NO340448B1

NO340448B1 - Hydraulisk koblingselement med trykkavlastende rørventil

Info

Publication number: NO340448B1
Application number: NO20120836A
Authority: NO
Inventors: Iii Robert E Smith
Original assignee: Nat Coupling Co Inc
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2017-04-24
Also published as: US20130025713A1; US8689828B2; GB2493261B; US20140150907A1; DE102012212979B4; GB2493261A; NO20120836A1; US9416886B2; DE102012212979A1; GB201212735D0; BR102012018475A2

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001]Denne oppfinnelse vedrører hydrauliske koplingsorganer. Mer bestemt vedrører den hydrauliske hann- og hunnkoplingsorganer utstyrt med innvendige, fjærbelastende tallerkenventiler (poppet valves) for styring av strømmen av hydraulikkfluid.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002]Et bredt mangfold av hydrauliske koplinger inkluderer innvendige tallerkenventiler for å hindre tap av hydraulikkfluid når koplingen frakoples. Hydrauliske koplinger designet til undersjøisk bruk anvender også i alminnelighet tallerkenventiler for å hindre sjøvann i å komme inn det hydrauliske system når koplingsorganene føres fra hverandre. I mange design, inkluderer tallerkenventilene mekaniske ventilaktivatorer som forårsaker at ventiler som er fjær-belastede til den stengte posisjon åpner med koplings-sammensetning.

[0003]US patent nr. 4,900,071 og 5,052,439 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling som inkluderer et hann-organ og et hunn-organ og en todelt holder for å holde tilbake radial bevegelse av en kileformet ringformet tetning inn i den sentrale boring i hunn-organet. Den todelte holder inkluderer et sylindrisk holderhylse-organ som glir inne i hunn-organets boring, og et gjenget holderlåsende organ som går i inngrep med gjenger i veggen i den sentrale boring. Det holderlåsende organ holder holderhylseorganet på plass inne i hunn-organets boring. Den ringformede tetning holdes tilbake fra radial bevegelse ved hjelp av en svalehale-sammen-montering med en sammen passende skulder på i det minste den ene av holderhylsen og de holderlåsende organer.

[0004]US patent nr. 5,360,035 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling som har en tallerkenventil bevegelig mellom en åpen og en stengt posisjon. Tallerkenventilen er trykkbalansert - det vil si at den opererer uten at vesentlig fluidtrykk utøves aksialt mot flaten av tallerkenventilen. Når tallerkenventilen åpnes, blir radiale passasjer koplet sammen gjennom et ringformet hulrom mellom tallerkenventillegemet og ventilboringen.

[0005]US patent nr. 5,692,538 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk koplingsorgan som har vinklede strømningsporter for å hindre inntrenging av smuss i hydraulikkledningene, og som har en avtappingspassasje for å tillate innestengt hydraulikkfluid å tappes av når koplingsorganene frakoples. Tallerkenventilen i kombinasjon med de vinklede strømningsporter hjelper til med å holde hydraulikksystemet fritt for smuss når organene er frakoplet.

[0006]US patent nr. 6,085,785 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling som har en forlenget sondeseksjon. Hann-organet av koplingen rommer en ventilfjær med en større diameter enn diameteren av ventilhuset. Ventilfjæren er konfigurert til å stenge ventilen for å hindre inntrenging av sjøvann eller lekkasje av hydraulikkfluid fra systemet. Én eller flere tetninger går i inngrep med den forlengede sondeseksjon.

[0007]US patent nr. 6,095,191 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling med et hann-organ med en avsmalnende avkortet kjegleoverflate og et hunn-organ med en avsmalnende avkortet kjegleboring. Før radiale tetninger går i inngrep med de avkortede kjegleoverflater, blir innestengt sjøvann drevet ut eller fortrengt fra boringen gjennom rommet mellom koplingsorganene, slik at sjøvann hindres i å gå inn i hydraulikk ledninger.

[0008]US patent nr. 6,474,359 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk koplingsorgan med en avtappingsventil som åpner for å tillate hydraulikkfluid innestengt i koplingsorganet å unnslippe inntil trykket er under et forhåndsbestemt nivå. Koplingsorganet anvender en tallerkenventil inne i en hylse.

[0009]US patent nr. 6375153 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling med en avtrappet innvendig boring dimensjonert til å øke strømningsmengden gjennom koplingen. Koplingen tillater en økt strømningsmengde uten å øke størrelsen eller vekten av koplingen ved posisjonering av tallerkenventilen i husseksjonen, snarere enn i sondeseksjoner av hann-koplingsorganet.

[0010]US patent nr. 6,237,632 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk koplingsorgan som har en primær tallerkenventil og en sekundær tallerkenventil for å forbedre pålitelighet mot lekkasje når koplingsorganene tas fra hverandre. En fjær strekker seg mellom den første tallerkenventil og aktivatoren for den andre tallerkenventil. Den sekundære tallerkenventil forblir stengt med mindre den første tallerkenventil blir fullstendig åpnet, slik at smuss eller annet materiale som kan forhindre tetting av den første tallerkenventil ikke vil forårsake lekkasje av hydraulikkfluid gjennom den andre tallerkenventil.

[0011]US patent nr. 6,357,722 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling med en tallerkenventil med en aktivator som strekker seg fra ventilen og en føring mellom aktivatoren og boringen. Føringen er et hylseformet organ rundt aktivatoren med strømningspassasjer som sørger for en jevn strøm av hydraulikkfluid gjennom ringrommet mellom koplingens boring og aktivatoren. Føringen hjelper også til med å hindre skade på aktivatoren, og retter inn aktivatoren under tilkoplinger, fråkoplinger og bruk.

[0012]US patent nr. 6,283,444 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk koplingsorgan som har en ventilaktivator som strekker seg gjennom sondeseksjonen og den fremre flate, og har vinklede strømningsporter i sondeseksjonen som hjelper til med å holde hydraulikksystemet fritt for smuss når koplingsorganene frakoples under vann.

[0013]US patent nr. 6,227,245 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk koplingsorgan som har vinklede strømningsporter for å hindre inntrenging av smuss inn i hydraulikkledningene. En portvakt tilknyttet ventilaktivatoren stenger strømnings-portene med mindre tallerkenventilen åpnes ved hjelp av innbyrdes inngrep med et motstående koplingsorgan.

[0014]US patent nr. 6,626,207 offentliggjør en undersjøisk hydraulisk kopling med sammen-låsende tallerkenventil-aktivatorer. Aktivatorene strekker seg fra tallerkenventilene i hvert koplingsorgan og låses sammen for å motstå bøying og/eller andre siderettet forflytting forårsaket av strøm av hydraulikkfluid og turbulens i koplingsorgan-boringene og sammenføyningen mellom koplingsorganene.

[0015]US patent nr. 6,631,734 offentliggjør et undersjøisk hydraulisk attrapp-koplingsorgan for beskyttelse av et motstående undersjøisk hydraulikk-koplingsorgan når hydraulikkledningene ikke er i drift. Det undersjøiske hydrauliske attrapp-koplingsorgan har et vannfortrengnings-ekspansjonskammer med et stempel deri som tillater innestengt vann og/eller luft å bevege seg fra mottakskammeret til vannfortrengnings-ekspansjonskammeret under forbindelse av attrapp-koplingsorganet til det motstående koplingsorgan. Attrappkoplings-organet kan inkludere en normalt stengt tallerkenventil i vannfortrengnings-ekspansjonskammeret, som blokkerer vann og/eller luft fra å bevege seg mellom mottakskammeret og vannfortrengnings-ekspansjonskammeret i den stengte posisjon. Tallerkenventilen åpner som respons på vann- og/eller lufttrykk som virker på den.

[0016]US patent nr. 7,159,616 offentliggjør en hydraulisk kopling med dobbelt løp. Et hydraulisk hunn-koplingsorgan omfatter en første strømningsport; en andre strømningsport; en tredje strømningsport i fluidkommunikasjon med både den første strømningsport og den andre strømningsport; en første tallerkenventil for åpning og stenging av den første strømningsport; og en andre tallerkenventil for åpning og stenging av den andre strømningsport, idet den andre tallerkenventil er forbundet til den første tallerkenventil slik at den andre tallerkenventil beveges til den stengte posisjon når den første tallerkenventil åpnes og beveges til den åpne posisjon når den første tallerkenventil stenges.

[0017]US patent nr. 7,913,974 offentliggjør hydrauliske hann- og hunnkoplingsorganer som har en innvendig tallerkenventil som holdes i den stengte posisjon av en helisk trykkfjær av flat tråd. Fjæren er konfigurert slik at når tallerkenventilen beveges til sin fullt åpne posisjon, blir kveilene i fjæren fullstendig trykket sammen, slik at det dannes et hovedsakelig jevnt boringsrør for strømmen av hydraulikkfluid. Den heliske kompresjonsfjær av flat tråd kan også virke som et ventilstopp, for å begrense bevegelse av tallerkenventilen og tilveiebringe den nødvendige motstand for å bevege ventilaktivatoren i en korresponderende ventil i et sammen-passende organ.

[0018]I de undersjøisk hydrauliske koplinger ifølge kjent teknikk, kan det opptre skade når et koplingsorgan heves fra dypet, på grunn av forandringen i differanse-trykk mellom hydraulikkfluidet inne i koplingen og omgivelsestrykket - dvs. trykket på grunn av vannsøylen og/eller atmosfærisk trykk. Den foreliggende oppfinnelse løser dette problem.

KORT SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0020]En fjærbelastet tallerkenventil (poppet valve) for et hydraulisk koplingsorgan har en innvendig, fjærbelastet tilbakeslagsventil (som kan være en kuletilbakeslagsventil) i fluidkommunikasjon med en avtappingspassasje. Tilbakeslagsventilen kan være konfigurert til å tappe av hydraulikkfluidtrykk inne i koplingsorganet til en forhåndsvalgt verdi. En tallerkenventil i henhold til oppfinnelsen kan brukes i hunn-koplingsorganer og/eller hann-koplingsorganer. Disse utførelser av oppfinnelsen kan ettermonteres på koplingsorganer ifølge kjent teknikk.

KORT BESKRIVELSE AV FLERE RISS PÅ TEGNINGEN(E)

[0021]Fig. 1 er et tverrsnittsriss av en hydraulisk hunn-kopling utstyrt med en tallerkenventil i henhold til kjent teknikk.

[0022]Fig. 2 er et tverrsnittsriss av et hydraulisk hunn-koplingsorgan utstyrt med en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en første utførelse av oppfinnelsen vist i den stengte posisjon.

[0023]Fig. 3 er et forstørret riss av partiet angitt på fig. 2.

[0024]Fig. 4 er et tverrsnittsriss av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til den første utførelse av oppfinnelsen vist med sin avlastningsventil i den stengte posisjon.

[0025]Fig. 5A er et perspektivriss av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en første utførelse av oppfinnelsen.

[0026]Fig. 5B er et perspektivriss av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en andre utførelse av oppfinnelsen.

[0027]Fig. 6 er et tverrsnittsriss av et hydraulisk hunn-koplingsorgan utstyrt med en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en tredje utførelse av oppfinnelsen vist i den stengte posisjon.

[0028]Fig. 7A er et perspektivriss av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en tredje utførelse av oppfinnelsen.

[0029]Fig. 7B er et perspektivriss av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en fjerde utførelse av oppfinnelsen.

[0030]Fig. 8A er et tverrsnittsriss av et hydraulisk hann-koplingsorgan utstyrt med en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til en tredje utførelse av oppfinnelsen (vist på fig. 7A).

[0031]Fig. 8B er et tverrsnittsriss lagt langs linje 8B på fig. 8A.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0032]Som vist på fig. 1, et hunn-koplingsorgan 20 ifølge kjent teknikk omfatter et hus 21, et skaft 48 som kan være fastgjort til en manifoldplate eller lignende, og en sentral boring 32 som har flere variasjoner i sin diameter ettersom den strekker seg gjennom hunn-organet. Den første ende av boringen kan være innvendig gjenget for forbindelse til en hydraulikkledning. Andre forbindelsesmidler kjent innen teknikken kan benyttes, inkludert sveising, stuking, klemrings-koplinger og lignende. En sylindrisk passasje strekker seg i lengderetningen inne i hunn-koplingsorganet og avsluttes ved ventilsete 27. Nærliggende ventilsete 27 er det en skulder 33 som danner en ende av et mottakskammer 34.

[0033]I koplingen illustrert på fig. 1, har mottakskammeret som mottar sonden av hann-organet en avtrappet innvendig diameter med innvendige skuldre 33, 35, og 63. Mottakskammeret har en første mindre diameter 43 og en andre større diameter 47. Hunn-organet 20 inkluderer en tallerkenventil 28 som er dimensjonert til å gli inne i den sylindriske passasje. Tallerkenventilen kan være konisk i form og presses av en ventilfjær 41 inn i en posisjon hvor den er satt på plass mot ventilsetet 27. Når tallerkenventilen er i den stengte posisjon mot ventilsetet, hindrer den fluid i å strømme mellom hann-organet og hunn-organet. Det hule fjærsete 42 forankrer ventilfjæren 41 og holdes på plass av klips 45. En aktivator 44 strekker seg fra toppen av tallerkenventilen.

[0034]En ringformet tetning 50 er posisjonert i mottakskammeret i hunn-organet. Den ringformede tetning kan være en elastomer eller en andre polymertetning som er fleksibel og fjærende. I andre koplinger ifølge kjent teknikk, er tetningen 50 fabrikkert av en konstruksjonsplast, så som polyetereterketon (PEEK). Tetningen 50 har en første skrå skulderoverflate 52 og en andre skrå skulderoverflate 51. Den aksiale tykkelse av den elastomeriske tetning er ved sin ytre omkrets (nærliggende element 69 på fig. 1) større enn den aksiale tykkelse av tetningen ved den indre omkrets 67. Tetningen har således et generelt kileformet tverrsnitt. Tetningen 50 kan ha én eller flere radialt tettende overflater 55, 56 som strekker seg innover fra tetningens indre omkrets 67. Hver av de radialt tettende overflater strekker seg innover fra den indre omkrets, for inngrep med sonden av hann-organet når sonden settes inn gjennom tetningen. De radialt tettende overflater kan deformeres elastisk av sonden når den settes inn gjennom tetningen. De radialt tettende overflater 55 og 56 tilveiebringer styrepunkter for å hjelpe til med å rette inn og føre sonden av hann-organet når den settes inn gjennom tetningen og inn i mottakskammeret 34.

[0035]I hunn-koplingsorganet ifølge kjent teknikk illustrert på fig. 1, har sonde-tetningen 50 riller i sin ytre omkrets. O-ringer 57, 58 eller lignende tetninger kan være posisjonert i hver av rillene. Alternativt kan tetningen 50 ha en flerhet av integrerte tettende fremspring som strekker seg fra dens ytre omkrets.

[0036]I hunn-koplingsorganet vist på fig. 1, blir implosjon av tetningen inn i mottakskammeret på grunn av lavt trykk eller vakuum motvirket fordi tetningen har en sammenlåsende pakning med den omvendt skrånende skulderoverflate 62 av tetningsholderen 29 og den omvendt skrånende skulderoverflate 61 av låseorganet 30. Tetningsholderen kan være en sylindrisk hylse som glir inn i den andre diameter 47 av mottakskammeret. Alternativt kan tetningsholderen være gjenget til hunn-organet eller være i inngrep med hunn-organet ved hjelp av andre midler. I den illustrerte kopling, når tetningsholderen er i fullt inngrep med hunn-organet, ligger den første ende 46 av tetningsholderen an mot skulderen 63. Tetningsholderen holder den hule radial metalltetning 31 på den indre skulder 35.

[0037]I hunn-koplingsorganet illustrert på fig. 1, har tetningsholderen en første innvendig omkretsoveflate 59 nærliggende den første ende derav og en andre innvendig omkretsoverflate 69 nærliggende den andre ende derav. Den innvendige diameter av den første indre omkretsoverflate er mindre enn den innvendige diameter av den andre indre omkretsoverflate. Den omvendt skrånende skulder 62 befinner seg mellom den første og andre indre omkrets overflate. Den omvendt skrånende skulder har en sammenlåsende pasning med tetningen 50 for å holde tetningen tilbake fra å bevege seg innover i en radial retning. En O-ring 49 er posisjonert i en rille ved den første ende 46 av tetningsholderen for å tilveiebringe en tetning av flåtetypen mellom tetningsholderen og skulderen 63.

[0038]I den illustrerte kopling ifølge kjent teknikk er låseorganet 30 i inngrep med hunn-koplingsorganet med gjenger 53. Andre inngrepsmidler kjent innen teknikken kan brukes. Når låseorganet er fullstendig fastgjort til hunn-koplingsorganet, ligger den første ende 64 an mot tetningsholderen 29 og holder tetningsholderen på plass. Låseorganet 30 har en sentral åpning med en innvendig diameter 54 som tillater innsetting av sonden av hann-organet. Den omvendt skrånende skulderoverflate 61 holder tetningen 50 på plass og holder tetningen tilbake fra å bevege seg innover i en radial retning.

[0039]Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en alternativ tallerkenventil-design for en hydraulisk kopling, og kan beste forstås ved henvisning til de forskjellige eksemplifiserende utførelser vist på tegningsfigurene, hvor korresponderende elementer deler de to minst signifikante sifre av sine henvisningstall.

[0040]De trykkavlastende tallerkenventiler ifølge den foreliggende oppfinnelse er utstyrt med en fjærbelastet tilbakeslagsventil konfigurert til å tillate trykksatt hydraulikkfluid inne i koplingen å ventileres fra koplingen inntil en forhåndsvalgt trykkdifferanse mellom det indre og ytre trykk er oppnådd.

[0041]En tilbakeslagsventil ("ikke-returventil" eller "enveis-ventil") er en mekanisk innretning som normalt tillater fluid (væske eller gass) å strømme gjennom den i kun én retning.

[0042]Tilbakeslagsventiler er to-portventiler, hvilket betyr at de har to åpninger i huset, én for inngang av fluid og den andre for utgang av fluid. Det er forskjellige typer av tilbakeslagsventiler som brukes i et bredt mangfold av anvendelser. Tilbakeslagsventiler er ofte del av alminnelige husholdningsgjenstander. Tilgjengelig i et bredt spekter av størrelser og kostnader, kan tilbakeslagsventiler være svært små, enkle og/eller billige. Tilbakeslagsventiler virker automatisk, og er for det meste ikke styrt av en person eller ytre styring; de fleste har følgelig ikke noe ventilskaft eller -spindel.

[0043]En viktig parameter ved enhver tilbakeslagsventil er dens åpningstrykk - minimum oppstrøms trykk som ventilen vil operere ved. Tilbakeslagsventilen er typisk designet for og kan derfor spesifiseres for et spesifikt åpningstrykk.

[0044]Selv om kuleorganene i alle kuletilbakeslags-ventilene oftest er laget av metall, kan de være laget av andre materialer. I visse spesialiserte tilfeller er de fabrikkert av kunstig rubin. Høytrykkspumper og lignende anvendelser bruker ofte små innløps- og utløps-kule-tilbakeslagsventiler med både kuler og seter laget av kunstig rubin, på grunn av dens hardhet og kjemiske bestandighet. Etter langvarig bruk, kan slike tilbakeslagsventiler slites ut eller sete kan utvikle en sprekk, og krever utbytting. Slike ventiler kan derfor være laget til å være utbyttbare, enkelte ganger plassert i et separat legeme tett innsatt inne i en metallrørdel som kan motstå høyt trykk og som er skrudd inn i pumpehodet.

[0045]Det er lignende tilbakeslagsventiler hvor den bevegelig del ikke er en kule, men har en andre form, så som en tallerken (eng. poppet) som får tilført energi fra en fjær. Kuletilbakeslagsventiler bør ikke blandes sammen med "kuleventiler", som er en andre type av ventil hvor en kule virker som en styrbar motor for å stoppe eller lede fluidstrøm.

[0046]Fig. 2 viser et hydraulisk hunn-koplingsorgan 120 utstyrt med en trykkavlastende tallerkenventil 170 i henhold til en første utførelse av oppfinnelsen. Både tallerkenventilen 170 og den trykkavlastende kuletilbakeslagsventil inne i legemet av tallerkenventilen er vist i den stengte posisjon.

[0047]Hunn-koplingsorganet 120 har et generelt sylindrisk hus 121 med en sentral aksial boring 132 som passerer fra en første ende av dette til en motstående andre ende, hvilken danner mottakskammer 134 for mottak av sonden av et korresponderende hann-organ (eksempelvis hann-organ 322 som illustrert på fig. 8). Den sentrale boring 132 kan ha forskjellige seksjoner med forskjellige innvendige diametre. En avkortet kjegleseksjon (dvs. en seksjon som har form av et konisk avstumpet parti) kan danne tallerkenventilsetet 127. Som i tallerkenventiler ifølge kjent teknikk, kan tallerkenventilen 170 ha en radial tetning 140 konfigurert til tettende inngrep med det koniske ventilsete 127, en ventilaktivator 144 som beveger tallerkenventilen 170 bort fra setet 127, hvilket åpner ventilen for strømmen av hydraulikkfluid når den får kontakt med en korresponderende aktivator på et hann-koplingsorgan satt på plass i mottakskammeret 134, og en ventilfjær 141 som er konfigurert til å presse tallerkenen 170 til den stengte posisjon ved at den virker mot det hule fjærsete 142, som kan være fastgjort i boringen 132 med en holderklips 145. Den radiale tetning 140 kan holdes på plass mellom nesestykket 176 og hovedseksjonen av tallerkenventillegemet 171. Den radiale tetning 140 kan være en polymertetning. Polymeren kan være en elastomer.

[0048]Det vil av de som har fagkunnskap innen teknikken forstås at tallerkenventilen 170 åpner og stenger ved å gli i lengderetningen inne i boringen 132. Tallerkenventilen 170 kan holdes i innretting inne i boringen 132 av et første radialt avstandsstykke 173 og et andre radialt avstandsstykke 174. Som det best kan ses på fig. 5A, det radiale avstandsstykke 174 kan ha en flerhet av langsgående spor 193 som, når tallerkenventilen er åpen, tillater hydraulikkfluid å strømme gjennom den ringformede strømningspassasje 195, gjennom radiale strømningspassasjer 177 og inn i den sentrale boring 172 som er i fluidkommunikasjon med den sentrale boring 132 i koplingen 120 via den sentrale passasje i det hule fjærsete 142. På denne måte, tilveiebringes et løp for strømmen av hydraulikkfluid gjennom koplingen.

[0049]I den illustrerte utførelse er tallerkenventilen 170 forsynt med en kuletilbakeslagsventil konfigurert til å avlaste for stort hydraulikktrykk inne i koplingen 120. Den illustrerte tilbakeslagsventil omfatter et hus 190, en kule 181, en ventilkule 180, en ventilfjær 185 og et fjærsete 186.

[0050]Tallerkenventilen 170 har et generelt sylindrisk legeme 171 med en sentral, aksial boring 172 som kan ha en flerhet av seksjoner med forskjellige innvendige diametre. Én eller flere radiale fluidpassasjer 177 tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom den sentrale aksiale boring 172 og den ytre sylindriske overflate av tallerkenlegemet 171.

[0051]Trykkavlastningsventilen befinner seg inne i boringen 172 i tallerkenventilen 170. Tallerkenventilen 170 kan anses for å ha to seksjoner - en første seksjon som strekker seg fra tetningen 140 (eller dens ekvivalent) mot aktivatoren 144 (nedover på figurene 2 og 4) og en andre seksjon som strekker seg fra tetningen 140 bort fra ventilaktivatoren 144 (oppover på figurene 2 og 4). En trykkavlastningsventil 180 i henhold til den foreliggende oppfinnelse befinner seg hovedsakelig inne i den andre seksjon av tallerkenventilen 170. Dette tillater at avlastningsventilen er større og har en større (og følgelig sterkere) forbelastende fjær 185. Dette tillater i sin tur tilveiebringelse av en avlastningsventil som har et høyere konstruksjonstrykk - dvs. et høyere åpningstrykk - enn det som ville være gjennomførbart med en avlastningsventil lokalisert i den første seksjon av tallerkenventilen 170.

[0052]Det vises nå til fig. 4, hvor det kan ses at avlastningsventilen omfatter et generelt rørformet organ 190 med en sentral aksial boring som kan ha en flerhet av seksjoner med forskjellige innvendige diametre. Skulderen 182 atskiller to slike seksjoner og kan tilveiebringe et ventilsete for kulen 181. Den utvendige diameter av det rørformede organ 190 kan være dimensjonert til å tillate en glidende pasning inne i den sentrale aksiale boring 172 i tallerkenen 170. Ventilkurven 180 ligger an mot kulen 181 på en første ende og passer inn i et parti av fjærsetet 186 ved en motstående, andre ende. Avlastningsventilfjæren 185 er en trykkfjær som ligger an mot den indre ende av fjærsetet 186 ved én ende og mot en skulder på den ytre sylindriske overflate av ventilkurven 180 i en motstående ende. Vinklede strømningspassasjer 184 i ventilkurven 180 tillater hydraulikkfluid å strømme forbi kuletilbakeslagsventilen 181 (når den er åpen), inn i den sentrale passasje 183, derfra gjennom nesepassasjen 188 og ut gjennom trykkavlastningsventilerings-åpningen 189 som er åpen til mottakskammeret 134 i hunn-koplingsorganet 120 (se fig. 2).

[0053]Avlastningsventilen kan sammenstilles ved innsetting av kulen 181, ventilkurven 180, ventilfjæren 185 og fjærsetet 186 inn i én ende av det sentrale hulrom i mantelorganet 190. En sveis 187 brukes i den illustrerte utførelse til å fastgjøre fjærsetet 186 til mantelen 190. I andre utførelser kan et fjærstopp 186 være i gjengeinngrep med mantelen 190. I enda andre utførelser kan fjærstoppet 186 være i inngrep med mantelen 190 med en fast pasning.

[0054]Figurene 2 og 4 viser også et valgfritt filter 179 anordnet i den sentrale passasje i ventilhuset 190. Filteret 179 kan hjelpe til med å hindre eventuell fremmed materie i hydraulikkfluidet i å forstyrre operasjonen av avlastningsventilen. Filteret 179 kan omfatte et sintret filter. Filteret 179 kan være fastgjort inne i huset 190 med en ekspansjonsplugg 178 som også kan brukes til å fastgjøre huset 190 inne i den sentrale boring 172 i tallerkenventilen 170. Som det best kan ses i det forstørrede riss på fig. 3, kan den ytre, sylindriske overflate av huset 190 inkludere tetningen 192 og mekaniske gripere 191 og 191' som går i inngrep med den innvendige overflate i boringen 172 ved innsetting av ekspansjonspluggen 178.

[0055]Som det vil forstås av de som har fagkunnskap innen teknikken, åpnings-trykket for avlastningsventilen er overveiende bestemt av fjærkonstanten til ventilfjæren 185.

[0056]Fig. 5B illustrerer en andre utførelse av oppfinnelsen hvor tallerkenventilen 270 omfatter et radialt avstandsstykke 274 med en flerhet av langsgående gjennomgående hull 294 som tillater passasje av hydraulikkfluid inn i (eller ut av) det ringformede rom avgrenset av den ytre, generelt sylindriske overflate av ventillegemet 271 og den indre overflate av den sentrale boring 132 i koplingen 120.

[0057]Fig. 6 viser et hydraulisk hunn-koplingsorgan 320 utstyrt med en tallerkenventil 270 i henhold til en tredje utførelse av oppfinnelsen, hvilken tallerkenventil inkorporerer en indre trykkavlastende ventil.

[0058]Hunn-koplingsorganet 320 har et generelt sylindrisk hus 321 med en sentral aksial boring 332 som passerer fra en første ende av dette til en motstående andre ende, hvilken danner mottakskammer 334 for mottak av sonden av et korresponderende hann-organ (eksempelvis hann-organ 322 som illustrert på fig. 8). Den sentrale boring 332 kan ha en avkortet kjegleseksjon som danner tallerkenventilsetet 327. Som i tallerkenventiler ifølge kjent teknikk, tallerkenventilen 370 kan ha en radial tetning 340 konfigurert til tettende inngrep med det koniske ventilsete 327, en ventilaktivator 344 som beveger tallerkenventilen 370 bort fra setet 327, hvilket åpner ventilen for strøm av hydraulikkfluid når den får kontakt med en korresponderende aktivator på et hann-koplingsorgan satt på plass i mottakskammeret 334, og en ventilfjær 341 som er konfigurert til å presse tallerkenen 370 til den stengte posisjon ved at den virker mot det hule fjærsetet 342 som kan være fastgjort i boringen 332 med et holderklips 345 som er i inngrep i en rille i overflaten av boringen 332. Den radiale tetning 340 kan holdes på plass mellom nesestykket 336 og hovedseksjonen av tallerkenventillegemet 371. Den radiale tetning 340 kan være en polymertetning. Polymeren kan være en elastomer.

[0059]Det vil av de som har fagkunnskap innen teknikken forstås at tallerkenventilen 370 åpner og stenger ved å gli i lengderetningen inne i boringen 332. Tallerkenventilen 370 kan holdes i innretting inne i boringen 332 av det første radiale avstandsstykke 373 og det andre radiale avstandsstykke 374. Som det best kan ses på fig. 7A, de radiale avstandsstykker 373 og 374 kan ha en flerhet av langsgående spor 393', henholdsvis 393, som, når tallerkenventilen er åpen, tillater hydraulikkfluid å strømme gjennom ringformede strømningspassasjer 395 og 395' og inn i den sentrale boring 332 i koplingen 320. Hydraulikkfluid kan komme inn i (eller gå ut av) koplingen 320 via den sentrale passasje i det hule fjærsete 342. På denne måte, tilveiebringes et løp for strømmen av hydraulikkfluid gjennom koplingen.

[0060]I den illustrerte utførelse er tallerkenventilen 370 utstyrt med en kuletilbakeslagsventil konfigurert til å avlaste for stort hydraulikktrykk inne i koplingen 320. Denne trykkavlastende ventil omfatter et ventilsete 380, en sfærisk kule 381, en kuleaktivator 397 og en ventilfjær 385 anbrakt inne i den sentrale boring 372 i tallerkenen 370.

[0061]Tallerkenventilen 370 har et generelt sylindrisk legeme med en sentral, aksial boring 372 som kan ha en flerhet av seksjoner med forskjellige innvendige diametre. I den illustrerte utførelse er nesestykket 336, som omfatter en ventilaktivator 344, i gjenget inngrep med en ende av tallerkenlegemet 371. Den motstående ende av tallerkenlegemet 371 er i gjenget inngrep (ved 316) med avlastningsventilsetet 380. En tetning 318 (som kan være en O-ring 13) kan være tilveiebrakt for å sørge for en fluidtett tetning mellom tallerkenlegemet 371 og avlastningsventilsetet 380. Som vist på fig. 7A, ett eller flere par av skrunøkkel-flater 399 kan være anordnet nær den første ende 375 av tallerkenventilen 370 for installering (eller uttak) av det gjengede ventilsete 380.

[0062]Ventilorganet 380 har en sentral aksial boring som utgjøres av en første seksjon som avsluttes ved skulder 310 og som tallerkenventilfjæren 341 ligger an mot, og en fluidpassasje 312 som i én ende er åpen til skulderen 310 og har en avkortet kjegleseksjon 314 i en motstående ende, som tjener som et sete for kulen 381.

[0063]Ventilaktivatoren 397 er konfigurert til å gli inne i den sentrale boring 372 i tallerkenhyllen 370. Den omfatter én eller flere langsgående passasjer 398 for å tillate hydraulikkfluid å strømme fra én side av denne til den andre. Aktivatoren 397 presses mot kulen 381 av avlastningsventilfjæren 385. Når hydraulikkfluidtrykket i det indre av koplingen 320 overstiger en forhåndsvalgt verdi i forhold til det ytre trykk, vil kulen 381 løfte seg fra setet, og hydraulikkfluid kan ventileres via passasjene 312 og 398 inn i den sentrale boring 372, og deretter ut i mottakskammeret 334 via nesepassasjen 388 og den forbundne, vinklede trykk-avlastningsventileringsåpning 389.

[0064]Trykkavlastningsventilen som utgjøres av elementene 380, 381, 397 og 385, befinner seg hovedsakelig inne i boringen 372 i tallerkenventilen 370. Tallerkenventilen 370 kan anses for å ha to seksjoner - en første seksjon som strekker seg fra tetningen 340 (eller dens ekvivalent) mot aktivatoren 344 (nedover på fig. 6), og en andre seksjon som strekker seg fra tetningen 340 bort fra ventilaktivatoren 344 (oppover på fig. 6). En trykkavlastningsventil i henhold til den foreliggende oppfinnelse befinner seg i hovedsak inne i den andre seksjon av tallerkenventilen 370. Dette tillater at avlastningsventilen er større og har en større (og følgelig sterkere) forbelastende fjær 385. Dette tillater i sin tur tilveiebringelse av en avlastningsventil som har et høyere konstruksjonstrykk - dvs. et høyere åpningstrykk - enn de som ville være gjennomførbart med en avlastningsventil dimensjonert til å passe inn i den første seksjon av tallerkenventilen 370.

[0065]Fig. 7B illustrerer en fjerde utførelse av oppfinnelsen hvor tallerkenventilen 470 omfatter radiale avstandsstykker 473 og 474 ved en flerhet av langsgående gjennomgående hull 494 merket henholdsvis 494, som tillater passasje av hydraulikkfluid inn i (eller ut av) det ringformede rom avgrenset av den ytre, generelt sylindriske overflate av ventillegemet 471 og den indre overflate av den sentrale boring 132 i koplingen 120 (eller den sentrale boring 332 i koplingen 320).

[0066]Figurene 8A og 8B viser et hydraulisk hann-koplingsorgan 322 utstyrt med en trykkavlastende tallerkenventil 370 i henhold til den utførelse av oppfinnelsen som er illustrert på figurene 6A og 7A. Det skal forstås at de andre utførelser av en trykkavlastende tallerkenventil i henhold til oppfinnelse beskrevet ovenfor og illustrert på figurene 4, 5A, 5B og 7 også kan brukes i hydrauliske hann-koplingsorganer.

[0067]Som konvensjonelt innen teknikken, det hydrauliske hann-koplingsorgan 322 omfatter et generelt sylindrisk hus 323 med et skaft 348 i en ende av dette for forbindelse til en manifoldplate eller lignende, og et sondeorgan 324 i en motstående ende tilpasset til innsetting i mottakskammeret i et korresponderende hunn-koplingsorgan. Huset 323 har en sentral, aksial boring 325 som den trykkavlastende tallerkenveil 370 kan sette i. Den sentrale boring 325 kan omfatte en avkortet kjegleseksjon som danner tallerkenventilsetet 327. Som i tallerkenventiler ifølge kjent teknikk, tallerkenventilen 370 kan ha en radial tetning 340 konfigurert for tettende inngrep med det koniske ventilsetet 327, idet ventilaktivatoren 344 beveger tallerkenventilen 370 bort fra setet 327, hvilket åpner ventilen for strømmen av hydraulikkfluid når den får kontakt med en korresponderende aktivator i mottakskammeret i et korresponderende hunn-koplingsorgan. Ventilfjæren 341 er konfigurert til å presse tallerkenen 370 til den stengte posisjon ved å virke mot det hule fjærsete 342 som kan være fastgjort i boringen 325 med holderklips 345.

[0068]Det vil av de som har fagkunnskap innen teknikken forstås at tallerkenventilen 370 åpner og stenger ved å bli i lengderetningen inne i boringen 325. Tallerkenventilen 370 kan holdes i innretting inne i boringen 325 av et første radialt avstandsstykke 373 og et andre radialt avstandsstykke 374. Som det best kan ses på fig. 7A, de radiale avstandsstykker 373 og 374 kan ha en flerhet av langsgående spor 393' henholdsvis 393, som, når tallerkenventilen er åpen, tillater hydraulikkfluid å strømme gjennom ringformede strømningspassasjer 395 og 395' og inn i den sentrale boring 325 i koplingen 322. Hydraulikkfluid kan gå inn i (eller ut av) koplingen 322 via den sentrale passasje i det hule fjærsete 342. På denne måte tilveiebringes et løp for strømmen av hydraulikkfluid gjennom koplingen.

[0069]I den illustrerte utførelse er tallerkenventilen 370 utstyrt med en kuletilbakeslagsventil konfigurert til å avlaste for stort hydraulikktrykk inne i koplingen 322. Denne trykkavlastende ventil omfatter et ventilsette 380, en sfærisk kule 381, en glidende kuleaktivator 397 og en ventilfjær 385 som befinner seg inne i den sentrale boring 372 i tallerkenen 370.

[0070]Tallerkenventilen 370 har et generelt sylindrisk legeme 371 med en sentral, aksial boring 372 som kan ha en flerhet av seksjoner med forskjellige innvendige diametre. I den illustrerte utførelse er nesestykket 336, som omfatter ventilaktivatoren 344, i gjenget inngrep med én ende av tallerkenlegemet 371. Den motstående ende av tallerkenlegemet 371 er i gjenget inngrep (ved 316) med avlastningsventilsetet 380. En tetning 318 (som kan være en O-ring-tetning) kan være tilveiebrakt for å sørge for en fluidtett tetning mellom tallerkenlegemet 371 og avlastningsventilsetet 380. Som vist på fig. 7A, ett eller flere par av skrunøkkel-flater 399 kan være anordnet nær den første ende 375 av tallerkenventilen 370 for installering (eller uttak) av det gjengede ventilsetet 380.

[0071]Ventilorganet 380 har en sentral aksial boring som utgjøres av en første seksjon som avsluttes ved skulderen 310, og som tallerkenventilen 341 ligger an mot, og en fluidpassasje 312 som i én ende er åpen mot skulderen 310 og har en avkortet kjegleseksjon 314 i en motstående ende, som tjener som et sete for kulen 381.

[0072]Ventilaktivatoren 397 er konfigurert til å gli inne i den sentrale boring 372 i tallerkenen 370. Den omfatter én eller flere langsgående passasjer 398 for å tillate hydraulikkfluid å strømme fra én side av denne til den andre. Aktivatoren 397 presses mot kulen 381 av avlastningsventilfjæren 385. Når hydraulikk-fluidtrykket i det indre av koplingen 322 overstiger en forhåndsvalgt verdi i forhold til det ytre trykk, vil kulen 381 løfte seg fra setet, og hydraulikkfluid kan ventileres via passasjene 312 og 398, inn i den sentrale boring 372, og deretter ut av koplingsorganet via nesepassasjen 388 og den forbundne, vinklede trykkavlastnings-ventileringsåpning 389.

[0073]Trykkavlastningsventilen som utgjøres av elementene 380, 381, 397 og 385 befinner seg hovedsakelig inne i boringen 372 i tallerkenventilen 370. Tallerkenventilen 370 kan anses å ha to seksjoner - en første seksjon som strekker seg fra tetningen 340 (eller dens ekvivalent) mot aktivatoren 344 (oppover på fig. 8A), og en andre seksjon som strekker seg fra tetningen 340 bort fra ventilaktivatoren 344 (nedover på fig. 8A). Trykkavlastningsventilen i henhold til den foreliggende oppfinnelse befinner seg hovedsakelig inne i den andre seksjon av tallerkenventilen 370. Dette tillater at avlastningsventilen er større og har en større (og følgelig sterkere) forbelastende fjær 385. Dette tillater i sin tur tilveiebringelsen av en avlastningsventil som har et høyere konstruksjonstrykk - dvs. i et høyre åpningstrykk - enn det som ville være gjennomførbart med en avlastningsventil dimensjonert til å passe inn i den første seksjon av tallerkenventilen 370.

Claims

1. Tallerkenventil (170) for en hydraulisk kopling, omfattende: et tallerkenventillegeme (171) som har et første, tettende parti (176) i form av et konisk avstumpet parti og et andre, generelt sylindrisk parti nærliggende det første parti; et sentralt aksialt hulrom (183) i tallerkenventillegemet (171) som er hovedsakelig lukket ved en første ende derav og åpen ved en motstående, andre ende; en trykkavlastningsventil (180) innenfor det parti av det sentrale aksiale hulrom (183) som befinner seg i det andre, generelt sylindriske parti av tallerkenventillegemet (171).

2. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor trykkavlastningsventilen (180) er en kuletilbakeslagsventil.

3. Tallerkenventil som anført i krav 2, hvor trykkavlastningsventilen (180) er en fjærbelastet kuletilbakeslagsventil.

4. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor trykkavlastningsventilen (180) er konfigurert til å åpne ved en forhåndsbestemt fluidtrykkdifferanse mellom den første enden av tallerkenventillegemet og den andre enden av tallerkenventillegemet.

5. Tallerkenventil som anført i krav 1, videre omfattende en ventilaktivator (144) forbundet til den første enden av tallerkenventillegemet (171), og som har en fluidpassasje (189) som forbinder utsiden av ventilaktivatoren (144) til det sentrale aksiale hulromet (183).

6. Tallerkenventil som anført i krav 5, hvor ventilaktivatoren (144) hovedsakelig er sylindrisk og fluidpassasjen (189) er åpen mot den sylindriske sideoverflaten av ventilaktivatoren (144).

7. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor det ventil-tettende partiet av tallerkenventillegemet omfatter en metall-mot-metall tetning.

8. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor det ventil-tettende partiet omfatter en ringformet polymertetning (50) som holdes på plass på utsiden av den første seksjonen av ventillegemet.

9. Tallerkenventil som anført i krav 8, hvor polymertetningen (50) omfatter en elastomer.

10. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor tallerkenventillegemet (171) er konfigurert til glidende inngrep inne i det sentrale hulrommet (183) i et hydraulisk koplingsorgan mot en helisk trykkfjær (185) som holdes på plass mellom tallerkenventillegemet (171) og et fjær-sete (186) som holdes på plass inne i det hydrauliske koplingsorganet.

11. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor tallerkenventillegemet (171) omfatter minst ett ringformet, radialt avstandsstykke (174) ragende ut fra den ytre overflaten av legemet, hvilket avstandsstykke omfatter en flerhet av aksiale spor (193) ved omkretsen av det radiale avstandsstykket (174).

12. Tallerkenventil som anført i krav 1, hvor tallerkenventillegemet (171) omfatter minst ett ringformet, radialt avstandsstykke (274) ragende ut fra den ytre overflaten av legemet, hvilket avstandsstykke omfatter en flerhet av gjennomgående hull (294) åpne ved motstående, aksiale ender av det radiale avstandsstykket.

13. Tallerkenventil som anført i krav 1, videre omfattende minst én radial fluidpassasje (177) i tallerkenventillegemet (171) i fluidkommunikasjon med den utvendige overflaten av tallerkenventillegemet og det sentrale aksiale hulrommet (183) i tallerkenventillegemet.

14. Tallerkenventil som anført i krav 1, videre omfattende et filter (179) i fluidkommunikasjon med trykkavlastningsventilen.

15. Tallerkenventil som anført i krav 1, videre omfattende et gjenget parti av det sentrale aksiale hulrommet (183) og etfjær-sete (186) i gjenget inngrep med det sentrale aksiale hulrommet (183), hvilket fjær-sete omfatter en første ende konfigurert til å motta en tallerkenventilaktivatorfjær (185) og en motstående andre ende med et kuleventilsete (182) og en fluidpassasje (184) som forbinder den første enden til kuleventilsetet.

16. Tallerkenventil som anført i krav 15, hvor kuleventilsetet omfatter en avkortet kjegleseksjon av fluidpassasjen (184).

17. Tallerkenventil som anført i krav 15, videre omfattende en fjærbelastet kuleaktivator (185) dimensjonert og konfigurert til å bli i lengderetningen inne i det sentrale aksiale hulrommet (183) og ligge an mot en kule (181) i kuleventilsetet.

18. Tallerkenventil som anført i krav 17, videre omfattende minst én fluidpassasje som forbinder en aksial ende av aktivatoren til en motstående aksial ende av aktivatoren.

19. Tallerkenventil som anført i krav 15, videre omfattende en tetning (140) nærliggende det gjengede partiet.

20. Tallerkenventil som anført i krav 19, hvor tetningen (140) er en O-ring tetning.

21. Hydraulisk hunn-koplingsorgan (120), omfattende: et generelt sylindrisk hus (121) som har en sentral, aksial boring (132); et mottakskammer (134) ved en første ende av den sentrale aksiale boringen konfigurert til å motta sondeorganet (324) til et korresponderende hydraulisk hann-koplingsorgan (322); fluidforbindelsesmidler ved en motstående andre ende av den sentrale aksiale boringen (132), konfigurert til forbindelse med et hydraulisk fluidledningsrør; og en trykkavlastende tallerkenventil (120) inne i den sentrale aksiale boringen (132) mellom den første enden og den andre enden av denne, som omfatter: et tallerkenventillegeme (171) med et første, tettende parti i form av et konisk avstumpet parti (144), og et andre, generelt sylindrisk parti nærliggende det første partiet; et sentralt aksialt hulrom (183) i tallerkenventillegemet som er hovedsakelig lukket ved en første ende derav og åpen ved en motstående andre ende; en trykkavlastningsventil (180) inne i det parti av det sentrale aksiale hulrommet som er anordnet i det andre, generelt sylindriske partiet av tallerkenventillegemet (171).

22. Hydraulisk hann-koplingsorgan (322), omfattende: et generelt sylindrisk hus (323) som har en sentral, aksial boring (325); et sondeorgan (324) ved en første ende av det generelt sylindriske huset, konfigurert til inngrep med mottakskammeret (134) i et korresponderende hydraulisk hunn-koplingsorgan (120); fluidforbindelsesmidler ved en motstående andre ende av det generelt sylindriske huset, og i fluidkommunikasjon med den sentrale aksiale boringen (325), konfigurert til forbindelse med et hydraulisk fluidledningsrør; og en trykkavlastende tallerkenventil (370) inne i den sentrale aksiale boringen (325) mellom den første enden og den andre enden derav, som omfatter: et tallerkenventillegeme (371) med et første, tettende parti i form av et konisk avstumpet parti (336), og et andre, generelt sylindrisk parti nærliggende det første partiet; et sentralt aksialt hulrom (372) i tallerkenventillegemet (371) som er hovedsakelig lukket ved en første ende derav og åpen ved en motstående andre ende; en trykkavlastningsventil (380) inne i det parti av det sentrale aksiale hulrommet som er anordnet i det andre, generelt sylindriske partiet av tallerkenventillegemet.