NO793367L - Innretning for aksialkraftbegrensning, saerlig for avstengningsorganer. - Google Patents

Description

Innretning for aksialkraftbegrensning, særlig for avstengningsorganer.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en innretning for aksialkraftbegrensning, særlig for avstengningsorganer, som angitt i hovedkravets innledning.

Ved de vanlige avstengningsarmaturer blir grensestillingene av de bevegelige deler, dvs. generelt spindelendestillingene, over-våket og styrt av avstandsbrytere. Dersom denne styring svikter eller blir forbikoblet, skjer utkobling av drivmotoren med momentbrytere. Som folge av tregheten i systemet drivmotor-drev, vil det moment som faktisk utoves mot de belastede armaturdeler dog være storre enn det moment som er innstilt på momentbryteren. Det faktisk opptredende moment kan bli så stort at det skader de berorte armaturdeler eller f.eks. skyver kileskyvere så langt inn i setet at de.ikke lenger kan åpnes.

Det samme kan også sis om svikt av momentbryteren. Driften blir da som regel forst koblet ut ved egen termobeskytteIse.

På grunn av de usikre friksjonsforhold i driften og mellom spindelmutteren og spindelen er dreiemomentet et upålitelig mål på den aksiale spindelkraft.

Slurekoblinger benyttes ikke ved armaturer på grunn av manglen-de pålitelighet.

En dimensjonering av armaturen for det maksimalt mulige drivmo-ment ville medfore svære dimensjoner og store omkostninger. I tillegg til de ovennevnte usikkerhetsmomenter kommer påkjenninger ved ekspansjonsdifferanser som folge av temperaturforand-iringer mellom spindelen og armaturhuset, når spindelen sitter fast i endest.illingene. Det kan da opptre aksiale forkilinger med fare for at spindelen boyer seg eller brister, at kileskyvere setter hhv. skjærer seg fast osv.

Ved rorbrudd etter ventiler, f.eks. omstyrings- eller isolasjonsventiler, kan aksialkraften som ved lukning oppstår som folge av trykkdifferansen gjennom ventilskiven, bli så stor, avhengig av det preliminære trykk og bruddtverrsnittet etter armaturen, at spindelen utsettes for en utillatelig påkjenning eller at drivmomentet ikke lenger strekker til. for å bevege spindelen.

Mangelfull lukking kan f.eks. ved omkoblingsarmaturer etter rorbrudd i forvarmeren fore til at turbinen settes i fare, idet vannet kunne stromme over bruddstedet til forvarmerens damprom og deretter fra tappeledningen til turbinen. Slike problemer kan også oppstå i ferskdamp- eller fodevanns-trykkledninger i kjernekraftverk, idet rorbrudd må forutsettes å kunne'forekomme. Armaturene må da kunne lukke pålitelig for at det ikke skal av-gis radioaktivitet til omgivelsene.

Ved bruk av drivhoder med avfjæret spindelmutter, slik det er vanlig i dag, vil mutteren boyes elastisk ned ("durchfedern") ved overskridelse av fjærforspenningen, slik at armaturen luk-kes selv uten drivmotor og spindelens aksialkraft begrenses. Ved storre nominelle bredder og slag er dette armaturhode dog meget langt. Derfor benyttes for slike formål ofte armaturer som betjenes med et eget medium. I trykkfri tilstand eller ved lavt trykk må disse armaturer dog betjenes manuelt eller med en ekstra drivmotor.

Ovenstående ulember unngås ved hjelp av oppfinnelsen, som er angitt i hovedkravets karakteriserende del.

Oppfinnelsens gjenstand skal i det fSigende beskrives nærmere under henvisning av et utforelseseksempel som er vist i tegnin-gen, hvor

fig. 1 er en skisse av en innretning ifolge oppfinnelsen brukt I på eh stor avstengningsarmatur, j.

fig. 2 viser innretningen ifolge fig. 1 i snitt.

I fig. 1 er innretningen for aksialkraftbegrensning betegnet med 1. Den er anbrakt på en avstengningsarmatur, av hvilken ba-re ovre parti er vist og er festet til dennes flens 2,3. Ovre del av innretningen er drivenheten 4, som omfatter motor og drev for drift av spindelmutteren. Nedre del av innretningen

er spindelmutterlagringen 5, som vil bli nærmere omtalt nedenfor i forbindelse med fig. 2. Gjengespindelen 6 strekker seg inn i drivenheten 4, hvor den •kan skrues inn i spindelmutteren som vist i fig. 2. I ovre ende av drivenheten 4 er det anordnet et ratt 7 for manuell betjening av spindelen 6.

Spindelmutteren er vist oppbrutt. I sin ovre ende har den en reguleringsfjær 9, som kan gli i et spor 10 for et drivhjul 11, som sitter på spindelmutteren med trang klaring. Drivhjulet 11, som drives av en ikke vist elektrisk motor, som er anordnet i drivenheten 4, og f.eks. et heller ikke vist tannhjuls- eller snekkegir, er fiksert i aksial retning.

Spindelmutterlagringen 5 omfatter et hus 12, som er lukket mot drivenheten 4 hhv. avstengningsarmaturen 2 med en ovre og en nedre flens 13 hhv. 14. Gjennom boringer 15 og 16 i flensene 13 hhv. 14 forloper spindelmutteren 8 oppover og inn i driven-,

heten 4 og over drivhjulet 11 samt ned i avstengningsarmaturen

2. I sin ytterflate har spindelmutteren et omkretsspor 17 med

. likebent trapes-tverrsnitt. Dette omkretsspor opptar et antall kuler 18, som virker som tverrkulelagring for spindelmutteren når denne er fastholdt i lengderetning. Som ytre lopeflater for kulene 18 virker hulkileflater 19 og 20 for to lagerringer 21 hhv. 22, hvilkes sirkelsylindriske ytterflater sitter lengdefor-skyvbart i huset 12. Innbyrdes forskyvning av disse lagerringer

er begrenset avvet innad fremspringende anslag 23. i huset 12. I den normale stilling av spindelmutteren 8, dvs. fiksert stilling i lengderetningen, ligger lagerringene 21 og 22 under forspenningspåvirkning fra to tallerkenfjærsoyler 24 og 25, som er fastspent mellom de tilsvarende lagerringer 21,22 og flenser 13,14, i anlegg mot anslagets 23 skuldre.

Ved tilsvarende valg av fjærkarakteristikken og forspenningen a] r fjærsoylene 24 og 25 oppnås at spindelmutteren, inntil en bestemt, fritt valgbar spindelkraft forblir fiksert i aksial retning av lageret som dannes av kulene 18, det ringformede spor 17 på spindelmutterens omkrets og de to hulkileflater 19 og 20

i lagerringene 21 og 22. Når spindelmutteren dreies, vil gjengespindelen som er blokkert mot dreining bevege seg i aksial retning, opp eller ned, avhengig av mutterens dreieretning. Ved

overskridelse av spindelkraften som er avhengig av den innstil-te f jærf or spenning, frigis spindelmutteren og dermed spindelen i aksial retning, idet kulene 18 som folge av det ringformede

spors 17 skråflater presses ut av dette og presses inn i den ki-leformede spalte som dannes av de to hulkileflater 19,20 for lagerringene 21,22, og derved forskyver lagerringene mot mot-standen fra de to fjærsoylene 24,25. Spindelmutteren er da ikke

bare fri i dreieretning, men også i aksial.retning. Den påvir-kes bare av friksjonskrefter.

Dersom overskridelsen av aksialkraften skyldes en aksial blokke-ring av spindelen, vil spindelmutteren etter utpressing av kulene 18 bevege seg i aksial retning. Denne bevegelse kan utnyttes for betjening av en grensebryter for utkopling av drivmotoren. Dersom denne bryter svikter, vil spindelmutteren forskyves så langt i aksial retning at den fores ut av drivtannhjulets 11 spor 10 med sin reguleringsfjær 9 eller at spindelen 6 er gått ut av gjengeinngrep.

Dersom spindelen overbelastes av en aksialkraft som f.eks. opptrer som folge av trykkdifferanse på tvers av en ventiltallerken ved et rorbrudd etter en armatur, vil denne kraft påvirke spindelen og spindelmutteren i retning av lukking av ventiltallerkenen og spindel og mutter trekkes ut av spindelmutterlagringen inntil ventiltallerkenen sitter på sitt sete. Dette er uavhengig av om drivmotoren er i gang eller ikke. Denne aksialbevegelse av spindelmutteren kan igjen ut.lose en grensebryter eller en bryter for varsling av en skade i overvåkningsrommet eller for innkop-ling av drivmotoren, dersom denne var ute av drift, for tilbake-foring av spindelmutteren til den aksialt fikserte inngrepsstil-ling i spindelmutter-lagringen.

I tilfelle det opptrer et utillatelig hoyt trykk nedenfor ven-_ | tiltallerkenen ved lukket ventiltallerken, virker innretningen som sikkerhetsventil, idet ventiltallerkenen loftes fra sitt sete ved overskridelse av forspenningskraften.som er bestemt av fjærsoylene 24 og 25.

Påkjenninger, som skyldes ekspansjonsdifferanser som folge av temperaturforskjeller mellom spindelen og armaturhuset når spindelen sitter fast i endestillingene, begrenses kontrollert av de fjærbelastede lagerringer 21 og 22.

Denne innretning for aksialkraftbegrensning kan benyttes v.ed alle avstengningsarmaturer, f.eks. ved omkoblingsarmaturer, isolasjonsarmaturer m.v. Den tilfredsstiller kravet til kontrol-lerbar, begrensning av aksialkraften på spindelen, selv om strek-nings- og momentbryterne svikter eller forbikobles. Ved omkob-lings- eller isolasjonsventiler sikres således ved et rorbrudd etter armaturen ikke bare at spindelen beskyttes mot for hoy aksialkraft, men også at armaturen lukker.

Innretningen er også egnet for andre verktoy og arbeidsmaskiner, hvor begrensning av krefter som virker i lengderetning er nod-vendig for at skader skal hindres.

Claims (5)

1. Innretning for aksialkraftbegrensning, særlig for avstengningsorganer, med motordrift av en spindelmutter for lengdefor-skyvning av en gjengespindel som kan skrues inn i spindelmutteren, med fjærelementér som gir etter i gjengespindelens aksial-retning og med grensebrytere for begrensning av spindelslaget, karakterisert ved en aksialt forskyvbart lag-ret spindelmutter (8), ved to aksialt forskyvbare lagerringer.

(21,22), som er belastet med fjærer (24,25) og har mot hverand-re vendende hulkile^later (19,20), som sammen danner en ringformet kilespalte og opptar inngrepsorganer (18), ved et ringformet spor (17) i spindelmutteren (8) for samvirke med inn-grepselementene (18) og ved en formtilpasset, dreie-fast forbindelse som tillater aksial forskyvning, mellom spindelmutteren (8) og drivhjulet (11).

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at inngrepselémentene er kuler (18).

3. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert v e d at fjærene består av tallerkenfjærsoyler (24,25).

4. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den formtilpassede, dreiefaste forbindelse mellom spindelmutter (8) og drivhjul (11) er' én reguleririgsfjærforbin-delse.

5. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at huset (12) for spindelmutterlagringen omfatter et ringformet anslag (23) for fiksering av lagerringene (21,22) i deres midtstilling.