SE435093B - Ledningsbrottventil for tryckledning eller -slang med omgivande skyddsledning eller -slang - Google Patents

Description

3201176-s 2 sådana medier som gaser med förhållandevis ringa tryck men som ändå kommer att säkerställa en avstängning av huvudledningen vid brott på tryckledningen eller på skyddsledningen eller -slangen eller på både tryck- och skyddsledningen eller -slangen.

Uppfinningen avser sålunda en ledningsbrottsventil av den inledningsvis definierade typen, varvid ventilen kännetecknas därav, att den är anordnad att arbeta med högre tryck i utrymmet mellan de båda ledningarna eller slangarna än i tryckledningen eller slangen och än i om- givningen och att ventilkroppen är förbunden med en kolv- eller membrananordning, vars kolv eller membran avgränsar en i förbindelse med utrymmet mellan de båda ledningarna eller slangarna stående tryckkammare och är anordnad att normalt hålla ventilkroppen i sitt öppetläge.

En på detta sätt utformad ledningsbrottventil har de eftersträvade egenskaperna. I vissa fall kan ett ringa läckage hos tryckledningen eller -slangen eller hos skydds- ledningen eller -slangen emellertid medföra ett alltför långsamt stängningsförlopp. Vid en vidareutveckling av upp- finningen har ledningsbrottventilen därför en avkännings- och tryckavlastningsanordning, vilken är anordnad att av- känna huvudventilkroppens läge och vid en förskjutning av huvudventilkroppen från dess öppningsläge i riktning mot dess stängningsläge avlasta trycket i tryckkammaren för att på så sätt snabbt stänga ventilen under inverkan av den eftergivliga belastningen av ventilkroppen. Den eftergivliga belastningen kan uppnås med hjälp av en tryckfjäder, som verkar mot kolv- eller membrananordningen.

Enligt uppfinningen är det särskilt fördelaktigt, om avkännings- och tryckavlastningsanordningen utformas som en mekanisk avlastningsventil med en ventilkropp, som är belastad i riktning mot sitt stängningsläge och som har en ventilstång, vilken är anordnad att påverkas av led- ningsbrottsventilens ventilkropp och lyfta avlastningsven- tilens ventilkropp från dess säte och sålunda öppna avlast- ningsventilen för avlastning av trycket i tryckkammaren. 8201176-8 3 Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till de bifogade ritningarna, som visar tre utföringsexempel på anordningen enligt uppfin- ningen. Fig 1 och 2 visar ett utföringsexempel på led- ningsbrottsventilen i två olika lägen. Fig 3 och 4 visar på motsvarande sätt ett annat exempel på lednings- . brottsventilen enligt uppfinningen. Fig 5 och 6 visar en tredje utföringsform av ledningsbrottsventilen i två inställníngslägen.

Den i fig 1 och 2 visade ledningsbrottventilen är avsedd att anslutas till en dubbelledning, som har en inre tryckledning eller -slang 10 och en yttre skydds- ledning eller slang 11. Vid det visade utföringsexemplet utföres dessa komponenter av slangar med anslutningsnipp- lar för anslutning till ett ventilhus 12. Ventilhuset 12 har en utloppskanal 13 och en inloppskanal 14 samt ett inre ventilsäte 15. Tryckslangens 10 anslutningsnip- pel inskjuter i inloppskanalen 14 och tätar mot dennas vägg. I ventilhuset finns en ventilkägla 16, som hàlles av en ventilstång 17. Stången 17 är i sin tur fastsatt vid en membranhållare 18, som med en styrtapp 19 utskju- ter genom ett fjäderhus 20. Fjäderhuset 20 är monterat på ventilhuset 12 och fastklämmer ett membran 21 längs membranets kanter för att därigenom avgränsa en tryck- kammare 22 i ventilhuset. Vid tryckkammarens 22 botten finns en styr- och tätningsanordning 23, genom vilken ventilstàngen 17 sträcker sig. En tryckfjäder 24 är inspänd mellan fjäderhuset 20 och membranhållaren 18 och kraftpàverkar sålunda ventilkroppen 16 i riktning mot stängt läge (fig 2).

I ventilhuset 12 finns dessutom en kanal 25, som förbinder tryckkammaren 22 med utrymmet 26 mellan de båda slangarna 10, ll. Ledningsbrottventilen enligt fig 1 och 2 fungerar på följande sätt. När ledningsbrott- ventilen skall tagas i drift, höjer man trycket i ut- rymmet 26 mellan de båda slangarna 10, ll till ett så kraftigt övertryck, att membranet skjutes uppåt till det i fig l visade läget, varvid tryckfjädern 8201176-8 4 24 trycks samman. Trycket i utrymmet 26 och tryckkammaren 22 skall sålunda vara högre än såväl omgivningstrycket som trycket i tryckslangen 10. Ett brott på tryckslangen eller innerslangen 10 medför att trycket i utrymmet 26 och tryckkammaren 22 avlastas in i tryckslangen 10. På liknande sätt erhålles en avlastning av trycket - i utrymmet 26 till omgivningen, om ett brott skulle uppstå på ledningen ll. Vid avlastningen av trycket i utrymmet 26 och tryckkammaren 22 kommer tryckfjädern 24 att successivt föra ventilkroppen 16 nedåt intill dess att ventilkroppen tätar mot sitt säte 15 och sålunda avstänger ventilen och därmed transporten av medium genom ventilen.

Utföringsformen enligt fig l och 2 kan användas för olika typer av medier, såsom vätskor och gaser.

Den är särskilt lämplig för gaser. ventilen enligt fig l och 2 har den egenskapen, att ett litet hål på inner- eller ytterslangarna eller -ledningarna 10, ll medför en långsamt trycksänkning i tryckkammaren 22 och följaktligen ett långsamt avstäng- ningsförlopp. Utföringsformen enligt fig 3 och 4 ger ett snabbare avstängningsförlopp. I fig 3 och 4 har samma hänvisningsbeteckningar använts som i fig l och 2 för att underlätta en jämförelse.

Utföringsformen enligt fig 3 och 4 skiljer sig från utföringsformen enligt fig l och 2 huvudsakligen genom utformningen av fjäderhuset 20 och därpå montera- de komponenter. Anordningen enligt fig 3 och 4 har sålunda en kanal 27, som är förbunden med ventilhusets kanal 25 och leder till en manometer 28 och till ytter- ligare kanaler 29, 30 i fjäderhuset 20. Membranhållaren 18 är vid denna utföringsform utformad som en ventilkägla 31 med en i tätningsytan inlagd O-tätning 32 för tätning mot ett ventilsäte 33 kring kanalen 30. Det utrymme 34, i vilket fjädern 24 är anordnad, är förbundet med omgivningen via ett luftningshål 35. Anordningen omfat- tar vidare en avstängningsventil 36 med en ventilkropp 8201176-8 5 37, vilken tätar mot mynningskanten av kanalen 29.

På fjäderhuset 20 finns dessutom en påfyllningsnippel 38, som är förbunden med kanalerna 27 och 29.

Funktionen av anordningen enligt fig 3 och 4 är följande. När anordningen skall tagas i drift, stängs ventilen 36 och höjes trycket i utrymmet 26 mellan _slangarna 10, ll samt i kanalerna 25, 27, 29 och tryck- kammaren 22 genom påfyllning av tryckfluidum genom pàfyllningsnippeln 38, som kan vara utformad som en backventil. Vid denna tryckhöjning i bl a tryckkammaren 22 kommer fjädern 24 att komprimeras så långt, att ventilen 31, 32, 33 stängs. Undanträngningen av luften i kammaren 34 sker genom avluftningshålet 35. Härefter öppnas ventilen 36 till det i figurerna visade läget.

Om ledningsbrottventilen enligt detta utförande användes t ex för propangas, har man vanligtvis ett tryck av t ex 0,03 bar i innerslangen lO, varvid ett tryck av 0,15 bar kan vara tillräckligt i utrymmet 26 mellan slangarna. Så länge som slangarna 10, ll är hela, förblir ledningsbrottventilen i det i fig 3 visade tillståndet. Om ett brott skulle uppstå på inner- eller ytterslangen eller på båda slangarna 10, ll, kommer trycket att sjunka i kammaren 22, så att membranhållaren 18 börjar röra sig åt vänster med avseen- de på fig 3. Så snart som denna rörelse påbörjas, kom- mer den av komponenterna 31-33 bildade ventilen att öppnas, så att fri passage från utrymmet 26 till om- givningsatmosfären omedelbart uppnås via kanalerna 25, 27, 29, 30, kammaren 34 och avluftningshàlet 35.

Detta medför en momentan stängning av ventilen 15, 16 under inverkan av tryckfjädern 24.

Manometern 28 i utföringsformen enligt fig 3 och 4 kan användas för att övervaka att övertrycket i ut- rymmet 26 mellan de båda slangarna 10, ll ligger inom det lämpliga området. Ett alltför lågt tryck, t ex i närheten av 0,10 bar leder till stor risk för oavsikt- ligt snabbutlösning av ventilen, och ett alltför högt tryck kan vara olämpligt med hänsyn till lednings- och slangutrustningen. 8201176-8 6 Snabbutlösningsventilen 31-33 i utföringsformen enligt fig 3 och 4 fungerar trots att samma tryck råder i kammaren 22 som i kanalen 30. Den tryckkraft, som upptas av membranets stora area är sålunda större än den sammanlagda tryckkraften av fjädern 24 och det tryck, som verkar mot den lilla fria arean mittför _-kanalen 30.

Som visas i fig 5 och 6 kan ledningsbrottventilen enligt uppfinningen utformas med en kolvanordning i stället för en membrananordning. Denna utföringsform av uppfinningen är särskilt lämpad för t ex oljeledning- ar, där man arbetar med högre tryck eller för medier, som skulle kunna skada membranet i de båda ovan beskriv- na utföringsformerna.

Den i fig 5 och 6 visade ledningsbrottventilen har ett ventilhus 40 med en inloppskanal 41, en utlopps- kanal 42 och en förbindelsekanal 43. I huset finns ett ventilsäte 44 för en ventilkägla 45. Ventilkäglan 45 har en ventilstàng 46, som är styrd i en styr- och tätningsanordning 47. Denna styr- och tätningsanordning 47 bildar ena ändväggen av en tryckkammare 48, vars andra ändvägg bildas av en kolv 49, vilken är fast monterad på ventilstången 46 och är på lämpligt sätt avtätad mot tryckkammarens 48 vägg. Kolven 49 står under påverkan av en tryckfjäder 50 i ett fjäderhus 51.

Från tryckkammaren 48 leder en kanal 52, som är på lämpligt sätt förbunden med ett utrymme 53 mellan en inre tryckledning 54 och en yttre skyddsledning S5. Dessa ledningar är på lämpligt sätt monterade på huset 40, varvid tryckledningens 54 nippel se ratar mot väggen av husets 40 utloppskanal 42.

Liksom vid utföringsformen enligt fig 3 och 4 finns en avkännings- och tryckavlastningsanordning, som skall snabbt avlasta trycket i tryckkammaren 48, om ett brott skulle uppstå på inner- eller ytterled- ningen 54, 55. I detta fall utnyttjas en mekanisk av- lastningsventil, som har en ventilstång 57 och en ven- 8201176-8 7 tilkägla 58, vilken av en tryckfjäder 59 normalt tryckes till tätande anliggning mot ett säte 60. När kulan 58 anligger mot sätet 60 är förbindelsen mellan tryck- kammaren 48 och en uppsamlingskammare 61 bruten. Denna förbindelse föreligger via kanalen 52 och en kanal 62 i ventilhuset 40 samt en kanal 63 i ett ventilhus ¿ 64, i vilket snabbutlösningsventilen är utformad. I detta ventilhus 64 finns dessutom kanaler 65 och 66, som leder till uppsamlingskammaren 61. I övergången mellan kanalerna 65 och 66 finns en avstängningsventil 67, i form av en nálventil som verkar mot mynningen av kanalen 65.

I ventilanordningen enligt fig 5 och 6 höjes trycket i utrymmet 53 mellan slangarna 54 och 55 med hjälp av en påfyllningsanordning 68 vid andra änden av ledning- arna eller slangarna 54, 55.

Anordningen enligt fig 5 och 6 fungerar på följande sätt.

När anordningen skall tagas i drift skruvas nål- ventilen 67 in till anliggning mot mynningen av kanalen 65. Därefter höjes trycket i systemet genom påfyllning av ett tryckfluidum genom ventilanordningen 68. Härvid kommer kolven 49 att förskjutas uppåt till det i fig 5 visade läget, varvid fjädern 50 komprimeras. Samtidigt kommer ventilkulan 58 och ventilstângen 57 att förflyttas uppåt till det i fig 5 visade läget allteftersom ventil- kroppen 45 rör sig uppåt tillsammans med kolven 49.

Sedan föreskrivet övertryck upprättats i utrymmet 53 och därmed kommunicerande kanaler, öppnas nàlventilen 67, så att kanalerna 65 och 66 förbindes med varandra.

Om ett brott nu skulle uppstå på ytterslangen 55, kommer trycket att sjunka i utrymmet 53. På motsvarande sätt kommer trycket att sjunka i detta utrymme, om innerslangen skulle brista. ventilen är nämligen utformad för att ha ett högre tryck i utrymmet 53 än i innerslangen eller -ledningen 54. Vid en trycksänkning i utrymmet 53 kommer kolven 49 att av fjädern S0 pressas nedåt.

Samtidigt kommer ventilkroppen 45 att påverka ventilstáng- 9201176-a 8 en 57 och därmed lyfta kulan 58 från sitt säte 60.

Härvid sker en momentan avlastning av trycket i utrym- met 53 genom att tryckmediet strömmar genom kanalerna 62, 63, 67 och 66 till uppsamlingsbehàllaren 61. Vid denna momentana avlastning kommer tryckfjädern 50 att snabbt föra ventilkroppen 45 ned mot sitt säte 44, så att ventilen stängs.

De ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen är blott exempel, och många variationer är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (3)

10 15 20 25 30 i» UI 8201176-a PATENTKRAV

1. Ledningsbrottventil för en tryckledning eller -slang (10, 54) med omgivnande skyddsledning eller -slang (ll, 55) och med ett utrymme (26, 53) mellan dessa ledningar eller slangar, vilken ventil har en i riktning mot sitt stängningsläge eftergivligt belas- tad ventilkropp (l6, 45), som är förskjutbar i ett ver- tilhus (10, 40) mellan ett öppetläge och ett genomström- ning genom ventilen förhindrande stängningsläge och som är anordnad att regleras under inverkan av ett tryck- medium i utrymmet (26, 53) mellan de båda ledningarna eller slangarna (10, 54 resp ll, 55), k ä n n e t e c k- n a d därav, att ventilen är anordnad att arbeta med ° högre tryck i utrymmet (26, 53) mellan de båda ledning- arna eller slangarna (10, 54) än i tryckledningen eller -slangen och än i omgivningen och att ventilkroppen (16, 45) är förbunden med en kolv- eller membrananordning (18, 49), vars kolv eller membran, (18, 49) avgränsar en i förbindelse med utrymmet (26, 53) mellan de båda ledningarna eller slangarna (10, 54 resp ll, 55) stående tryckkammare (22, 48) och är anordnad att normalt hålla ventilkroppen (16, 45) i sitt öppetläge.

2. Ventil enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av en avkännings- och tryckavlastningsanordning, vilken är anordnad att avkänna ventilkroppens (45) läge och vid en förskjutning av ventilkroppen från dess öppetläge i riktning mot dess stängningsläge avlasta trycket i tryckkflmmaren (48) för snabbstängning av ven- tilen.

3. Ventil enligt patentkravet 2, n a d därav, att avkaonings- och tryckavlastningsan- ordningen (57-60) är utformad som en mekanisk avlastningsa- ventil (57-60) med en mot sitt stängningsläge belastad ventilkropp (58) med en ventilstång (57), som är anordnad att pâverkas av ledningsbrottventilens ventilkropp (45) och av denna lyftas från sitt säte (60). k ä n n e t e c k - fifl 1 76-8 10 10 4, Ventil enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a d av en snabbutlösningsanordning, som är anordnad att snabbt avlasta trycket i tryckkammaren (22) vid begynnande förskjutning av ventilkroppen (16) i riktning mot dess ventilsäte (15) och som omfattar en avlastnings ventil (31-33), vars ventilkropp (31) är förbunden eller utformad i ett stycke med kolven eller membranets (21) hållare (18) och normalt tillsluter en i förbindelse med utrymmet (26) mellan de båda ledningarna eller slangarna (10, 11) stående kanal (30) samt är anordnad att vid sänkning av trycket i tryckkammaren lyftas från sitt säte och förbinda denna kanal med omgivningen.