengene) aktuatorstammen 136 til å bevege seg (f.eks. løfte) i den andre lineære retningen 308 og får således aktuatordelen 128 til å bevege seg i en rettlinjet bane langs aksen 147 i den andre lineære retningen 308 (f.eks. mot det første kammeret). Som et resultat får dreiing av ledeskruen 150 relativt til stammen 148 i den første rotasjonsretningen 302 strømningsregulatordelen 118 til å bevege seg til den åpne posisjonen i fig. 5. Ledeskruen 150 omdanner slik rota-sjonsbevegelse av ledeskruen 150 til en lineær bevegelse av aktuatordelen 128 på aktuatoren 104 langs en rettlinjet bane i den andre lineære retningen 308 (f.eks. i retning oppover).

I dette eksempelet får ikke friksjonskrefter mellom stammen 148 og ledeskruen 150 stammen 148 til å dreie med ledeskruen 150 når ledeskruen 150 dreies via den andre koblingen 206 på den manuelle betjeningsenheten 152, fordi hodedelen 166 kobles til den første enden 160 på stammen 148, og stiftdelen 402 koble til den manuelle betjeningsenheten 152 til ledeskruen 150. Med andre ord, den manuelle betjeningsenheten 152 kobler seg ikke til stammen 148 når den manuelle betjeningsenheten 152 kobles til ledeskruen 150 via den andre koblingen 206.1 noen tilfeller kan imidlertid friksjonskrefter (f.eks. mellom borehullet 214 og hodedelen 166) få ledeskruen 150 til å rotere sammen med stammen 148 når stammen 148 dreies i den første eller andre rotasjonsretningen 302 og 306 omkring aksen 147 via den første koblingen 202. I dette tilfellet får imidlertid ikke ledeskruen 150 aktuatordelen 128 til å bevege seg henholdsvis i den første eller andre lineære retningen 304 og 308, fordi de ytre gjengene (f.eks. høyrevridde gjenger) på stammen har en gjengestigning hovedsakelig lik eller identisk med gjengestigningen på gjengene 172 (f.eks. høyrevridde gjenger) på den andre enden 170 til ledeskruen 150. I stedet får for eksempel rotasjon av den første og andre driverdelen 148 og 150 i den første rotasjonsretningen 302 ledeskruen til å dreie seg videre inn i aktuatorstammen 136 uten å få aktuatordelen 128 til å flytte seg fordi stammen 148 også flytter seg i den første lineære retningen 304 sammen med ledeskruen 150 (dvs. ledeskruen 150 roterer ikke relativt til stammen 148).

Det typiske overstyringsapparatet 102 er ikke begrenset til den typiske aktuatoren 104 (f.eks. en dobbeltvirkende aktuator) som beskrives i dette dokumentet. Det typiske overstyringsapparatet 102 kan brukes med enhver aktuator, slik som f.eks. returfjærende stempelaktuatorer, og/eller enhver annen passende aktuator som vanligvis brukes til å betjene kontrollventiler. I tillegg er ikke eksemplene som beskrives i forbindelse med det manuelle overstyringsapparatet begrenset til eks-empelventil 106 i fig. 1A og 1B, og kan brukes med forskjellige ventiltyper, slik som f.eks. en glidestammeventil (f.eks. en portventil, kuleventil, osv.), en rotasjonsventil (f.eks. en kuleventil, en skiveventil, en spjeldventil, osv.) og/eller enhver annen passende ventil som betjenes via lineære aktuatorer slik som f.eks. aktuator 104 i fig. 1B og/eller enhver annen passende aktuator.

Selv om enkelte metoder, apparater og produksjonsartikler beskrives i dette dokumentet, er ikke patentets rekkevidde begrenset til disse. Tvert i mot dekker dette patentet alle metoder, apparater og produksjonsartikler som med rimelighet faller innenfor rekkevidden til de vedlagte kravene enten bokstavelig eller i henhold til ekvivalensprinsippet.

Claims

1. Manuelt overstyringsapparat (100) for bruk med en ventil som omfatter: en manuell betjeningsenhet (152) med en første kobling (202) på en første side (204) og en andre kobling (206) på en andre side (208) motsatt den første siden (204) i forhold til en langsgående akse (218) av den manuelle betjeningsenhet (152), en første driverdel (148) med ytre gjenger (158) som kan kobles til et hus (130) på en aktuator (104), hvori den første driverdelen (148) har en første ende

(160) for fjerningsmottak av den første koblingen (202) av den manuelle betjeningsenheten (152), en andre ende (162) for selektiv tilkobling til en aktuatordel (128) på aktuatoren (104), og et borehull (156) derigjennom langs en langsgående akse (147) i den første driverdelen (148), og en andre driverdel (150) plassert inni borehullet (156) for rotasjonskobling til den første driverdelen (148), hvori den andre driverdelen (150) har en første ende (164) for fjerningsmottak av den andre kobling (206) på den manuelle betjeningsenheten (152) og en andre ende (170) som kan gjengekobles til en aktuatorstamme (136) på aktuatordelen (128), hvori dreiing av den første driverdelen (148) i en første rotasjonsretning via den manuelle betjeningsenheten (152) flytter aktuatordelen (128) på aktuatoren (104) i en første lineær retning og dreiing av den andre driverdelen (150) relativt til den første driverdelen (148) i den første rotasjonsretningen via den manuelle betjeningsenheten (152) får aktuatordelen (128) til å flytte seg i en andre lineær retning, motsatt den første lineære retningen.

2. Apparat som beskrevet i krav 1, karakterisert vedat den andre driverdelen (150) er glidekoblet til den første driverdelen (148).

3. Apparat som beskrevet i krav 1, karakterisert vedat den manuelle betjeningsenheten (152) omfatter et håndhjul.

4. Apparat som beskrevet i krav 1, karakterisert vedat den første koblingen (202) av den manuelle betjeningsenheten (152) omfatter en sekskantformet åpning for å ta imot den første enden av den første driverdelen og den andre koblingen på den manuelle betjeningsenheten (152) har et nav med et borehull for å ta imot den andre enden av den andre driverdelen og en åpning i hovedsak vinkelrett på borehullet.

5. Apparat som beskrevet i krav 4, karakterisert vedat den første enden på den første driverdelen (148) har en sekskantet form.

6. Apparat som beskrevet i krav 4, karakterisert vedat den andre enden på den andre driverdelen (150) har en sylindriskformet kropp med en åpning som skal innrettes med åpningen på den andre koblingen for å ta imot en stift for å koble den andre driverdelen (150) til den andre koblingen på den manuelle betjeningsenheten (152) når den andre driverdelen dreies i den første retningen.

7. Apparat som beskrevet i krav 6, karakterisert vedat den sylinderformede kroppen kobles til en første ende på den første driverdelen (148) for å forhindre rettlinjet bevegelse av den andre driverdelen (150) langs en langsgående akse på aktuatorstammen (136) når den andre driverdelen dreies relativt til den første driverdelen via den manuelle betjeningsenheten (152).

8. Apparat som beskrevet i krav 1, karakterisert vedat den første driverdelen (148) og den andre driverdelen (150) er hovedsakelig koaksialt innrettet med aktuatorstammen (136).

9. Apparat som beskrevet i krav 1, karakterisert vedat gjengene på den første driverdelen (148) og gjengene på den andre driverdelen (150) har samme gjengestigning.

10. Kontrollventil (100), som omfatter: det manuelle overstyringsapparatet (102) ifølge krav 1; og en aktuator (104) med en aktuatordel (128) plassert inni et hus (130) og en aktuatorstamme (136) koblet til aktuatordelen (128) ved en første (138) ende og koblet til ventilstammen (120) på en ventil ved en andre ende (140), hvori det manuelle overstyringsapparatet (100) er koblet til huset (130) på aktuatoren (104).