SE522034C2 - Förfarande vid en säkerhetsventil samt en sådan säkerhetsventil - Google Patents

Description

annu: »frun 10 15 20 25 30 522 034 2 utföringsformerna enligt Fig. 1, 2 och 3. Fig. 7 visar schematiskt en ytterligare utföringsform av uppfinningen.

I figurema betecknar 1 ett ventilhus försett med en hålighet 2 med cylindrisk form samt med ett i förhållande till håligheten 2 centralt inlopp 3 och på vardera sidan av detta an- ordnade utlopp 4, vilka ansluter till förträngda cylindriska partier 5 hos håligheten 2 (ej hos utföringsforrnen enligt F ig. 7). Inuti ventilhuset 1 är anordnad en axiellt förskjutbar ventil- kropp 6 i forrn av en kolv. Kolven 6 är underskuren, vid 7, i höjd med inloppet 3, för inledan- de av tryckfluidum i form av vätska och/eller gas i håligheten 2. Kolven 6 är vidare försedd med en tätande yta vid vardera änden av kolven, exempelvis en O-ring 8, samverkande med ett respektive ventilsäte 9 i form av en ansats hos ventilhuset 1. En spalt i form av en kanal 10 sträcker sig genom kolven. Denna kanal 10 består av en borrning i vilken, för åstadkommande av lämplig strypning, en stång eller axel 11 är anordnad (i figurema 4, 5 och 6 är denna axel ll ej utritad). Den axiella förbindelsen i form av kanalen 10 mellan kolvens båda ändar möj- liggör att ett flöde är möjligt mellan kolvens 6 ändytor i avsikt att utjämna eventuella tryckdif- ferenser däremellan, vilket oña kan uppstå vid uppstart utan att därför något läckage förelig- ger i någon av de två utloppsledriingarna.

Vid utföringsformema enligt Fig. 1, 3 och 7 är i vardera änden av ventilhuset 1 en dämpningsanordning anordnad i forrn av en dämpningskarnmare 12, som med hjälp av en sekundärkolv 13, fast förbunden med ventilkroppen 6, bildar en fluidet upptagande volym, som varierar med ventilkroppens 6 axiella rörelse och som har ett strypt till- och/eller utlopp i form av en spalt (ej visad), bildad av en eller flera skåror i sekundärkolven 13 eller av spelet mellan sekundärkolven 13 och det denna omgivande partiet 5 av den cylindriska håligheten 2.

Utföringsformen visad i Fig. 2 är försedd med endast en dämpningskammare 12 (i figuren nedre änden av sâkerhetsventilen). Dämpningsanordningen skall förhindra instabilitet och axiell oscillering, självgenererad av de axiella flödeskraflerna.

Tryckfluidet kan från inloppet 3 strömma mellan ventilhusets l insida och kolvens 6 utsida till de båda utloppen 4. I figurerna 1, 2 och 7 utgör detta den primära strömningsvägen för tryckfluidet. I enlighet med uppfinningen är åstadkommen en förstorad friktionskraft mel- lan fluidet och kolven 6, genom att dennas mantelyta erhållit ett efler önskan stort ström- ningsmotstånd för fluidet, jämfört med en slät, cylindrisk mantelyta. I Fig. 1 och 4 visas ven- tilkroppens mantelyta försedd med tvärgående spår eller räfflor 14 (motsvarande gäller även för den i Fig. 7 visade utföringsformen). Utföringsformen enligt Fig. 2 och 5 har en flödes- friktionshöjande ytstruktur i form av längsgående bommar 15 löpande utefter ventilkroppens 6 periferi. Enligt utföringsformen i Fig. 3 och 6 har den flödesfriktionshöjande ytstrukturen K:\Patent\l l00-\l l 0050400se\00 l2 l4besk.d0c ;»vv| 1111; 10 15 20 25 30 522 034 3 åstadkommits genom att ett antal genomgående borrningar 16 är anordnade i ventilkroppen.

Dessa borrningar 16 kan i sin tur vara invändigt försedda med spår eller räñlor eller bommar (ej visat). Andra typer av friktionshöjande ytstrukturer är naturligtvis möjliga inom ramen för uppfinningen, exempelvis en slät ytstruktur hos en för avsedd funktion tillräckligt lång ventil- kropp.

Ventilens funktion beror i första hand på mediets friktionskrafl, som verkar på ven- tilkroppen 6 och som alltid kommer att eftersträva att lika flöde föreligger i båda utloppen 4, genom att ett större flöde i ena riktningen strävar att strypa det berörda utloppet. Den på ven- tilkroppen verkande friktionskrafien från flödet skall, vid brott på en ledning, vara sådan, att den dominerar över den masskraft, som flödet orsakar, och vilken motverkar ventilkroppens 6 tendens att röra sig i riktning mot att strypa utloppet till den skadade ledningenpÖkad stryp- ning har som konsekvens att ett ökat tryckfall sker över ventilsätet 9, skapande en tryckskill- nad mellan utloppen 4, resulterande i att flödet till den skadade ledningen stoppas så länge som denna tryckskillnad kvarstår. Den av tryckskillnaden alstrade krafien är större än den av flödet alstrade friktionskrañen i flödesriktningen. Om läckaget upphör blir funktionen den, att den nämnda tryckskillnaden elimineras på grund av det flöde, som möjliggöres genom den strypta förbindelsen - kanalen 10 - mellan de båda utloppen 4 och flödesfriktionskraften kommer återatt göra sig gällande. Genom uppfinningen utnyttjas sålunda den på ventilkolven 6 verkande friktionskrafien initialt för att föra ventilkroppen mot stängande läge, och sekun- därt av det rådande undertrycket i utloppet. Kolven kvarstår i detta stängande läge på grund av att undertrycket i den skadade ledningen och därmed i det därtill anslutna utloppet samt över- trycket i utloppet till den ej skadade ledningen skapar en kraft, som överskrider den friktions- krafl, som det dubbla flödet alstrar i den motsatta riktningen, dvs. mot det andra utloppet. Det är därför viktigt att säkerställa, att flödeshastigheten och därmed den kraft, som uppstår på kolven, ej överstiger kraften från summan av övertryck respektive under-tryck på kolvens änd- ytor. För att hantera höga friktionskrafter från flödet, måste kraften på kolvytan och system- trycket vara dominerande. För att förstärka fluidets verkan på ventilkroppen 6 kan det vara av fördel om ventilhusets 1 insida, dvs. hålighetens 2 vägg, tillverkas med en ytstruktur, som underlättar hög strömningshastighet.

Utföringsfonnen enligt Fig. 7 skiljer sig i princip från de tidigare beskrivna utfö- ringsfonnema i det att de tätande ytoma (O-ringarna 8) är belägna vid ventilkroppens centrala del och samverkar med ventilsäten 9 belägna i kolvens 6 undersktuna del 7.

K:\Patent\l l00-\l 10050400se\00 l 2 l 4besk.doc nina: s|»1; 522 034 4 Ventilen enligt uppfinningen uppvisar ett i jämförelse med kända säkerhetsventiler lågt flödesmotstånd, i det att ventilen initialt arbetar med flöden, medan de kända ventilema arbetar med tryckfall.

Det skall underförstås, att ventilen enligt uppfinningen kan användas vid omkastad flödesriktning, så att de här beskrivna utloppen 4 verkar som tillopp och det tidigare beskrivna inloppet 3 verkar som utlopp. Funktionen i detta fall blir, vad beträffar uppfinningen, i princip densamma. Vid brott på en ledning ansluten till ett av de tvâ tilloppen 4, kommer tryckfallet att ske över de två tilloppen och flödet att strömma mot det till den brustna ledningen anslutna tilloppet, med samma verkan på ventilkroppen, som tidigare beskrivits.

K:\Patent\l l00-\l 10050400se\OOl2 l4besk.doc

Claims (12)

10 15 20 25 30 522 054 g 5 Patentkrav

1. l. Förfarande för manövrering av en säkerhetsventil i form av en ventilkropp (6) förskjutbar i en i ett ventilhus (1) anordnad axiellt långsträckt hålighet (2) med ett tillopp (3) samt med på vardera sidan av detta anordnade utlopp (4), varvid vätske- och/eller gasflöde sker från inloppet via en strömningsbana passerande ventilkroppen (6) till utloppen, k ä n n e t e c k n a t av att på ventilkroppssidan förses strömningsbanan med en yta, i förhållande till vätske- och/eller gasflödet, med sådan struktur, att ventilkroppen (6) av den därpå verkande friktionskrafien från vätske- och/eller gasflödet primärt tvingas att förflyttas mot ett utlopp (4) innan kraflen på gnmd av ett tryckfall över tillopp och utlopp sekundärt bringas att tillsluta utloppet, vid brott på en till detta ansluten ledning.

2. Förfarande för manövrering av en säkerhetsventil i fonn av en ventilkropp (6) förskjutbar i en i ett ventilhus (1) anordnad hålighet (2) med två tillopp (4) samt med ett däremellan anordnat utlopp (3), varvid vätske- och/eller gasflöde sker från respektive tillopp (4) via en strömningsbana passerande ventilkroppen (6) till utloppet (3), k ä n n e t e c k - n a t av att på ventilkroppssidan förses strömningsbanan med en yta, i förhållande till vätske- och/eller gasflödet, med sådan struktur, att ventilkroppen (6) av den därpå verkande friktionskraften från vätske- och/eller gasflödet primärt tvingas att förflyttas mot ett tillopp (4) innan kraften på grund av ett tryckfall över tilloppen (4) sektmdärt bringas att tillsluta nämnda tillopp, vid brott på en till detta ansluten ledning.

3. Säkerhetsventil i form av en ventilkropp (6) förskjutbar i en i ett ventilhus (1) anordnad axiellt långsträckt hålighet (2) med ett tillopp (3) samt med på vardera sidan av detta anordnade utlopp (4), varvid vätske- och/eller gasflöde sker fiån inloppet via en strömningsbana passerande ventilkroppen (6) till utloppen (4), k ä n n e t e c k n a d av att på ventilkroppssidan år strömningsbanan försedd med en yta med friktionshöj ande struktur, så att den på ventilkroppen (6) verkande friktionskrafien från vätske- och/eller gasflödet initialt dominerar över lcraften på grund av ett tryckfall över tilloppet (3) och utloppet (4), vid brott på en till utloppet ansluten ledning.

4. Säkerhetsventil i form av en ventilkropp (6) förskjutbar i en i ett ventilhus (1) anordnad axiellt långsträckt hålighet (2) med två tillopp (4) samt ett däremellan anordnat utlopp (3), varvid vätske- och/eller gasflöde sker från inloppen (4) via en strömningsbana passerande ventilkroppen (6) till utloppet (3), k ä n n e t e c k n a d av att på ventilkroppssidan är strömningsbanan försedd med en yta med friktionshöjande struktur, så att den på ventilkroppen (6) verkande friktionskraften från vätske- och/eller gasflödet initialt K:\Patent\1 l00-\l l0050400se\0203 l 3nkrav.doc 10 15 20 522 034 b dominerar över kraften på grimd av ett tryckfall över tilloppen (4), vid brott på en till ett av tilloppen ansluten ledning.

5. Säkerhetsventil enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att strömningsbanan är bildad av den spalt, som föreligger mellan hålighetens (2) insida och ventilkroppens (6) utsida, vilken uppvisar den friktionshöj ande ytan.

6. Säkerhetsventil enligt något av kraven 1-5, strömningsbanan är bildad av en eller flera genom ventilkroppen (6) förlöpande kanaler (16), kännetecknad avatt vilken eller vilka uppvisar den fiiktionshöj ande ytan.

7. Säkerhetsventil enligt något av kraven 1, 3, 5 och 6, k ä n n e t e c k n a d av att en separat anordnad strypt kanal (10) sträcker sig mellan utloppen (3).

8. Säkerhetsventil enligt något av kraven 2, 4, 5 och 6, k ä n n e t e c k n a d av att en separat anordnad strypt kanal (10) sträcker sig mellan inloppen (4).

9. Säkerhetsventil enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e e k n a d av att kanalen ( 10) löper genom ventilkroppen (6).

10. Säkerhtesventil enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att vid åtminstone ena änden av ventilkroppen (6) föreligger ett av ventilkroppen från håligheten (2) avskilt utrymme (12), försett med en strypt förbindelse med håligheten (2).

11. Säkerhetsventil enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den friktionshöj ande ytan har formen av tvärgående räfflor (14).

12. Säkerhetsventil enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a d av att den friktionshöjande ytan har formen av längsgående räfflor (15). K:\Patent\l 100-\1 l0050400se\0203 l3nlcrav.doc