NO875056L - Kombinert stenge- og tilbakeslagsventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører strømningsreguleringsven-tiler og nærmere bestemt en kombinert stenge- og tilbakeslagsventil.

Som blir enten oppbevart eller er i en strømmende tilstand gjennom en overføringsledning må håndteres eller deles og/eller overvåkes ved en eller flere trinn eller punkter. Slike punkter foreligger ved overganger eller endepunkter og benytter ofte en ventil til å utføre en betjening av væsken ved punktet. Som et eksempel er det vanlig å benytte en væskesiktmonitor i en væskeoverføringsledning slik at væskens tilstand i ledningen kan observeres. En ventil er vanligvis lokalisert oppstrøms av siktmonitoren slik at strømningen kan avstenges for å rengjøre eller skifte ut siktmonitoren når slike vedlikeholdsbehov oppstår.

Selv om en ventil for det ovenfor nevnte formål kan innta mange former, er en vanlig type ventil en kuleventil. En typisk kuleventil innbefatter en kuleavstengning lokalisert i ventilens hus. Ventilavstengningen har et strømnlngshull derigjennom med omtrentlig den samme indre diameter som boringen gjennom ventilhuset. En slik husboring har i sin tur omtrentlig den samme indre diameter som den indre diameter av overføringsledningen. Dermed når kulen dreies slik at strømningshullet gjennom kuleavstengningen er på linje med boringen av huset, foreligger det en kontinuerlig strømnings-passasje gjennom ventilen. Når kuleavstengningen dreies eller svives i sitt hus 90° fra sin åpne stilling, blokkeres passasjen gjennom ventilen eller er avstengt.

En annen type ventil som blir benyttet i væskeoppbevaring eller overføringssystemer er en tilbakeslagsventil. En slik ventil innbefatter vanligvis et ventilsete rundt en port på linje med overføringsledningen og en kuleavstengning eller avstengning med annen form som samvirker med setet. En overveiende del flytende fluid er i en retning som motstår lukking. Når strømningstrykket faller under et forutbestemt nivå, bevirker en motvirkende fjær, gravitasjonen eller trykkdifferanser avstengningen og automatisk ligge an mot ventilsetet for derved positivt å lukke ventilen.

Det vises til eksempelet med en væskesiktmonitor, dersom glasset brister eller tetningen rundt anordningen skulle gi etter slik at det bevirker et brudd, vil det flytende innhold i den tilstøtende overføringsledning eller oppbevaringstank spille ut gjennom bruddet med mindre det er en tilbekeslagsventil på plass for å forhindre at dette skjer. En tilbakeslagsventil, som angitt ovenfor, er en automatisk opererende ventil og er ikke av den type som vanligvis er utvendig betjenbar.

Dersom det er ønskelig å ha både en stengeventil og en tilbakeslagsventil på samme sted, har det vært nødvendig å benytte to adskilte ventiler eller i det minste ventilstruk-turer, selv om muligens begge har kunnet bli plassert i serie i et felles hus. En enkel kombinert ventil har ikke vært tilgjengelig.

Derfor er det et trekk ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret ventil som kombinerer i en eneste, forenklet struktur funksjonene til både en avstengningsventil og en tilbakeslagsventil.

Ventilen beskrevet heri innbefatter i ventilhuset, som er beregnet for horisontal installering, en betjenbar kuleavstengning med et strømnlngshull derigjennom. Kuleavstengningen kan svivebeveges til åpning og lukking på en måte i likhet med kuleventiler. Oppstrømsiden av strømningshullet innbefatter et ventilsete. I huset på oppstrømsiden av kuleavstengningen, er det et kammer som er større i diameter enn diameteren til kuleavstengningens strømnlngshull. Kammeret er utvendig anordnet med port på sin oppstrømside. En løs kule er avgrenset 1 kammeret ved at den er større i dimensjon enn strømnlngshullet 1 kuleavstengningen og kammerets oppstrøms åpning. Når kulen hviler på bunnen av kammeret er dens senter under senteraksen til strømnlngshul-let i kuleavstengningen. Således når den løse kule beveger seg mot kuleavstengningen, ligger den ikke an mot setet i strømnlngshullet.

Innbygd i huset straks foran strømnlngshullet er en skrånende flate.

I drift hvor det er vanlig bevegelse av en flytende strøm-ning, eller ingen bevegelse som i en oppbevaringssituasjon, er trykkdifferansen over ventilen liten, om overhode noen. Kuleavstengningen dreies deretter for åpning eller stenging på kuleventilmåte. Dersom det er en trykkforskjell som utvikler seg større enn til et forutbestemt nivå, slik som forårsaket av et ledningssammenbrudd nedstrøms av ventilen, vil trykket bak kulen bevirke at den ruller opp helningen og ligge an i strømningshullets sete i kuleavstengningen på en måte som tilsvarer en tilbakeslagsventil.

Ved dreining av kuleavstengningen til en delvis åpen stilling slik at strømnlngshullet ikke er aksielt på linje med boringen av huset, forhindres kulen fra å virke som en tilbakeslagsventil. Stillingen er egnet for at kuleavstengningen tillater oppfylling av vaeskesystemet forbundet til ventilen ved reversert strømningsvirkning gjennom ventilen.

Tilslutt er passende avstandsinnretninger, som kan være et adskilt element slik som en bladfjær eller bare en passende kant i kammeret nær den oppstrøms portåpning, inkludert for å forhindre at kulen ligger an i kammeråpningen dersom en temporær reversert fluidstrømning gjennom ventilen oppstår.

Slik at måten i hvilke de ovenfor angitte trekk, fordeler og formål med oppfinnelsen, såvel som andre tydeligere vil fremkomme og oppnås og kan forstås i detalj, vil en nærmere beskrivelse av oppfinnelsen kort omtalt ovenfor gis med henvisning til en utførelse av denne som er illustrert i de vedlagte tegninger. Det skal imidlertid bemerkes at de vedlagte tegninger kun illustrerer en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og skal derfor ikke betraktes og begrense oppfinnelsens ramme, idet oppfinnelsen kan tillate andre like effektive utførelser.

Fig. 1 er en snittskisse sett fra siden av en foretrukket utførelse av en kombinert stenge- og tilbakeslagsventil i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

fig. 2 er en delvis snittskisse sett fra siden av ventilen vist i fig. 1 for å fremheve utform-ingen av setet i kuleavstengningens strømnlngs-hull.

fig. 3 er en skjematisk fremstilling sett ovenfra av ventilen vist i fig. 1 når kuleavstengningens strømnlngshull er i aksiell oppretthet med ventilhuset.

fig. 4 er en skjematisk skisse sett ovenfra av ventilen vist i fig. 1 når kuleavstengningens strømnlngs-hull er ved en skrå vinkel til aksen av ventilhuset .

fig. 5 er en skjematisk skisse sett ovenfra av ventilen vist i fig. 1 når kuleavstengningen er i lukket stilling.

Det vises nå til tegningene og først til fig. 1, hvor et ventilhus 10 er horisontalt plassert og innbefatter en høyre seksjon 12 og en venstre seksjon 14. Hver seksjon er hensiktsmessig utvendig gjenget for forbindelse til et væske- system, slik som en overføringsledning eller en lagertank. Høyre seksjon 12 er for forbindelse til nedstrømssiden og venstre seksjon 14 er hensiktsmessig for forbindelse til oppstrømssiden av vaeskesystemet. En siktmonitor (ikke vist) kan hensiktsmessig forbindes på nedstrømssiden av ventilhuset. De to seksjoner av huset er gjenget sammen ved gjenger 16. En hensiktsmessig O-ring-tetning 18 er anordnet bak gjengene 16. En kuleventilavstengning 20 som vil bli mer utførlig beskrevet senere opererer i ventilhusseksjonen 12 og er betjenbar ved et utvendig håndtak 22.

Boringsåpningen 24 gjennom seksjonen 12 er av omtrentlig den samme størrelse som åpningen gjennom fluidsystemrørledningen (ikke vist) som er festet til ventilhuset ved de utvendige gjenger av seksjonen 10. Strømnlngshullet 26 gjennom kuleavstengningen er omtrent av samme diameter som boringsåpningen 24. Det skal bemerkes at kuleavstengningen opererer med hensyn til tetningsringer 28 og 30 lokalisert på hver side av denne for å forhindre fluider fra å lekke rundt avstengningen uansett av dens dreiemessige orientering.

Seksjonen 14 på venstre side av ventilen innbefatter et kammer 32 som er større i diameter enn boringsåpningen 24 og strømnlngshullet 26. Kammeret er tilstøtende kuleventilav-stengningen på sin høyre side og innbefatter en port eller åpning 34 på sin oppstrøms side. Portstørrelsen er den samme størrelse som eller har en mindre diameter enn boringsåpningen 24 og strømnlngshullet 26.

En kule 36 er lokalisert i kammeret 32 og er fri til å bevege seg omkring i kammeret innbefattende særlig bort fra kuleavstengningen. Dimensjonsmessig er diameteren til kulen 36 større en både porten 34 eller strømnlngshullet 26 og den er derfor avgrenset i kammeret 32 hele tiden.

Ventilhåndtaket er vist delvis dreid i fig. 2 for å eksponere setesiden, eller den side av kuleavstengningen 20 som er inntil kammeret 32. Setet 38 er konisk formet eller på annen måte avskrånet og overflatebehandlet på en måte som er vel kjent i faget for å tilveiebringe en tetning når kulen 36 er i kontakt med dette. Som tidligere nevnt, er kammeret 32 tilstrekkelig stort og dimensjonert i forhold til kulen 36 slik at senteret til kulen 36 er under senteraksen 40 av strømnlngshullet 26 når kulen 36 hviler på bunnen av kammeret. En avfaset eller skrånende flate 42 inngår i husseksjo-nen 14 like foran kuleavstengningen 20. Denne helning danner en skrånende skulder oppstrøms av kuleavstengningen som tillater kulen 36 å rulle opp denne under de rette trykkfor-skjellsforhold, som forklart nedenfor, for å ligge an i setet 38.

På oppstrømssiden av kammeret inngår en bladfjær eller en annen avstandsinnretning 44 i kammeret 32 for å forhindre kulen 36 fra å ligge an mot åpningskanten av porten 34.

Når kuleventilen utsettes for vanlig drift med strømnlngs-hullet i åpen tilstand, slik som vist i fig. 1, er det en svært liten trykkforskjell over kuleavstengningen 20 av ventilen. Det betyr at fluidet enten er stående i ventilhuset, som i en lagertilstand, eller det er en liten strømm-ende bevegelse gjennom ventilen. En slik svak bevegelse av fluidet gjennom ventilen ville ikke være tilstrekkelig til å bevirke at kulen 36 ruller opp rampen eller helningen 42 og legge seg selv mot setet 38 i strømnlngshullet i kuleavstengningen. Derfor ville det være fluidbevegelse gjennom huset, innbefattende i kammeret 32 rundt kulen 36 under vanlige forhold.

Når det er en trykkforskjell etablert over ventilhust slik som forårsaket av et trykktap på nedstrømssiden som ville fremkomme i tilfellet av et nedstrøms brudd, så vil trykkfor-skjellen over kuleavstengningen være tilstrekkelig til å bevirke at kulen 36 ruller opp rampen 42 og legge seg selv i setet 38 av strømnlngshullet tilsvarende i en tilbakeslags ventil. Sålenge som trykket oppstrøms overskrider trykket nedstrøms, eller sålenge som håndtaket 22 ikke blir betjent, vil anlegget på den måte som nettopp er beskrevet forbli slik. Fig. 1 og 3 viser med stiplede linjer posisjonen til kulen 36 liggende an i strømnlngshullet 26 under disse forhold.

Når kulen betjenes ved en 45° vinkel eller en annen vinkel tilstrekkeliig til å holde kulen 36 fra å ligge an i setet 36 på grunn av dreieposisjonen av kuleavstengningen 20, er ventilmekanismen fortsatt delvis åpen, og derfor tilfreds-stillende for reversert strømning som oppfyller eller gjenfyller fluid eller væskesystemet gjennom ventilen uten tanke for avbrudd som ellers kan bevirkes av at den løse kule legger seg an i strømningshullsetet. fortrinnsvis bør posisjonen være en stabil posisjon, slik som tilveiebragt ved en passende hake. Såsnart som oppfyllingsoperasjonen er ferdig, så kan kuleavstengningen returneres til sin helt åpne stilling som vist i fig. 1.

Tilslutt illustrerer fig. 5 dreiningen av kuleavstengningen slik at den avstenger strømningen fullstendig. Det kan således sees at kulen 36 på ingen måte kommer i konflikt med den mekaniske betjening av kuleavstengningen i sin åpne, lukkede eller delvis åpne stilling.

Mens en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er vist og beskrevet, skal det forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til denne ettersom mange modifikasjoner kan gjøres og vil fremstå for fagmannen.

Claims (4)

1. Kombinert stenge-og tilbakeslagsventil, karakterisert ved at den innbefatter et ventilhus for horisontal installering med en boring derigjennom, en kuleavstengning med et strømnlngshull derigjennom med et sete ikke større en husboringen, hvor kuleavstengningen er montert for dreiende åpning og lukking av boringen, hvis hus innbefatter et kammer på oppstrømssiden av kuleavstengningen og har en oppstrøms åpning, og en kule avgrenset i nevnte kammer, idet senteret av kulen er under senteraksen av strømnlngshullet når kulen hviler i bunnen av kammeret under normale driftstrykkforskjeller over kuleavstengningen, hvor kulen er av en diameter slik at den kan ligge an mot strøm-ningshullets sete, og at et unormalt høyt oppstrøms-til-nedstrøms driftstrykk bevirker at kulen legger seg i strøm-ningshullsetet i kuleavstengningen.

2. Kombinert ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at huset innbefatter en hellende skulder oppstrøms av kuleavstengningen som tillater kulen å rulle opp for å ligge an mot strømningshullsetet i kuleavstengningen i tilfellet av et unormalt høyt oppstrøms-til-nedstrøms driftstrykk.

3. Kombinert ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at det innbefatter avstandsinnretninger for å forhindre kulen i å ligge an oppstrøms av nevnte oppstrømsåp-ning i kammeret.

4. Kombinert ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at kuleavstengningen har en stabil delvis åpen dreieposisjon slik at reversert strømning kan foregå gjennom strømninghullet av kuleavstengningen og rundt kulen, idet strømnlngshullet er ved en vinkel tilstrekkelig til å forhindre kulen fra å ligge an i setet i tilfellet av reversert strømningsavbrudd.