SE450594B - En tvastegs pilotventil for styrning av en balanserande huvudventil - Google Patents
En tvastegs pilotventil for styrning av en balanserande huvudventilInfo
- Publication number
- SE450594B SE450594B SE8105574A SE8105574A SE450594B SE 450594 B SE450594 B SE 450594B SE 8105574 A SE8105574 A SE 8105574A SE 8105574 A SE8105574 A SE 8105574A SE 450594 B SE450594 B SE 450594B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pressure
- stage
- piston
- valve
- pilot
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/14—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
- G05D16/16—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid
- G05D16/166—Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid using pistons within the main valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/10—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve
- F16K17/105—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve using choking or throttling means to control the fluid operation of the main valve
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
- Y10T137/2544—Supply and exhaust type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7738—Pop valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7762—Fluid pressure type
- Y10T137/7769—Single acting fluid servo
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Description
450 594 Ett annat ändamål med uppfinningen är att framställa en avlast- ningsventil med stor kapacitet och med bättre kontroll av fluidumflödet och tryckdynamiken i pilotventilen, huvudavlastningsventilen och tryck- behållaren eller ledningen som ska tryckavlastas.
En ytterligare målsättning med uppfinningen är att framställa en tvâ-stegs tryckkänslig pilotventil där fluidumflödet som ger upphov till det avkännande trycket genom ventilens båda steg, sker endast under av- lastning eller vid pilotventilens återställningsfunktion. Ännu en målsättning med uppfinningen är att framställa en tvâ- stegs tryckstyrd pilotventil för manövrering av en huvudavlastnings- ventil med betydligt högre kapacitet, och där ett väsentligt mindre' fluidumflöde genom pilotventilen kan finfiltreras och därmed höja ventilens pålitlighet genom minskad nedsmutsning.
Den tryckstyrda avlastningsventilen enligt uppfinningen består av me- kaniskt åtskilda första och andra tryckstyrda steg, I ett typiskt utförande manövrerar tvâ-stegs pilotventilen en betydligt större huvudventil genom att släppa övertrycket på huvudventilens kolv ut till normalt omgivningstryck.
Huvudventilens konstruktion är sådan att innan avlastningsventilen öppnas huvudventilens avstängningskolv står i tryckbalans med tanken eller tryck- behållaren. När fluidumvolymen på toppen av kolven töms till omgivningen, ut- nyttjas tankens tryck för att lyfta kolven och därmed öppna huvudventilen varvid den önskade tryckavlastningen erhålls. Ytterligare en trycksignal till pilotventilen tas från ett tryckrör som är placerat intill tanken och/eller tryckbehâllaren vilket indikerar det verkliga tank- eller fluidumtrycket, och därmed tillâterpilotventilen och huvudventilen att âterställas oberoende av mediaflödet genom huvudventilen.
En särskild egenskap med denna två-stegs pilotventil är att den utnytt- jar en speciell lagringsvolym för att reglera fluidumflödets hastighetsändring mellan de första och andra stegen. Dessa kontrollerade förloppshastigheter ger en noggrannare avlastnings- och tömningsoperation av både pilotventilen och huvudventilen. ' I det första eller tryckavkännande steget vid denna ventil utnyttjas dessutom ett nytt pilot-säte-förhållande som innehåller både tryck- och flödes- avkännande delar. Dessa delar ger bättre kontroll över ventillyft och töm- nings- eller återställningskrafter och ger därmed en noggrannare ventilreak- tion till de inställda avlastnings- och tömningstrycklägena.
En ytterligare fördel med uppfinningen är att ventilen är försedd med enunik kulväljare som tillåter testning av pilotventilens steg med hjälp av 450 594 en separat och/eller kalibrerad gastryckskälla. Tillförandet av ett gastryck “som är högre än tanktrycket isolerar automatiskt pilotventilens första steg från behållarens fluidum, varvid endast pilotventilens första steg utsätts för provtrycket. När provtrycket reduceras stängs automatiskt kopplingen och fluidumtrycket äterförs till pilotventilen, varvid provutrustningen kan kopp- las bort från ventilen utan förlust av tank- eller fluidumtrycket.
Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning och med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka Figur l är ett snitt genom pilotventilen som visar de första och andra stegen, kulväljaren och de tillhörande interna förbindelserna, Huvudventilens och tryckkällans anslutningshäl visas även. ' Figur 2 är ett snitt genom huvudventilen inklusive tank, ledning eller tryckbehållarens avlastningsingångar och visar pilotröret, huvudventilens _toppanslutningshäl samt pilotventilens kopplingsrör.
Figur 3 är en perspektivbild av den pilotstyrda avlastningsventilen i ett föredraget utförande som dock inte utesluter andra utföranden, varvid tvålstegs pilotventilen är monterad nära huvudventilen. Tryckröranslutningen är också visad med sitt anslutningsrör och den tillhörande tryckanslutningen strax ovanför huvudventilens ingängsöppning.
Figur 4 är ett snitt som visar ett flödesdiagram genom kopplingen mellan pilotventilen och huvudventilen. Ventildelarna visas i normalt icke- avlastningstillstånd.
Figur 5 visar ett liknande flödesdiagram som i figur 4 men i detta fall med ventildelarna i ett avlastningstillstånd.
Figur 6 är ett snitt genom en del av pilotventilens första steg och visar en ventilsammansättning i ett stängt eller icke-avlastande tillstånd.
Mera speciellt visar figuren förhållandet mellan de tryckavkännande delarna i käglan och det första stegets säte.
Figur 7 är ett liknande snitt genom en del av pilotventilens första steg och visar käglan ien öppen position. Mera speciellt visar figuren för- hållandet mellan käglans tömnings- eller äterställningsdelar och deras till- hörande säten.
Med hänvisning till ritningsfigurerna l och 2 består den tryckstyrda avlastningsventilen av en pilotventil 5 (se figur l) med ett första steg l0 och ett andra steg 4l inneslutet i ett hus 4. Pilotventilen är företrädesvis monterad nära toppen av en huvudventil 7 (figurerna 2, 4 och 5) vars toppan- slutning 6l är kopplad till pilotventilens tömningsanslutning ll. Vid detta utförande är ett rör eller en ledning lla kopplad mellan toppanslutningen öl och tömningsanslutningen ll (figur 3). Dessutom finns (i figurerna 3, 4 och 5) ett kopplingsrör 6 mellan pilotventilens tanktrycksanslutning 12 och en 450 594 tryckanslutning 63'placerad i huvudventilens 7 lägre del strax ovanför Jhuvudventilens fläns 66 och inlopp 65. Tryckanslutningen 63 kopplas till ett tryckrör 64 vilket förser pilotventilen med tanktrycket innan pilotventilens operation och under ett flöde genom huvudventilen. Normalt är huvudventilens fläns 66 monterad på en öppning i tryckbehållaren eller på en ledning till tryckbehâllaren. Avlastningsventilens funktion är därför att tömma den gas eller ånga som är innesluten i behållaren ut genom huvudventilen 7.
Under förutsättning att ångan eller gastrycket i tanken är lägre än det första stegets avlastningsinställning, som är bestämd av tryckfiäderns 30 justerbara inställning (visat i figurerna l, 2 och 4) leds under operationen statiskt ångtryck från den tillhörande behållaren eller ledningen till huvud- ventilens kolv och avtätade area 68 genom inloppet 65, tryckanslutningen 63, tryckröret 75 och pilotventilen via röret 6, tanktrycksanslutningen l2 och ett andra stegs tank och/eller inlopp 57, det andra stegets kolvidametrar 55 och 56, det andra stegets huvudingång 54, anslutningen ll och ledningen lla.
Trycket vidareförmedlas inuti pilotventilen (figur l) till det första och andra stegets delar via inlopp 57, pilotventilens i första steget tvërförbin- delse 24, första stegets ingång l7 och filter l5. härav påverkar fluidumtryc- ket det första stegets sammansatta kägelenhet l8 på den yta som definieras av det första stegets inloppssäte eller ingång l7 och käglans ändyta 34 (figur 6).
Filter l5utgören direkt förbindelse mellan testporten l4a och 24 och utgör samtidigt en styrning åt avstängningskulan l6. Kulan 16 tätas mot testingângen l4a eller 24, vilken funktion kommer att beskrivas nedan. Filtret l5 förbin~ der porten 24 och l4a med porten l7 genom filtermaterialet.
Som visas i figur l och mer i detalj i figurerna 6 och 7 innehåller det första stegets sammansatta kägelenhet l8, vilket samverkar med sätet 28 flödes- och tryckkänsliga delar. Dessa delar består av en kolv l8c och en skuldra eller tömningsdel l9 bredvid kolven. Ett tömningssäte 20 i första steget samverkar med tätningen 25 som är placerad koncentriskt med och mellan skuldran 19 och kolven l8c.
I kägelenheten l8 finns vidare en kägelaxel l8b som är centrerad inuti styrningen och koncentrisk med säteshållaren 20a och vilken kan förflyttas därii en-längsgående rörelse. Den nedre änden av säteshållaren 20a utgör det förutnämnda tömningssätet 20. Det bör noteras att den övre änden l8d av kägelaxeln l8b alltid är i kontakt med den undre tryckfjäderhållaren 30a.
Tryckfjäderhâllaren 30a är aldrig i kontakt med den övre ytan 20b av sätes- hållaren 20a, vilket tillåter en relativrörelse mellan de tvâ delarna. Av- ståndet mellan tryckfjäderhâllaren 30a och ytan 20b tillåter en inspänning av tryckfjädern 30 för uppnående av en individuell justering av kägellyftet 450 594 (dvs. rörelsen) och återställningskrafterna på kägelaxeln som utgörs av “tryckfjädern 30. __ _ Säteshällaren 20a är vidare monterad med en gänga inuti en förlängd del av kägelsäteshâllaren 29. Gängan och den förut nämnda relativrörelsen mellan l8c och 2Db utgör en vertikal justering av tömningssätet 20. Denna konstruk- tion tillåter separat justering av lyft eller rörelse och öppningskraften på kägelenheten l8 vid avlastningsfunktionen. Vidare förses det första stegets kägla och säte med bestämda ringformade spelrum för uppnående av pålitlig och repeterande operation. Dessa spelrum består av perifera avstånd mellan det första stegets kägelreaktionsläpp Zl, den yttre kolvdiametern 32 och den indre diametern på kägelsäteshållaren 29,dvs. spelrummet 37; käglans andra eller mellanrumsytterdiameter 33 och sätets 28 innerdiameter, dvs spelrummet 39. Ett ytterligare spelrum 38 definieras av en ytterdiameter 34 för mellan- rummets del av kolven l8c, och innerdiameter 28b av sätet 28.
Till de ovannämnda spelrummen hör även överskjutningen av käglans mellan- rumsdel vid ytterdiametern 34, dvs 36, och käglans inskjutning vid mellan- delen 35.
' Det andra ventilsteget 4l (figurerna l, 4 och 5) består av en i andra steget sammansatt kolvenhet 42 med ett andra stegs stängningsdel 48 som är förskjutbar i loppet 40 och som är försedd med en nedre diameter 55 och en övre diameter 56. Kolven 48 har en övre ände 48a och tätningar 48b och 48c.
Tätningen 48d tillåter kolvsammansättningen 42 att förskjutas i loppet 40 i motsvarighet till tryckförändringar över och under kolven. Sammansätt- ningen 40 består också av en nedre tätningshållare 43 och en tätning 48c.
Funktionen av dessa delar när avlastning och tömning av första steget sker förklaras nedan i detalj. 4 Av figur 4 framgår att när fluidumtrycket är lägre än vad som erfordras för att lyfta det första stegets kägelenhet l8, hålls det andra stegets kolv- enhet 42 med de olika ytorna som hör till stängningsdelen 48 kvar i en icke- tömningsposition med den nedre tätningshâllaren 43 mot sätet 45. Eftersom fluidumtrycket påverkar det andra stegets kolvsammansättning 42 under tät- ningen 48d och det första stegets kolv l8c är i kontakt med tätningen l7a, avskiljs andra stegets kolvände 48a från trycket och kolven 48 hälls i en övre position. Härmed definieras en förbindelse runt diametrarna 56 och 55 och portarna 54 och 57. De instängda volymerna tillhörande loppen 55 och 56 och diametrarna på kolven utgör första och andra ringformade kammare som har att göra med tömnings- och icke-tömningspositioner av kolven 48 i loppet 40.
En första kammare definieras av kolvdiametern och loppet ovanför tätningen 48c i samverkan med sätet 45. En andra kammare definieras av kolvdiametern 450 594 och loppet ovanför_tätningarna 48b i samverkan med loppet 46 när kolven är Ji en tömningsposition.
Såsom kommer att beskrivas nedan mer i detalj, samverkar kolven 48 och tätningarna 48b och 48c med loppets tätningsområde 46 respektive säte 45 för att antingen täppa till eller tömma huvudventilens övre kammare 68 i den första respektive andra kolvens 48 position.
Vid icke-tömningstillståndet påverkar tanktrycket båda de övre och undre ytorna av huvudventilens avstängningskolv 69 genom pilotventilens port ll och portarna eller passagerna 54, 55, 56 och 57, som ovan beskrivits.
Eftersom huvudventilens effektiva area 74 är större än avstängningskolvens 69 area 75, hålls kolven i ett stängt läge och ingen tömning av tanken kan ske.
Tank- eller fluidumtrycket avkänns genom huvudventilens inlopp 65 (figurerna 4 och 5). Avlastningstryckinställningen av pilotventilens första steg är bestämd av inspänningen av fjädern 30 i pilotventilens första steg (se figurerna 6 och 7). När fluidumtrycket ökar över den förutbestämda inställ- ningen av fluidumtrycketsom påverkar det första stegets effektiva area vid 34 genom porten l7, filtret l5, porten eller sätet 24 och anslutningen l2, lyfter kägelenheten l8 och öppnar porten l7, varvid ett fluidumflöde uppstår genom öppningen 22 i kägelsäteshällaren 29 och förbindelsen 50 mellan första och andra stegen. Fluidumtrycket kan nu påverka den övre änden 48a av kolvenhet- en 42.
Förbättrad funktion av det första stegets kägla är ett resultat av flö- dets kontrollenheter i kägelenheten l8 och mera speciellt av kolven l8c.
Funktionen av denna konstruktion vid avlastningen är enligt följande: När tanktrycket påverkar käglans ändyta 34 och kraften blir större än kraften vid fjädern 30 börjar kolven l8c som stänger porten l7 mot tätningen l7a att röra sig uppåt. Vid denna punkt då kolven lämnar tätningen l7a och ett flöde upp- står förbi tätningen, kontrolleras flödet av det ringformade spelrummet 39 eftersom spelrummet 38 är större än spelrummet 39. Dessutom är överlapp- ningen 35 i samverkan med spelrummet 39 större än överlappningen 36 och fluidumflödet kontrolleras av spelrummet 39 när käglan rör sig uppåt. Spel- rummet 39 i samverkan med överlappningen 36 utgör det största motståndet till fluidumflödet av de nämnda delarna.
Fluidumflödet genom spelrummet 38 och trycksänkningen genom spelrummet 39 förorsakar en ökad kraft uppåt genom tryckets påverkan på den större arean 33 vid käglans mellanrum. Spelrummet 39 fortsätter att kontrollera flödet till dess överlappningen 35 närmar sig noll och en ständigt ökande kraft uppåt orsakas av det ökande trycket under käglans reaktionsläpp vid 450 594 diametern 32, dvs under reaktionsläppen Zl som visas vid flödespilen 78.
JDen ringformade kammaren 4l som ligger mellan reaktionsläppen 2l och diametern 33 förbättrar ytterligare avlastningsfunktionen genom att spelrummet 4la mellan läppens yttre periferi Zla och den ringformade utan 28a, utgör ett kontrollerat motstånd till fluidumflödet i 4la när käglan lyfter. Denna karakteristik utnyttjas för att på bättre sätt kontrollera flödet förbi käglan.
Vid ett'utförande som är att föredra men som inte behöver begränsas där- till är spelrummet 38 större än spelrummet 39 och överlappningen 35 större än överlappningen 36.
Till skillnad från tidigare kända konstruktioner fungerar denna ventil med en stadigt ökande lyftkraft på käglan vid avlastningen och därmed säkras en pålitlig funktion utan att käglan går in i ett självsvängande förlopp.
Utan denna nämnda utformning skulle käglans inledande lyftning förorsaka ett snabbt tryckfall genomspelrummetoch följande förlust av lyftkraft på kägel- enheten l8, varvid återstängning sker och käglan börjar slamra eller delvis stänga och hållas i ett vibrerande tillstånd. Under dessa förhållanden vore det nödvändigt att tillåta tanktrycket att öka betydligt mera än avlastnings- inställningen innan käglans instabilitet övervinns och tömningsoperationen sker. Ett slamrande eller vibrerande tillstånd hos käglan har visat sig förorsaka en otillförlitlig avlastningsinställning och en minskad livslängd hos ventilen.
Det bör noteras att vid själva lyftningsfunktionen och vertikalrörelsen hos käglan finns ett fluidumflöde genom spelrummet l8a, mellan kägelaxeln l8b och styrningen 20a, genom öppningen l0a i huset l0 och genom ett eventuellt dammskydd till atmosfären, förutom ett flöde genom öppningen 22. Härmed finns ytterligare en ny detalj i det första steget därigenom att fluidumflödet genom l8a stängs vid tätningen 25 och sätet 20 när käglan når sitt övre av- lastningsläge som visas i figur 7.
Som ovan beskrivits är det andra stegets kolvenhetsfunktion 42 sådan att när det första stegets kägelenhet 18 lyfter vid ett bestämt tryck vid sätet 28, forceras det andra stegets stängningsdel 48 med tanktrycket på sin övre ände genom porten 50, nedåt i loppet 40 tills tätningarna 48b tätar i loppet 46: Kolvrörelsen flyttar också tätningen 48c fri från sätet 45.
Vid denna tidpunkt (se figur 5) töms huvudventilens övre kammare 68 till atmosfären genom passagerna 54, 55, loppet 40 och den skärmade öppningen l3.
Samtidigt med att kolven 48 är i sitt tömningsläge är passagen 56 stängd med verkan av tätningarna 486 i loppet 46, varvid flödesförbindelsen mellan den tömda tanken eller behållaren och huvudventilens övre kammare 68 genom passa- gen 57 stängs. En viktigare detalj är att isoleringen av porten 57 utesluter fluidumflödet via tryckröret 64; röret 6 och pilotventilens tanktrycksanslut- 450 594 8 ning 12 medan tömningen sker. Eftersom tryckavlastningen av huvudventilens *kolv och övre kammare 68 görs genom en tömning via pilotventilens-andra steg 41 blir fluidumflödet genom pilotventilens första steg begränsat till korta perioder av kägelrörelse.
Tanktrycket avkänns nu i båda de första och andra stegen av pilotventi- len genom tanktrycksanslutningen 12, röret 6, tryckanslutningen 63 och tryck- röret 64.
Vid tömningen genom öppningen 13 kommer trycket ovanför avstängnings- kolven 63 med den effektiva arean 74 att sjunka till ett värde som är betyd- ligt lägre än trycket pâ arean 75 under kolven. Avstängningskolven 69 lyfter då och en tömning av fluidum uppstår genom passagerna 65, 71 och till atmos- fären genom utporten 67 (figur 2). ' Medan tömningen sker, som ovan beskrivits, är det totala trycket i den avlastande tanken eller ledningen nu applicerat på tryckröret 64, monterad i huvudventilen vid 63, och förmedlas genom röret 6 och pilotventilens anslut- ning 12 och vidare till kolvenheten 42 som då hålls kvar i sitt nedre eller avlastningsläge.
I Som ovan diskuterats ger en påbörjad period av huvudventilens avlastning upphov till att kolven 48 i pilotventilens andra steg "stänger av" eller avbryter flödet genom porten 57 efter ett mycket litet fluidumflöde. Följ- aktligen är det enda fluidumflödet genom pilotventilens första steg 10 den mängd som behövs för att styra pilotventilens andra steg 41 och för att sätta volymen i andra steget under tryck inklusive volymen 52 och andra volymer tillhörande kombinationen av första och andra steget. Detta volymflöde till- låter att ett mycket finmaskigt filter 15 kan användas och därmed reduceras mängden av smutspartiklar som kommer in i pilotventilen. Ett litet flöde och en filtrering av flödet genom pilotventilen medför att pilotventilens på- litlighet och inställningsstabilitet avsevärt förbättras.
När fluidumflödet genom huvudventilen 7 resulterar i att tank- eller behållaretrycket, vilket avkänns genom tryckröret 64, sjunker till ett värde där kraften hos inställningsfjädern 30 i pilotventilens första steg medför att käglan 18 rör sig nedåt, öppnar tätningen 25 och tillåter ett kontrollerat läckage från det första stegets kägelkammare 23 genom spelrummet l8a till atmosfären eller omgivningstrycket. Denna funktion reglerar huvudsakligen tryckminskningen i kammaren 23 och kontrollerar därmed käglans rörelse nedåt i det första steget, eftersom läckaget har den effekten att tryckskillnaden mellan käglan l8c och porten 17 ökar. Trycksänkningen av fluidum i dämp- ningskammaren 52 och de tillhörande volymerna ovanför kolvytan 48a resp. 9 D 450 594 sänkningen i tankens resttryck förmedlat genom porten-57 medför att kolven 48 lyfter och trycker tätningen 45 mot sätet 48c. D Det bör noteras att utan den kontrollerade funktionen i första stegets kägla, som ovan beskrivits, skulle en snabb rörelse av käglan medföra en svängande stängning av ingången l7, följd av en återstängning eller vibration av det andra stegets kolv, vilket i sin tur skulle medföra ett destruktivt svängande eller vibrationer i huvudventilen 69.
Som ovan diskuterats, är tömnings- och/eller återställningstrycket till stor del kontrollerat genom käglans l8 rörelse. Emellertid är pålitlig och noggrann kontroll av återställningstrycket också beroende av kontrollen av de interna trycksvängningarna och aerodynamiska krafterna i samband med käglans rörelse. Därför är det av grundläggande betydelse att hela utform- ningen av käglan och sätet både vid tryckavkänning och tömning är samverkande för att säkra en tillförlitlig funktion inom snäva avlastnings- eller tömnings- tryckomräden.
Den kontrollerade nedåtgående rörelsen hos det första stegets kägla förbättras ytterligare genom verkan av dämpningskammaren 52, vilken innehåller fluidum under tryck vid operation av de första och andra stegen och därmed säkrar att kägelläckaget och trycket hålls jämna och kan förutses.
Det bör noteras att den ovannämnda, förutsägbara och kontrollerade kägel- funktionen i det första steget också sker vid lyftet, varvid dämpningskammaren 52 huvudsakligen fylls med fluidum från ingången l7 och därmed hindrar sväng- ningar eller mekaniska vibrationer vid de följande operationerna i andra ste- get och huvudventilen.
Pilotventilen som här beskrivs ger en kontrollerad operation under svängningsfasen, varvid det första stegets kägla och det andra stegets kolv rör sig från första till andra positionerna motsvarande start, avlastning och tömning genom kontroll av det svängningstryck som uppstår i de utrymmen som finns i och omkring de första och andra stegen. Kontroll av dessa tryck är viktig för att man ska uppnå en stabil funktion av det första stegets kägla och det andra stegets kolv. Om trycken sänks för snabbt vid tömningen eller höjs för snabbt vid lyftningen kommer ventilfunktionen att visa oönskade och skadliga svängningar. Genom att man som ovan beskrivits använt förutbestämda kombinationer av kägelytor och tillhörande volymer åstadkoms den dämpade trycksänkningen vilken ger en positiv och kontrollerad nedåtgående rörelse av det första stegets kägla och medföljande återställning av andra stegets kolv.
Ytterligare ett särdrag med denna pilotventil (figur l) är utnyttjandet av en kulväljare l6 placerad mellan tanktrycksanslutningen l2, tvärförbind- 450 594 io elsen 24 och testingången l4. Kulväljaren inryms i ett filter 15 inuti det 'första steget och utgör en styrning för kulans horisontalrörelse mellan por- ten 24 och testingångens l4 säte l4a.
Provning av pilotventilen då den är uppmonterad på plats åstadkoms med hjälp av luft eller annan lämplig gas vid ett givet tryck applicerat vid testingången l4. När tanktrycket är större än provtrycket men lägre än det första stegets inställda värde pressas kulan l6 mot sätet l4a och stänger testingången l4. Vid tillsättande av ett provtryck som är högre än tanktryc- ket rör sig kulan l6 i filtret l5 och stänger porten 24, varvid fluidum i tanken avskiljs. Ytterligare höjning av provtrycket ger upphov till en ope- ration hos pilotventilen och huvudventilenutan behov av höjning av tanktryc- ket till avlastningsnivâ. ' Vid sänkning av testtrycket rör sig kulan l6l vilken åstadkommer flui- dumtryck genom tanktrycksanslutningen l2 och porten 24 för att åter stänga sätet l4a och därvid förhindra en icke önskvärd förlust av fluidum då prov- utrustningen avlägsnas från testingângen l4.
Det är här uppenbart för en fackman att kulväljaren utgör en enkel metod för att testa avlastningsventilfunktionen och avlastningens inställ- ningspunkt utan att höja tanktrycket. Detta förhållande reducerar avsevärt volymen av provgas som erfordras, eftersom endast den mängd gas som behövs för att öppna pilotventilen används och huvudventilen öppnas då av tanktrycket.
Operationen av huvudventilen kan hindras genom att man använder en hel skiva istället för skärmen l3a och därmed täpper till det andra stegets öppning l3. Med en hel skiva i position och då provtrycket appliceras på ingången l4, blir tanken avskild från hela pilotventilen och ett fortsatt flöde av provtrycket genom ingången l4 ger en operation av pilotventilens första steg utan att huvudventilen 7 påverkas. Det bör noteras att denna möjlighet tillåter provning av pilotventilen utan någon förlust av fluidum genom huvudventilen.
Det är således uppenbart att enligt uppfinningen framställs en pilot- styrd avlastningsventil som utnyttjar en tvâ-stegs pilotventil utan ständigt genomflöde, vilken helt uppfyller de krav, mål och fördelar som ovan fram- ställts._ Det är underförstått att ovanstående beskrivning och de på ritning- arna visade utföringsformerna av uppfinningen endast utgör belysande exempel och att många olika modifikationer kan förekomma inom ramen för följande patentkrav.
Claims (3)
1. En tvåstegs pilotventil (5) för styrning av en balanserande huvudventil (7) och för säkerhetsutsläpp av överskottsångtryck och bestående av ett ventilhus (4) med ett tryckkänsligt fram- och återgående första pilotsteg (10) som medger ett flöde därigenom när ångtrycket överskrider ett förutbestämt värde, och ett andra pilotsteg (41) som reagerar på ångflödet i det första pilotsteget (10) för påverkan av huvudventilen (7), k ä n n e t e c k n a d av att det första pilotsteget innehåller en kombinationsventil med en tryckkänslig kolv (18c) i den ena änden och ett ventilskaft (l8b)i den andra änden, och där kolven (l8c) är utformad med en med en första kolvdiameter (34), som är konstant över en första förutbestämd kolvlängd och med en andra kolvdiameter (33), som är konstant över en andra förut- bestämd kolvlängd, och där ett säte (28) samverkar med kombinationskolven (18) för tryck under det nämnda förutbestämda värdet, och där sätet har en första diameter (28b) och en andra diameter motsvarande de första och andra förutbestämda kolvdelslängderna, och av att en första flödesbegränsning bildas av den första kolvdiametern (34) med den första förutbestämda kolvdelslängden (36), den första sätesdiametern (28b) och denna dels förutbestämda längd, och av att en andra flödesbegränsninq bildas av den andra kolvdelsdiametern (33) med den andra förutbestämda längden.(35) och den andra sätesdiametern med denna dels förutbestämda längd, varvid en rörelse~i kombinationsventilen (18) i förhållande till ventílsätet (28) åstadkommer en successivt minskande strypning av ångflödet vid en kolvrörelse som är väsentligen lika med den andra förutbestämda kolv- delslängden. 450 594 12
2. En tvåstegs pilotventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilhuset (4) innehåller en dämpningskammare (52), som står i strömningsförbindelse med de första (10) och andra pilotstegen (41) -ünder kombinationsventilens (18) rörelse.
3.En tvåstegs pilotventil enligt krav 2, k ärin e'te c kria d av att det andra pilotsteget (41) innehåller en plunge (42), som är anordnad i ventilhuset (4) och har två motsatta ändar och en mellan- liggande sektion, ett lopp (40), som bildas av det andra pilotstegets (41) hus, medel (43) för att hålla plungen (42) för fram- och> _ återgående rörelse i loppet (40) mellan ett första och ett andra läge motsvarande inställningstryck respektive frigöringsstryck, varvid det bildas en första (56) och en andra kammare (55), vilka står i strömningsförbindelse med varandra vid plungens (42) första läge och är isolerade från varandra vid plungens (42) andra läge, och av att det finns medel i ventilhuset för att åstadkomma en strömningsförbindelse mellan dämpningskammaren (52) och plungens (42) övre ände (48a), och medel (57) för att släppa in ånga i den första kammaren (56) vid det nämnda första läget på plungen (42), och medel (50) för att åstadkomma en förbindelse mellan det första steget (10) och dämpningskammaren (52) vid det första stegets frigöringsoperation, varvid plungen förskjuts till sitt andra läge, varvid ett ångtryck som är större än inställnings- trycket höjer trycket i dämpningskammaren (52) och pressar plungen (52) till sitt andra läge och därmed stänger av ångflödet till den första kammaren (56) och genom det första steget (10).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/192,312 US4355657A (en) | 1978-09-18 | 1980-09-30 | Pilot operated relief valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8105574L SE8105574L (sv) | 1982-03-31 |
SE450594B true SE450594B (sv) | 1987-07-06 |
Family
ID=22709138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8105574A SE450594B (sv) | 1980-09-30 | 1981-09-21 | En tvastegs pilotventil for styrning av en balanserande huvudventil |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4355657A (sv) |
JP (1) | JPS5761869A (sv) |
BR (1) | BR8106237A (sv) |
CA (1) | CA1159337A (sv) |
FR (1) | FR2491186B1 (sv) |
GB (1) | GB2084301B (sv) |
IN (1) | IN164751B (sv) |
MX (1) | MX153935A (sv) |
SE (1) | SE450594B (sv) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2532033B1 (fr) * | 1982-08-17 | 1986-03-14 | Gemignani Andre | Soupape de securite pilotee |
FR2542412B1 (fr) * | 1983-03-08 | 1985-08-16 | Fmc Europe | Dispositif de protection a l'egard d'une elevation dangereuse de temperature et installations a circuit de fluide le comportant |
US4615356A (en) * | 1983-09-22 | 1986-10-07 | Vapor Corporation | Modulating pressure operated pilot relief valve |
US4881571A (en) * | 1983-09-22 | 1989-11-21 | Dresser Industries, Inc. | Modulating pressure operated pilot relief valve |
US4586533A (en) * | 1985-07-01 | 1986-05-06 | Crosby Valve & Gage Company | Non-flowing modulating pilot operated relief valve |
US4901758A (en) * | 1986-06-27 | 1990-02-20 | Cook Daniel E | Device for the remote control of pneumatically operated mechanisms, which has fast, high resolution response over a broad range of pressures and which is insensitive to position or vibration |
US4848397A (en) * | 1988-06-20 | 1989-07-18 | Keystone International, Inc. | High temperature safety relief system |
US4917144A (en) * | 1989-02-07 | 1990-04-17 | Dresser Industries, Inc. | Modulating pilot operated safety relief valve for low pressure application |
US5246030A (en) * | 1992-12-21 | 1993-09-21 | Westinghouse Air Brake Company | Safety valve arrangement |
CA2252874A1 (en) * | 1996-04-29 | 1997-11-06 | Dresser-Industries, Inc. | Pilot-operated safety relief valve assembly |
US6161570A (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-19 | Tyco Flow Control, Inc. | Pilot-operated relief valve |
US6386227B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-05-14 | Flow Safe, Inc. | Non-flowing pilot valve |
US6192924B1 (en) | 2000-01-19 | 2001-02-27 | Tyco Flow Control, Inc. | Pilot operated relief valve |
US6769880B1 (en) | 2002-09-19 | 2004-08-03 | Mangonel Corporation | Pressure blowdown system for oil injected rotary screw air compressor |
KR100935454B1 (ko) | 2007-12-26 | 2010-01-06 | 주식회사 대흥이엔텍 | 파일럿 타입 릴리프밸브 |
CN102620017A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 天正阀门有限公司 | 高压电磁气控泄压阀 |
RU2610838C2 (ru) * | 2015-03-03 | 2017-02-16 | Открытое акционерное общество "Московское Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ОАО "МосЦКБА") | Способ управления главным предохранительным клапаном, устройство для его осуществления, предохранительный сбросной спецклапан и спецклапан выравнивания давления |
CN108006282B (zh) * | 2017-11-17 | 2023-12-15 | 北京航天石化技术装备工程有限公司 | 一种气动先导式爆破型泄压装置 |
US11306838B2 (en) * | 2020-03-27 | 2022-04-19 | Dresser, Llc | Pilot-operated pressure relief valve nozzle |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE359434C (de) * | 1918-02-14 | 1922-09-22 | Brann & Wolff | Hochhub-Sicherheitsventil |
US2165611A (en) * | 1937-09-01 | 1939-07-11 | New York Air Brake Co | Pop valve |
US2644480A (en) * | 1948-10-27 | 1953-07-07 | Clarence E Earle | Fluid valve |
US3074425A (en) * | 1959-03-20 | 1963-01-22 | Ralph E Kikendall | Snap acting safety valve |
US3568706A (en) * | 1969-02-06 | 1971-03-09 | Anderson Greenwood & Co | Pressure relieving system |
US3605793A (en) * | 1969-07-18 | 1971-09-20 | John W Kinsel | Safety relief valve |
US3726301A (en) * | 1970-12-21 | 1973-04-10 | Lonergan J Co | Pilot valve |
US3702141A (en) * | 1971-02-22 | 1972-11-07 | Dresser Ind | Gas type safety valve |
US3754566A (en) * | 1971-04-12 | 1973-08-28 | Brevets Pour L Ind & La Marine | Safety valve |
US4172466A (en) * | 1977-07-01 | 1979-10-30 | Target Rock Corporation | Self-actuated pilot-controlled safety valve |
JPS55500693A (sv) * | 1978-09-18 | 1980-09-25 | ||
US4213021A (en) * | 1979-01-19 | 1980-07-15 | Aeroquip Corporation | Indicating check valve |
-
1980
- 1980-09-30 US US06/192,312 patent/US4355657A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-04-02 JP JP56049994A patent/JPS5761869A/ja active Granted
- 1981-06-23 IN IN402/DEL/81A patent/IN164751B/en unknown
- 1981-09-21 SE SE8105574A patent/SE450594B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-09-29 BR BR8106237A patent/BR8106237A/pt not_active IP Right Cessation
- 1981-09-29 CA CA000386887A patent/CA1159337A/en not_active Expired
- 1981-09-29 FR FR8118286A patent/FR2491186B1/fr not_active Expired
- 1981-09-30 GB GB8129482A patent/GB2084301B/en not_active Expired
- 1981-09-30 MX MX189418A patent/MX153935A/es unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2491186B1 (fr) | 1986-06-13 |
IN164751B (sv) | 1989-05-20 |
BR8106237A (pt) | 1982-06-15 |
GB2084301A (en) | 1982-04-07 |
FR2491186A1 (fr) | 1982-04-02 |
SE8105574L (sv) | 1982-03-31 |
JPS5761869A (en) | 1982-04-14 |
GB2084301B (en) | 1985-07-03 |
CA1159337A (en) | 1983-12-27 |
US4355657A (en) | 1982-10-26 |
MX153935A (es) | 1987-02-24 |
JPH031552B2 (sv) | 1991-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE450594B (sv) | En tvastegs pilotventil for styrning av en balanserande huvudventil | |
US4402341A (en) | Pilot operated relief valve | |
US1925301A (en) | Valve | |
US3357443A (en) | Fluid pressure regulator | |
US3477456A (en) | Valve | |
US4165951A (en) | Water pressure booster system and control valve therefor | |
JPS6145103B2 (sv) | ||
US3545887A (en) | Compressor governor | |
US4724864A (en) | Two-way flow control valve | |
US2880751A (en) | Relief valves | |
US3526276A (en) | Fluid separator with delayed response liquid level control device | |
US4410005A (en) | Pilot operated relief valve | |
US3052259A (en) | Diaphragm actuated safety valve | |
SE451621B (sv) | Ventilenhet bestaende av en tvastegs pilotventil och en balanserad huvudventil | |
JPS59133878A (ja) | 造り付け制御安全弁 | |
US3302531A (en) | Elevator control system | |
US3493007A (en) | Reducing valve | |
US2974679A (en) | Quick acting valve | |
JP2010507049A (ja) | 液体レベル制御バルブ | |
US2997880A (en) | Manometer surge tank | |
GB2119132A (en) | Pilot operated relief valve | |
KR860001379Y1 (ko) | 파일럿 작동 릴리프 밸브 | |
US685930A (en) | Valve. | |
EP0020352B1 (en) | Pilot operated relief valve | |
JP2954645B2 (ja) | ポンプ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8105574-1 Effective date: 19891006 Format of ref document f/p: F |