NO177471B - T-formet treveisventil som muliggjör pigging - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en T-formet treveisventil som muliggjør pigging, omfattende en rørformet hoveddel, en rørformet sekundærdel som er festet i rett vinkel med hoveddelen og et ventilspjeld som er dreielagret i sekundærdelen, for svingning mellom en åpen stilling som setter hoveddelen og sekundærdelen i innbyrdes kommunikasjon samtidig med at spjeldet kan holde en pigg sperret i en ende av hoveddelen, og en lukkestilling der spjeldet sperrer for kommunikasjon mellom hoveddelen og sekundærdelen og muliggjør bevegelse av en pigg gjennom hoveddelen. En slik ventil kan være beregnet til å monteres i en ledning for overføring av fluider, f.eks. i fordelingsinstallasjoner for olje- eller petroleumsprodukter.

Som kjent muliggjør en ledning pigging når en pigg kan passere gjennom den, idet en pigg er et bevegelig element beregnet for å fylle hele det indre tverrsnitt av ledningen og å beveges langs ledningen ved hjelp av trykket i en drivgass, slik som, i praksis, luft eller nitrogen, og dette medfører at piggen driver ut produkter som befinner seg i ledningen, uten at disse produkter blir blandet med drivgassen. Den drenering av ledningen som oppnås på denne måten etterfølges av rensing av de indre vegger i ledningen.

Denne muligheten for pigging har to hovedhensikter i en ledning. For det første medfører den at ledningen kan benyttes for suksessiv overføring av flere fluidprodukter uten at disse blandes. Den medfører også at det på en optimal og fullstendig måte kan overføres en gitt mengde av et gitt produkt uten at noe går tapt i ledningen. Det vil forståes at disse resultater ikke kan oppnås tilfredsstillende ved hjelp av luft- eller tyngdekraft-drenering.

Naturligvis omfatter en installasjon for fluidoverføring flere slike ledninger som muliggjør pigging.

Det er kjent flere typer pigger, omfattende f.eks. den som er beskrevet i EP-0 376 796. Disse pigger er fortrinnsvis toveis, dvs. at de er innrettet til å beveges i begge retninger. Dette er særlig fordelaktig når det gjelder "lukkede" ledninger, som er tettet i endene, slik at piggene er innesperret.

Slike "lukkede" ledninger kommuniserer via treveisventiler med en eller flere fluidinnløpsledninger og en eller flere fluid-utløpsledninger, og effektiv pigging av disse ledninger krever at piggen kan passere gjennom disse treveisventiler. Treveis-ventilene må med andre ord muliggjøre pigging gjennom to av de tre åpninger.

Slike treveisventiler som muliggjør pigging er T-formet. To av åpningene, som en pigg skal kunne passere gjennom, er innbyrdes innrettet og danner tverrdelen av en T, mens den tredje åpningen danner den vertikale delen av T'en. Et lukke-element er anordnet i denne vertikale delen, for enten å muliggjøre at den tredje åpningen kan kommunisere med de to åpningene som muliggjør pigging eller å stenge den tredje åpningen.

En slik treveisventil som muliggjør pigging har således to vesentlige funksjoner. I lukket tilstand må lukkeelementet tette de to åpningene for pigging i forhold til den tredje åpningen, mens i åpen tilstand må det bevirke så lavt trykkfall som mulig.

Det er kjent flere typer treveisventiler som muliggjør pigging.

Disse to typer ventiler medfører den ulempe at det oppstår et betydelig trykkfall i åpen tilstand, særlig 'i den andre typen ventil. Dessuten medfører den første typen ventil i det minste den ulempe at det kan eksistere rom som ikke er til-gjengelige for piggene, og som dermed utgjør forurensnings-kilder, mens den andre typen ventil under bruk tidlig medfører tetningsproblemer på grunn av en uunngåelig nedbrytning av pakningene.

Det er også kjent en ventil med hul kule, beskrevet i

EP-0 375 553, men til tross for at denne ventilen gir utmerket tetning og bare medfører et moderat trykkfall, inneholder den et rom, som riktignok er lite, men som ikke er tilgjengelig for piggen.

Det skal bemerkes at brukere stadig stiller større krav når det gjelder piggekvalitet, og dette kravet kommer i tillegg til de ovenfor nevnte krav til gode tetningsegenskaper og lave trykkfall.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til en treveisventil som angitt innledningsvis, og som i når spjeldet er i lukkestilling muliggjør en effektiv drenering av hele den vertikale delen som danner den tredje åpning.

Ventilen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at et hull gjennom veggen til sekundærdelen har sin indre munning fjernere fra hoveddelen enn en plan flate på spjeldet som vender mot sekundærdelen når spjeldet er i lukkestillingen, for spyling av sekundærdelen ved å tilkobles et forråd med rensefluid under trykk og for drenering av rensefluidet.

I lukkestillingen vil således spjeldet ikke utgjøre noen hindring for tilførsel av rensefluid til sekundærdelen, og rensevæske kan tilføres nær spjeldet.

Det vil forstås at det med oppfinnelsen er innsett fordelene med at lukkeelementet er et spjeld, og spjeldet er tilpasset for å oppnå det ovenfor nevnte formål.

I henhold til foretrukne utførelser kan ventilen omfatte følgende, eventuelt i kombinasjon: at flaten som danner et sete og tverrsnittet til spjeldet har en diameter som er større enn innerdiameteren i

hoveddelen,

at denne diameter er mellom 110 % og 150 % (fortrinnsvis

125 % til 135 %) av innerdiameteren til hoveddelen,

at reguleringsakselen er dannet av to seksjoner som er koaksiale og adskilt, svingelageret i diametralt motsatte boringer, holdt sammen ved hjelp av ører på innsiden av

spjeldet,

at aksen til reguleringsakselen er vinkelrett på aksene

til hoveddelen og sekundærdelen,

at hoveddelen omfatter en monteringsflens som omgir åpningen, til hvilken er festet en overgangsdel til sekundærdelen, idet en enkelt tetningsring danner tetning mellom spjeldet og flaten som danner et sete og mellom

denne monteringsflensen og overgangsdelen,

at en flens med en sylindrisk boring befinner seg mellom sekundærdelen og en monteringsflens på hoveddelen som omgir åpningen, idet reguleringsakselen kan dreies i

denne flensen,

at hullet for drenering av sekundærdelen er rettet

radialt inn i denne flensen,

at spjeldet i åpen stilling rager inn i hoveddelen omtrent en fjerdedel til en tredjedel av innerdiameteren i denne.

Andre formål, særpreg og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av et ikke-begrensende eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger.

Figur 1 viser et tverrsnitt etter linjen I-l i figur 2,

gjennom en ventil i henhold til oppfinnelsen, i lukket tilstand.

Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom ventilen, etter linjen

II-II i figur 1.

Figur 3 viser et lengdesnitt, etter linjen III-III i figur 4, gjennom ventilen, i åpen tilstand, Figur 4 viser et snitt gjennom den tredje åpningen, etter

linjen IV-IV i figur 3.

Figur 5 viser skjematisk en ledning for fluidoverføring,

utstyrt med tre ventiler som vist i figur 1 til 4.

Figur 1 til 4 viser en T-formet treveisventil 1 som muliggjør pigging.

Ventilen 1 omfater en rørformet hoveddel 2, som danner to piggeåpninger og som ved endene er utstyrt med to tverrgående monteringsflenser 3 og 4, samt en rørformet sekundær- eller avgreningsdel 5 som ved en ende er utstyrt med en monteringsflens 6, idet den andre enden er forbundet med hoveddelen rett ut for en åpning 7 i veggen til hoveddelen, i et midtre parti av denne.

I veggen til hoveddelen er det også dannet en eller flere åpninger 8 beregnet til å tilkobles et forråd av trykkluft (eller et annet passende fluid under trykk) som ikke er vist.

I det viste eksempel er det på en av flensene det montert en lukkeplate 9, som selvsagt kan fjernes når hoveddelen skal ha fritt gjrnnmomløp.

Forbindelsen mellom sekundærdelen 5 og hoveddelen 2 er her dannet ved hjelp av en monteringsflens 10 (se fig. 1) som er i ett med hoveddelen 2 og omgir åpningen 7, en monteringsflens II i ett med sekundærdelen 5 og en mellomliggende flens 12 som er fastklemt mellom disse flenser 10 og 11 og er koaksial med disse, idet elementene 10 og 12 er festet ved hjelp av bolter. RingforPakninger 15 og 16 som er ringformede er anordnet i overgangene mellom flensen 12 og flensene 10 og 11.

Fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, er overgangen mellom flensen 12 og flensen 10 beliggende langs en tangent til den ytre veggen til hoveddelen 2.

Langs en diameter i denne flensen 12 er det anordnet en reguleringsaksel 20, som er tilkoblet en reguleringsenhet (f.eks. en elektromotor) av hvilken som helst passende type, som ikke er vist. Denne akselen er her anordnet i tverr-retningen av de rørformede delene 2 og 5.

Akselen er fortrinnsvis dannet av to seksjoner 2OA og 2OB som er anordnet i forlengelsen av hverandre og som kan dreie i to boringer 2IA og 2IB som befinner seg diametralt motsatt og rager radialt gjennom flensen 12, og i hvilke det er anordnet pakninger 22 og 23.

Til denne reguleringsakselen 20 er det festet et eksentrisk (eller forsatt) spjeld 30, utstyrt med ører 31 og 32 som forbinder den med de to seksjonene 2OA og 2OB.

Fordelen med at spjeldet 30 er eksentrisk i forhold til aksen er at dette arrangement hindrer strømmen av væske så lite som mulig i åpen tilstand (se fig. 3 og 4) og muliggjør at ventilen kan tettes ved å anbringe tetningen 15 så nær den piggbare delen 2 som mulig.

Åpningen 7 er dannet i overgangen mellom den indre sylinder-veggen i delen 2 og en flate 33 med del-sfærisk form som danner et sete for spjeldet 30. Dette del-sfæriske partiet har sitt sentrum i krysningen mellom aksen X-X til reguleringsakselen og aksen Y-Y til sekundærdelen 5, tilstrekkelig nær aksen Z-Z til hoveddelen 2 og med en tilstrekkelig stor diameter til at denne flaten 33 danner et sete, som danner et avbrudd i den indre veggen til delen 2, men som danner et passende tverrsnitt for åpningen 7 og

muliggjør av spjeldet ikke bevirker et uakseptabelt trykkfall. Fagfolk på området vil, på bakgrunn av en forutbestemt grense for trykkfallet, kunne velge passende verdier for den ovenfor nevnte diameter og avstand.

Fortrinnsvis er åpningstverrsnittet mellom 45 og 65 % av åpningstverrsnittet i sekundærdelen 5.

Avstanden mellom aksen til reguleringsakselen 20 og aksen Z-Z er fortrinnsvis mellom 75 og 85 % av innerdiameteren i hoveddelen 2.

Diameteren til flaten 33 som danner et sete er fortrinnsvis valgt slik at den er større enn innerdiameteren i hoveddelen 2.

I praksis vil piggbare ledninger for det meste ha diametere mellom omtrent 50 og 150 mm (de piggbare ledninger som oftest benyttes er betegnet med referansene ND 50, ND 80, ND 100 eller ND 150, der ND angir nominell diameter, og der tallene er de tilnærmede mål i mm for innerdiameterene til ledningene, dvs. omtrent 2, 3, 4 og 6 tommer). Innerdiameteren til den mellomliggende flensen 12 (og således diameteren til flaten 33, som i praksis er litt mindre) er valgt mellom 20 og 30 mm større enn diameteren til hoveddelen 2:

diameter 80 mm for en ND 50-ledning,

diameter 100 mm for en ND 80-ledning,

diameter 125 mm for en ND 100-ledning.

Flaten 33 har fortrinnsvis en diameter mellom 110 og 150 %

(fortrinnsvis mellom 125 og 135 %) av innerdiameteren til hoveddelen 2.

I lukket tilstand er tetningen mellom spjeldet 30 og flaten 33 som danner et sete dannet av et tetningsring 15, som her er den samme som danner tetning i overgangen mellom flensen 12 og flensen 10.

Formen til spjeldet 30 er slik at den fullstendig stenger åpningen 7 og fullstendig kompletterer den sylindriske veggen i hoveddelen 2.

For dette formål har spjeldet 30 et kantparti 34 utformet som en del av en kule, med det samme sentrum som flaten 33 som danner et sete, og med en diameter som er litt mindre enn diameteren til flaten 33, for å danne den nødvendige klaring for fri dreiebevegelse av spjeldet om aksen X-X til reguleringsakselen 20, samtidig med at det unngås at noe produkt blir sittende igjen mellom flatene 33 og 34.

Utsiden 35 til denne eksentriske spjeldet, dvs. den flaten som er motsatt av aksen X-X, er konkav, og danner et sylinderparti med en akse som er i en avstand fra aksen X-X som er lik avstanden mellom aksene X-X og Z-Z, med den samme skråretning i forhold til aksen X-X som aksen Z-Z, og med en diameter som er lik innerdiameteren til hoveddelen 2. På denne måten er flaten 33, i lukket tilstand, nøyaktig tilpasset sylinder-tverrsnittet til hoveddelen 2.

Formen til den indre flaten 36 til spjeldet (dvs. flaten motsatt av aksen X-X) er imidlertid av liten betydning, og er her plan.

Det vil forstås at på grunn av spjeldet 30 gjenstår det ikke noe rom som ikke kan pigges i hoveddelen 2 i lukket tilstand. Dessuten dannes det en meget god tetning mellom delene 2 og 5 i lukket tilstand.

I den åpne tilstand rager spjeldet inn i det indre sylindriske rommet i hoveddelen 2, fortrinnsvis omtrent en fjerdedel eller en tredjedel av diameteren til dette rommet (hvilket er kom-patibelt med de størrelsesområder som er nevnt ovenfor for flaten 33 som danner et sete), hvilket fordelaktig kan utnyttes for å danne en stopper for en pigg, slik som vist med strekpunktlinje i fig. 3, henvisningstallet 50.

Denne situasjon er meget fordelaktig, fordi produkter som strømmer i den åpne ventilen når ventilen er en innløpsventil søker å suge med seg piggen som vanligvis befinner seg stående oppstrøms i ventilen ved produktoverføringsoperasjoner.

Denne fordel oppnås også, selv om det er mindre fremtredende, dersom aksen X-X til reguleringsakselen ikke er vinkelrett på men parallell med aksen Z-Z til hoveddelen 2.

Denne fordel og oppnåelsen av et så lavt trykkfall som mulig oppnås på en optimal måte når spjeldet er svinget motsatt av den åpningen i hoveddelen 2 som det er ønskelig å sette i forbindelse med sekundærdelen 5, og spjeldet kan derved utgjøre en ledeplate som fremmer strømningen forbi spjeldet i ventilen (dreiningen er i figurene lik 90°, men den kan naturligvis være mindre).

Tetningsringen 15 er fortrinnsvis så nær det indre rommet i hoveddelen 2 som mulig, for å minske tilbakeholding av produkter, men uten å rage inn i dette indre rommet. Det er særlig av denne grunn at flensen 10 fortrinnsvis befinner seg på en tangent til den ytre veggen til hoveddelen når den samme ringen 15 danner tetning mellom denne flensen og flensen 12.

Ved enden av sekundærdelen 5 er det ikke vesentlig at flaten 33 som danner et sete rager inn i flensen 12 via en annen sfærisk flate, idet det er tilstrekkelig at innsiden av flensen 12 tillater fri bevegelse av spjeldet. Av denne grunn, og av hensyn til enkelhet, er innsiden av flensen sylindrisk (en fremgangsmåte for dimensjonering av flensen er angitt ovenfor), men denne innsiden kan naturligvis ha en annen form (sfærisk, konisk osv.).

I henhold til oppfinnelsen er det i sekundærdelen 5, eller i flensen 12 (dette er den situasjon som er vist i figurene) anordnet et hull 40, beregnet til å kobles til et forråd av rensefluid under trykk, av hvilken som helst passende, kjent type, for å muliggjøre at hele sekundærdelen 5 (frem til åpningen 7) og ledningen som den er tilkoblet kan dreneres. Fortrinnsvis flukter dette hullet tilnærmet med innsiden av spjeldet 30 når spjeldet er i lukkestillingen.

En ventil i henhold til oppfinnelsen kan fordelaktig benyttes i alle overføringssystemer som krever drenering mellom to overføringer, f.eks. i de følgende tilfeller: produkter som har høy viskositet, som er meget vanskelige å drenere ved hjelp av tyngdekraften eller gjennomblås-ning, slik som fett, maling, kremlignende matvarer,

forskjellige væsker osv.,

produkter som bare strømmer når de er oppvarmet og som størkner eller krystalliserer når de er kalde, slik som lakk eller biturnen osv.

En slik ventil kan også benyttes i en installasjon 100 vist i fig. 5, der det benyttes en felles, piggbar ledning 105 for å fylle forskjellige beholdere 102 og 103 med separate produkter som føres av en felles innløpsledning 104 utstyrt med en pumpe 105. Tre ventiler 106, 107 og 108 av den nevnte type kan derved benyttes. En særskilt stoppeinnretning 109 er derved fordelaktig anordnet ved utløpet til den mellomliggende ventilen 107, i hvilken en av de innesperrede pigger, 51, som holdes i ro på grunn av trykket i produktet eller ved påvirkning av en gass som blåses inn i den nedstrøms ventil 108, kan avbøye produktet mens det strømmer mot den mellomliggende beholder 102.

Claims (1)

1. T-formet treveisventil (1) som muliggjør pigging, omfattende en rørformet hoveddel (2), en rørformet sekundærdel (5) som er festet i rett vinkel med hoveddelen (2) og et ventilspjeld (30) som er dreielagret i sekundærdelen (5), for svingning mellom en åpen stilling som setter hoveddelen (2) og sekundærdelen (5) i innbyrdes kommunikasjon samtidig med at spjeldet (30) kan holde en pigg (50) sperret i en ende av hoveddelen (2), og en lukkestilling der spjeldet (30) sperrer for kommunikasjon mellom hoveddelen (2) og sekundærdelen (5) og muliggjør bevegelse av en pigg (50) gjennom hoveddelen (2), karakterisert ved at et hull (40) gjennom veggen til sekundærdelen (5) har sin indre munning fjernere fra hoveddelen (2) enn en plan flate (36) på spjeldet (30) som vender mot sekundærdelen (5) når spjeldet (30) er i lukkestillingen, for spyling av sekundærdelen (5) ved å tilkobles et forråd med rensefluid under trykk og for drenering av rensefluidet.