NO833875L - Ledningsbruddventil for en trykkledning eller -slange med en omgivende beskyttelsesledning eller -slange - Google Patents

Description

I mange forbindelser har man behov for å kunne av-stenge en trykkledning eller -slange ved ledningsbrudd. Dette kan være tilfelle f.eks. i forbindelse med gassledninger eller trykkoljeledninger. Man har derfor utviJclet forskjellige typer av ledningsbruddventiler. Som eksempel på noen sådanne ventiler kan nevnes den publiserte europeiske patentsøknad 7 9850114.4 (publiserings-nr. 0 013 264) og de to tyske offentliggjørelsesskrifter 2 823 262 og 2 928 529. Alle disse ventilanordninger har det til- felles at de har et ventillegeme som er forskyvbart i et ventilhus mellom en åpen stilling og en stengestilling som hindrer gjennomstrømning gjennom ventilen, og som er ettergivende belastet i retning mot sin stengestilling og er innrettet til å reguleres under innvirkning av et trykkmedium i rommet mellom de to ledninger eller slanger. I.EP-Al-0 013 264 medfører et brudd på innerslangen at det skjer en økning av trykket i rommet mellom de to slanger, slik at en utløsningsanordning raskt avlaster trykket mellom de to slanger, hvorved en ventilfjær stenger ventillegemet. I anordningene ifølge DE-OS 2 823 262 og 2 928 529 vil et brudd på innerslangen medføre,en økning av trykket i rommet mellom de to slanger, slik at dette økede trykk forskyver en med ventilkonusen forbundet.stempelanordning til stengt stilling. Denne anordning er avhengig av at et differensialtrykk får virke mot forskjellig store reak-sjonsflater. En skade på ytterslangen medfører imidlertid ikke noen.stengning av ventilanordningen. Det samme gjelder for anordningen ifølge DE-OS 2 823 262.

Formålet med oppfinnelsen er.å tilveiebringe en ledningsbruddventil som kan benyttes ikke bare for transport av medier med høyt trykk, men også sådanne medier som gasser med forholdsvis lave trykk, men som likevel vil sikre en av-stengning av hovedledningen ved brudd på trykkledningen eller på beskyttelsesledningen eller -slangen, eller på både trykk-og beskyttelsesledningen eller -slangen.

Oppfinnelsen angår således en ledningsbruddventil

av den innledningsvis angitte type, idet ventilen er kjenne-tegnet ved at den er innrettet til å arbeide med høyere trykk i rommet mellom de to ledninger eller slanger enn i trykkled-

ningen eller slangen og i omgivelsene, og at ventillegemet er forbundet med en stempel- eller membrananordning hvis stempel eller membran avgrenser et i forbindelse med rommet mellom de to ledninger eller slanger stående trykkammer og er innrettet til normalt å holde ventillegemet.i sin åpenstilling.

En på denne måte utformet ledningsbruddventil har de tilstrebede egenskaper. I visse tilfeller, kan en liten lekkasje i trykkledningen eller -slangen eller i beskyttelsesledningen eller -slangen imidlertid medføre et altfor langsomt stengeforløp. Ved en videreutvikling av oppfinnelsen har ledningsbruddventilen derfor en. avfølings- og trykkavlastningsanordning som er innrettet til å avføle hovedventil-legemets stilling og ved en forskyvning av hovedventillege-met fra dets åpningsstilling i retning mot dets stengestilling å avlaste trykket i trykkammeret for på denne måte raskt å stenge ventilen under innvirkning av den ettergivende belastning av ventillegemet. Den ettergivende belastning kan oppnås ved hjelp av en trykkfjær som virker mot stempel-eller membrananordningen.

Ifølge oppfinnelsen er det særlig fordelaktig dersom avfølings- og trykkavlastningsanordningen utformes som en mekanisk avlastningsventil med. et ventillegeme som er belastet i retning mot sin stengestilling og som har en ventilstang som er innrettet til å påvirkes av. ledningsbruddven-tilens ventillegeme og løfte avlastningsventilens ventillegeme fra dets sete og således åpne avlastningsventilen for avlastning av trykket i trykkammeret.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene som viser tre utførelses-eksempler på anordningen ifølge-oppfinnelsen, og hvor fig. 1 og 2 viser et utførelseseksempel på ledningsbruddventilen i to forskjellige stillinger, fig. 3 og 4 viser på tilsvarende måte et annet eksempel på ledningsbruddventilen ifølge oppfinnelsen, og fig. 5 og 6 viser en tredje utførelsesform av ledningsbruddventilen i to innstillingsstillinger.

Den på fig- 1 og 2 viste ledningsbruddventil er beregnet å tilkoples til en dobbeltledning som har en indre trykkledning eller-slange. IO og en ytre beskyttelsesledning eller -slange 11. I det viste utførelseseksempel er disse komponenter utført av.;slanger med tilkoplingsnipler for til-kopling til et ventilhus 12. Ventilhuset 12 har en utløps-kanal 13 og en innløpskanal 14 samt et indre ventilsete 15. Trykkslangens 10 tilkoplingsnippel rager inn i utløpskanalen 13 og tetter mot dennes vegg. I ventilhuset finnes en ventilkonus 16 som holdes av en ventilstang 17. Stangen 1.7 er på sin side festet til en membranholder 18 som med en styretapp 19 rager ut gjennom et f jærhus 20. Fjærhuset 20 er montert på ventilhuset 12 og fastklemmer en membran 21 langs membranens kanter for derved å avgrense et trykkammer 22 i ventilhuset. Ved trykkammerets 22 bunn finnes en styre- og tetningsanordning 2 3 gjennom hvilken ventilstangen 17 strekker seg. En trykkfjær 24 er innspent mellom fjærhuset 20 og membranholderen 18 og kraftpåvirker således ventillegemet 16

i retning mot stengt stilling (fig. 2).

I ventilhuset 12 finnes dessuten en kanal 25 som forbinder trykkammeret 22 med rommet 26 mellom de to slanger 10, 11. Ledningsbruddventilen ifølge fig. 1 og 2 fungerer på følgende måte: Når ledningsbruddventilen.skal settes i drift, øker man trykket i rommet 26 mellom de.to slanger 10, 11 til et så kraftig overtrykk at membranen skyves oppover til den på fig. 1 viste stilling, hvorved trykkfjæren 24 trykkes sammen. Trykket i rommet 26 og trykkammeret 22 skal således være høyere enn både omgivelsestrykket og trykket i trykkslangen 10. Et brudd på trykkslangen eller innerslangen 10 medfører at trykket i rommet 26 og trykkammeret 22 avlas-tes inn i trykkslangen 10. På liknende måte oppnås en avlast-v ning av trykket i rommet 26 til omgivelsene dersom et brudd skulle oppstå på ledningen 11. Ved avlastningen av trykket i rommet 26 og trykkammeret 22 vil trykkfjæren 24 suksessivt føre ventillegemet 16 nedover inntil ventillegemet tetter mot sitt sete 15 og således avstenger ventilen og dermed trans-porten av mediet gjennom ventilen.

Utførelsesformen ifølge fig. 1 og 2 kan benyttes

for forskjellige typer av medier, særlig væsker og gasser.

Den er særlig hensiktsmessig for gasser.

Ventilen ifølge fig. 1 og 2 har den egenskap at et i lite hull på inner-.-éller ytterslangene eller -ledningene 10, 11 medfører en langsom trykksenkning i trykkammeret 22-

og følgelig et langsomt avstengningsforløp. Utførelsesformen ifølge fig. 3 og 4 gir et raskere avstengningsforløp. På fig. 3 og 4 er benyttet de samme.henvisningsbetegnelser som på fig. 1 og 2 for å lette en sammenlikning.

Utførelsesformen ifølge fig. 3 og 4 er forskjellig fra utførelsesformen ifølge fig. 1 og 2 hovedsakelig ved ut-formingen av fjærhuset 2 0 og de på dette monterte komponenter. Anordningen ifølge fig. 3<p>g 4 har således en kanal 27 som

er forbundet med ventilhusets kanal 25 og fører til et mano-meter 28 og til ytterligere kanaler 2 9, 30 i fjærhuset 20. Membranholderen 18 er i denne utførelsesform utformet som en ventilkonus 31 med en i tetningsflaten innlagt O-ring-tetning 32 for tetning mot et ventilsete 33 rundt kanalen 30. Det rom 34 i hvilket fjæren 24 er anordnet, er forbundet med omgivelsene via et luftehull 35. Anordningen omfatter videre en stengeventil 36 med et ventillegeme 37 som tetT ter mot munningskanten av kanalen 29. På fjærhuset 20 finnes dessuten en påfyllingsnippel 38 som er forbundet med kanalene 2 7 og 2 9.

Virkemåten av anordningen ifølge fig. 3 og 4 er

som følger: Når anordningen skal settes i drift, stenges ventilen 36 og trykket i rommet 26 mellom slangane 10, 11

og i kanalene 25, 27, 29 og trykkammeret 22 økes ved påfylling av trykkfluidum via påfyllingsnippelen 38 som kan være utformet som en tilbakeslagsventil. Ved denne trykkøkning i bl.a. trykkammeret 22 vil fjæren 24 bli komprimert så langt at ventilen 31, 32, 33 stenges. Fortrengningen av luften i kammeret 34 skjer via avluftingshullet 35. Heretter åpnes ventilen 36 til den på figurene viste stilling.

Dersom ledningsbruddventilen ifølge denne utførelse anvendes f.eks. for propangass, har man vanligvis et trykk på f.eks. 0,03 bar i innerslangen 10, hvorved et trykk på 0,15 bar kan være tilstrekkelig i rommet 26 mellom slangene. Så lenge slangene 10, 11 er hele, forblir ledningsbruddventilen i den på fig. 3 viste tilstand. Dersom et brudd skulle opp stå på inner- eller ytterslangen eller på begge slanger.-lO, 11, vil trykket synke i kammeret.22, slik at membranholderen 18 begynner å bevege seg mot venstre.på fig. 7. Så snart denne bevegelse påbegynnes, vil den av komponentene 31 - 33 dannede ventil bli åpnet, slik at fri passasje fra rommet 26 til.den omgivende atmosfære umiddelbart oppnås via kanalene 25, 27, 29, 30, kammeret 34 og avluftingshullet 35. Dette medfører en momentan stengning av ventilen 15, 16 under innvirkning av trykkfjæren 24.

Manometeret 28 i utførelsen ifølge fig. 3 og 4 kan benyttes for å overvåke at overtrykket i rommet 26 mellom de to slanger 10, 11 ligger innenfor det hensiktsmessige område. Ét altfor lavt trykk, f.eks. i nærheten av 0,10 bar, fører til stor fare for utilsiktet hurtigutløsning av ventilen, og et altfor høyt trykk kan være uhensiktsmessig med hensyn til lednings- og slangeutrustningen.

Hurtigutløsningsventilen 31 - 33 i utførelsen ifølge fig. 3 og 4 fungerer på tross av at,samme trykk hers-ker i kammeret 22 som i kanalen 30. Den trykkraft som opp-tas av membranens store areal, er således større enn den sam-menlagte trykkraft /fra fjæren 24 og det trykk, som virker mot det lille, frie areal like foran kanalen 30.

Slik som vist på fig. 5 og 6, kan ledningsbruddventilen ifølge oppfinnelsen utformes med en stempelanordning i stedet for en membrananordning. Denne utførelsesform av oppfinnelsen er særlig egnet for f.eks. oljeledninger der

man arbeider med høyere trykk, eller for medier som skulle kunne skade membranen i de to foran beskrevne utførelsesformer.

Den på fig. 5 og 6 viste ledningsbruddventil har et ventilhus 4 0 med en innløpskanal 41, en utløpskanal 42 og en forbindelseskanal 43. I huset finnes et ventilsete 44 for en ventilkonus 45. Ventilkonusen 45 har en ventilstang 46 som er styrt i en styre- og tetningsanordning 47. Denne styre- og tetningsanordning 4 7 danner den ene endevegg av et trykkammer 4 8 hvis andre endevegg er dannet av et stempel 4 9 som er fast montert på ventilstangen 46 og på passende måte er avtettet mot trykkammerets 4 8 vegg. Stempelet 4 9 står under påvirkning av en trykkfjær 50 i et fjærhus 51.

Fra trykkammeret. 4 8 fører, en kanal 52 som på passende måte er forbundet med et rom 53 mellom en indre trykkledning 54 og en ytre beskyttelsesledning 55. Disse ledninger er på passende måte montert på huset 40, hvorved trykk-ledningens 54 nippel 56 tetter mot veggen av husets 40 ut-løpskanal 42.

Liksom ved utførelsen ifølge fig. 3 og 4 finnes en avfølings- og trykkavlastningsanordning som raskt skal avlaste trykket i trykkammeret 4 8 dersom et brudd skulle oppstå på inner- eller ytterledningen 54, 55. I dette tilfelle utnyt-tes en mekanisk avlastningsventil som har en ventilstang 57

og en ventilkule 58 som av en trykkfjær 5 9 normalt trykkes til tettende anlegg mot et sete 60. Når kulen 58 ligger an mot setet 60, er forbindelsen mellom trykkammeret 48 og et oppsamlingskammer 61 brutt. Denne forbindelse foreligger via kanalen 52 og en kanal 62 i ventilhuset 40 samt en kanal 6 3 i et ventilhus 64 i hvilket hurtigutløsningsventilen er utformet. I dette ventilhus 64.finnes dessuten kanaler 65 og 66 som fører til oppsamlingskammeret 61. I overgangen mellom kanalene 65 og 66 finnes en avstengningsventil 67 i form av en riåleventil som virker mot munningen av kanalen 65.

I ventilanordningen ifølge fig. 5 og 6 økes trykket i rommet 53 mellom slangene 54 og 55 ved hjelp av en påfyl-lingsanordning 6 8 ved den andre ende av ledningene eller slangene 54, 55.

Anordningen ifølge fig. 5 og 6 virker på følgende måte: Når anordningen skal settes i drift, skrues nåleventilen 6 7 inn til anlegg mot munningen av kanalen 65. Der-etter økes trykket i systemet ved påfylling av et trykkfluidum via ventilanordningen 68. Herved vil stempelet 49 bli forskjøvet oppover til den på fig. 5 viste stilling, slik at fjæren 50 komprimeres. Samtidig vil ventilkulen 58 og ventilstangen 5 7 bli forflyttet oppover til den på fig. 5 viste stilling alt ettersom ventillegemet 45 beveger seg oppover sammen med stempelet 4 9. Etter at et foreskrevet overtrykk er opprettet i rommet 53 og de med dette kommuniserende kanaler, åpnes nåleventilen 67 slik at kanalene 65 og 66 forbindes med hverandre. Dersom et brudd nå skulle oppstå på ytterslangen 55, vil trykket synke i rommet,53. På tilsvarende måte vil trykket synke i dette rom dersom innerslangen 54 skulle briste. Ventilen er nemlig utformet for å ha et høye-re trykk i rommet 53 enn i innerslangen eller -ledningen 54. Ved en trykksenkning i rommet 53 vil stempelet 4 9 bli presset nedover av fjæren 50. Samtidig vil ventillegemet 4 5 påvirke ventilstangen 57 og dermed løfte kulen 58 fra. sitt sete 60. Herved skjer en momentan avlastning av trykket i rommet 53 ved at trykkmediet strømmer gjennom kanalene 62, 63, 65 og 66 til oppsamlingsbeholderen 61. Ved denne momentane avlastning vil trykkfjæren 50 raskt føre ventillegemet 45 ned mot dets sete 44, slik at ventilen stenges.

De foran beskrevne utførelsesformer ,av oppfinnelsen er bare eksempler, og mange variasjoner er mulige innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (4)

1. Ledningsbruddventil for en trykkledning eller -slange (10; 54) med en omgivende beskyttelsesledning eller -slange (11; 55) og med et rom. (26; 53). mellom disse ledninger eller slanger, hvilken ventil har et i retning mot sin stengestilling ettergivende belastet ventillegeme (16; 45) som er forskyvbart i et ventilhus (10; 40) mellom en åpen stilling og en stengestilling som hindrer gjennomstrømning gjennom ventilen, og som er innrettet til å reguleres under innvirkning av et trykkmedium i rommet (26; 53) mellom de to ledninger eller slanger (10; 54 hhv. 11; 55), karakterisert ved at ventilen er innrettet til å arbeide med et høyere trykk i rommet (26; 5 3) mellom de to ledninger elle slanger (10; 54) enn i trykkledningen eller -slangen og i omgivelsene, og at ventillegemet (16; 45) er forbundet med en stempel- eller membrananordning (18; 4 9) hvis stempel eller membran (18; 49) avgrenser.et i forbindelse med rommet (26; 53) mellom de to ledninger eller slanger (10; 54 hhv.

11; 55) stående trykkammer (22; 48) og er innrettet til normalt å holde ventillegemet (16; 45) i sin åpne stilling.

2. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved en avfølings- og trykkavlastningsanordning som er innrettet til å avføle ventillegemets (4 5) stilling og ved en forskyvning av ventillegemet fra dets åpenstilling i retning mot dets stengestilling å avlaste trykket i trykkammeret (4 8) for hurtigstengning av ventilen.

3. Ventil ifølge krav 2, karakterisert ved at avfølings- og trykkavlastningsanordningen (57 - 60) er utformet som en mekanisk avlastningsventil (57 - 60) med et mot sin stengestilling belastet ventillegeme (58) med en ventilstang (57) som er innrettet til å påvirkes av lednings-bruddventilens ventillegeme (4 5) og av denne å løftes fra sitt sete (60).

4. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved en hurtigutløsningsanordning som er innrettet til hurtig å avlaste trykket i trykkammeret (22) ved begynnende forskyvning av ventillegemet (16) i retning mot dets ventilsete (15), og som omfatter en avlastningsventil (31 - 33) hvis ventillegeme (31) er forbundet med eller utformet i ett stykke med stempelet eller membranens (21) holder (18) og normalt lukker en i forbindelse, med rommet (26) mellom, de to ledninger eller slanger (10, 11) stående kanal (30) og er innrettet til, ved senkning av trykket i trykkammeret, å lø ftes fra sitt .sete og forbinde denne kanal med omgivelsene.