NO179054B - Tetningsmiddel for ventilstamme for å hindre flyktige avgivelser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved en ventil av den type som er nærmere angitt i ingressen til det etterfølgende patentkrav.

Nærmere bestemt er den rettet mot en tetningsinnretning for en ventilstamme for hindring av flyktige utslipp.

Det er godt kjent innenfor ventilteknikken å forsyne en ventilspindel med tetningsinnretninger for å hindre at fluid unnslipper fra ventilens strømningskanal, rundt spindelen og over i atmosfæren. Vanligvis har slike ventilspindeltetninger vist seg å være virkningsfulle til å hindre utilsiktet lekkasje forbi ventilspindelen.

Med tanke på miljømessige hensyn har det imidlertid blitt viktig å sikre mot lekkasje som til andre tider har vært ansett å være akseptable, spesielt når miljømessig skadelige materialer eller substanser blir sendt gjennom ventilen.

The United States Environmental Protection Agency (EPA),

som virker under The Clean Air Act, har bestemt en utslipps-reduksjon i ulike anlegg og raffinerier, innbefattende pipeutslipp og "flyktige utslipp". I motsetning til pipeutslipp, som går ut fra åpenbare punktkilder, går flyktige utslipp ut fra mange kilder som ikke er stedsbestemt, primært i form av lekkasje som innbefatter lekkasje fra ventilstammen eller ventilspindler.

I enkelte applikasjoner er det fordelaktig å ha ekstra eller reserve tetningsenheter, dvs. en tetningsenhet som kommer i virksomhet kun ved svikt i en annen tetningsenhet. Selv der hvor ingen lekkasje er funnet fra "standard" ventiler, kan operatører motta mer "velvilje" fra EPA ved å erstatte deres standardventiler med ventiler med doble spindeltetninger.

Videre er det ansett ønskelig å anordne sett med tetningsenheter hvor tetningene blir tilstrammet med forskjellige midler, som med en tetningsenhet som reagerer automatisk på endrede forhold inne i ventilen og andre tetningsenheter som reagerer på manuell drift, eller en tilstand forskjellig fra den som utløser den første tetningsenhet.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ventilspindel-tetningsinnretning der det er første og andre tetningsenheter som ligger i avstand fra hverandre og som virker uavhengig av hverandre, slik at én enhet tjener som en reserve for den andre.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik ventilspindel-tetningsinnretning at de to tetningsenheter aktiviseres med forskjellige krefter.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik ventilstamme-tetningsinnretning at en første tetningsenhet reagerer automatisk på forhold i ventilen og den andre tetningsenhet er selektivt justerbar fra utsiden av ventilen.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik ventil at det er ikke-destruktive innretninger for å bestemme effektiviteten av den automatiske første tetningsenhet og for å teste effektiviteten av den justerbare andre tetningsenhet.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en anordning ved en ventil av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende patentkrav.

I samsvar med et ytterligere trekk ved ventilen, finnes det innretninger for å inspisere effektiviteten av den første tetningsenhet, uten behov for å demontere ventilen og for å teste effektiviteten av den andre tetningsenhet.

Det gis henvisning til de vedlagte tegninger hvor det er vist en illustrerende utførelse av oppfinnelsen hvorfra dens nye trekk og fordeler vil fremgå.

Fig. 1 viser et riss ovenfra av et ventilspindel-husparti av

et ventilhus; og

fig. 2 viser et snittriss fra siden tatt langs linjen 2-2

i fig. 1 av ventilspindel-huspartiet ifølge fig.l, en ventilspindel vist fra siden og anordnet i huset og ventilspindel-tetningsinnretninger i huset som illustrerer en utførelse av oppfinnelsen.

Det vises til tegningene hvor det kan sees en ventil med en ventilspindel-tetningsinnretning ifølge den foreliggende oppfinnelse. Et ventilhus 2 er anordnet med en strømnings-kanal 4 og en boring 6 som krysser kanalen 4. En ventilplugg 8 er anordnet i kanalen 4 og er bevegelig mellom åpne og lukkede stllinger. Et ventilspindel-husparti 10 av huset 2 står opp fra resten av huset og har en boring 6 gjennom seg. En ventilspindel 12 er anordnet i boringen 6 og er koplet til ventilpluggen 8. Et håndtak 14, eller annen dreieinnretning, er forbundet til ventilspindelen 12 for å lette åpning og lukking av ventilen.

I huset 10 er det anordnet ventilspindel-tetningsinnretninger 20, innbefattende en første tetningsenhet 22. Den første tetningsenhet 22 er anordnet i en ende av ventilspindelen 12 nær ventilpluggen 8 og innbefatter første ekspanderbare ringinnretninger 24, som omfatter en eller flere første utvidbare ringer 26, hver ring innbefatter fortrinnsvis alternerende bånd av grafitt og polytetrafluoretylen.

Som det kan sees i tegningen, ligger en innvendig radius av hver av de første utvidbare ringer 26 an mot ventilspindelen 12, og en utvendig radius av hver av de første ekspanderbare ringer 26 ligger an mot en vegg 28 til boringen 6. De første utvidbare ringer 26 holdes mot aksiell bevegelse av ventilspindelen 12 med et rørformet parti 30 av et pakkbokselement 32. Det rørformede parti 30 har en kant 31 som ligger an mot en øvre flate av de ekspanderbare ringinnretninger 24.

Den første tetningsenhet 22 innbefatter videre en stiv ring 34 anordnet på en skulder 38 i boringen 6, og mellom ventilspindelen 12 og veggen 28 og under de første ekspanderbare ringer 26, når sett på tegningen. Den stive ring 34 omgir og ligger an mot ventilspindelen 12 radielt innad av ringen og ligger an mot husets vegg 28 radielt utvendig av denne.

Ventilhuset 2 og ventilpluggen 8 definerer et ventil-tetningskammer 35 anordnet med ventilinnretninger (ikke vist) hvormed tettende smøremiddel kan innføres i kammeret 35 under trykk. Det tettende smøremiddel strømmer inn i og fyller opp ventil-tetningsmiddelkammeret og tjener det formål av å smøre de virksomme deler av ventilen mens den tetter ventilpluggen med hensyn til huset. Ventilpluggen 8 balanseres i ventilhuset delvis av hovedsakelig likt trykk utøvet på toppen 33 og bunnen (ikke vist) av ventilpluggen 8. Trykk påsettes toppen 33 av ventilpluggen gjennom en port 37 som sammen-knytter strømningskanalen 4 og ventil-tetningsmiddelkammeret 35. Et lignende arrangement er anordnet for den nedre del av ventilpluggen 8. På grunn av forskjellige størrelser av de øvre og nedre endeflater på ventilpluggen, tjener en spiralfjaer 39 til å gi et ytterligere spenn mot ventilpluggen mot dens nedre ende, når sett i fig. 2. Arrangementet med å balansere krefter er beskrevet i noe detalj i TJS-patent nr.

4305567, utstedt 15.desember 1981 i navnet William G.Lunt. Følgelig har ventil-tetningsmiddelkammeret 35 et trykk som er større enn trykket i strømningskanalen 4, i kraft av det trykkinjiserte tetningsmiddel, eller likt med trykket i strømningskanalen, i kraft av fluidstrømmen fra strømnings-kanalen 4 inn i kammeret gjennom porten 37.

Huset 10 er forsynt med rørledningsinnretninger 36 som forløper fra ventil-tetningsmiddelkammeret 35 til en nedre flate av metallringen 34. Fluid i rørledningsinnretningen 36 utøver trykk mot den nedre overflate av den stive ring 34, og dermed på de første utvidbare ringer 26, som forårsaker aksiell sammentrykning og radiell utvidelse av de første utvidbare ringer 26, for å besørge en stram tetning mellom de første utvidbare ringinnretninger 24 og spindelen 12. Den stive ring 34 er fortrinnsvis av et metallisk materiale.

Ventilspindel-tetningsinnretningene 20 innbefatter videre en andre tetningsenhet 40 nær en fri ende av huset 10 og omfatter andre utvidbare ringinnretninger 42 som omfatter en eller flere andre utvidbare ringer 44. De andre utvidbare ringer 44 er fortrinnsvis dannet av karbonfiberfilament som er belagt med en dispersjon av polytetrafluoretylen, med en latexbinder for å gi god adhesjon mellom polytetrafluoretylen og karbonfilamentmateriale.

De andre ekspanderbare ringer 44 er anordnet rundt ventilspindelen 12 med den innvendige radius for hver av de andre utvidbare ringer 44 i anlegg mot spindelen 12 og den utvendige radius av hver av de andre utvidbare ringer ligger an mot en andre innvendig vegg 46 til boringen 6. En nederste av de andre utvidbare ringer 44 hviler på en andre skulder 48 utformet i pakkbokselementpartiet 32 av huset 10. Et kraveelement 50 gjengemessig i inngrep med pakkbokselementet 32 ligger an mot en øverste av de andre utvidbare ringer 44. Kraveelementet 50 er gjengemessig roterbart i pakkbokselementet 32, hvor rotasjon av kraveelementet 50 medfører aksiell bevegelse av kraveelementet langs spindelen 12, for å presse de andre utvidbare ringer til sammentrykning i en retning aksielt langs spindelen 12 og utvide seg i retninger radielt av spindelen, for å besørge en stram tetning mellom pakkbokselementet 32 og spindelen 12. Etter innstilling av den andre tetningsenhet 40 kan en elastomer vær-tetning 52 anbringes i en stilling rundt spindelen 12 for å beskytte kraveelementet 50 fra elementene.

Den første og andre tetningsenhet 22,40 kan innbefatte skiver 54, fortrinnsvis av sink, der skivene 54 virker som offer-anoder, som hindrer spindelkorrosjon på grunn av galvanisk virkning av vannet som kan være tilstede, sammen med karbonfiberringer 44, del-grafittringene 26 og spindelen 12 som vanligvis er av rustfritt stål.

I pakkbokselementet 32, og rundt spindelen 12, er det anordnet et ringformet kammer 60 i kommunikasjon med en radiell kanal 62 tilpasset for å bli stengt av en plugg 64. Pluggen 64 kan fjernes for inspeksjonsformål, for å bestemme om det er en lekkasje gjennom den første tetningsenhet 22. Kanalen 62 og kammeret 60 letter også pådrag av trykk for å verifisere tetningsintegritet for den andre tetningsenhet 40. Kammeret 60 kan fortsatt funksjonere videre som en "smuss-felle", et harmløst magasin for eventuelt forbigående tetningsmateriale tilstede i enheten.

Mellom ventilstamme-huspartiet 10 og pakkbokselementet 32 kan det være en sekundær tetning innbefattende en pakning 70 anordnet i et ringformet spor 72 i pakkbokselementet 32.

I virksomhet iverksettes den første tetningsenhet 22 automatisk som reaksjon på trykket i ventilen, og den andre tetningsenhet 40 iverksettes valgvis av en operatør.

Pluggen 64 kan trekkes ut for å kontrollere integriteten til den første tetningsenhet og for å trykkteste integriteten i den andre tetningsenhet.

Claims (1)

1. Anordning ved en ventil med et hus (2), en strømningskanal (4) gjennom huset, en horing (6) i huset (2) som krysser kanalen (4), en ventilplugg (8) anordnet i kanalen (4), en ventilspindel-husdel (10) som utgjør en del av huset (2) og et pakkbokselement (32) montert på huset (2), hvilket ventilspindel-hus (10) har en horing, en ventilspindel (12) anordnet i horingen (6), og forbundet til ventilpluggen (8), og ventilspindel-tetningsinnretninger (20) omfattende en første tetningsenhet (22) i nærheten av ventilpluggen (8) og anordnet i husdelen (10), og en andre tetningsenhet (40) i nærheten av en fri ende av ventilspindel-husdelen (10) og anordnet i pakkbokselementet (32), hvilken første tetningsenhet innbefatter første utvidbare ringinnretninger (24), der en innvendig radius av de første utvidbare ringinnretninger (24) ligger an mot spindelen (12) og en utvendig radius av de første utvidbare ringinnretninger (24) ligger an mot en vegg (28) av huset (2), hvilken første tetningsenhets første utvidbare ringinnretninger (24) omfatter et antall første utvidbare ringer (26), den andre tetningsenhet (40) omfatter andre utvidbare ringinnretninger (42) som ligger an mot nevnte spindel (12), en utvendig radius av den andre utvidbare ringinnretning ligger an mot en vegg (46) av pakkbokselementet (32), hvilken ventil er anordnet med et tetningsmiddel-kammer (35) anordnet i nevnte del av huset (2), en port (37) som går fra kammeret (35) til kanalen (4), hvorved trykket i kanalen (4) som overskrider trykket i kammeret (35) overføres gjennom porten (37) til kammeret (35), en krave (50) gjengemessig og dreibart montert i pakkbokselementet (32), hvilken andre tetningsenhets andre utvidbare ringinnretninger (45) omfatter et antall andre utvidbare ringer (44), der kraven (50) innbefatter et kantparti for å ligge an mot de andre utvidbare ringer (44), hvorved dreining av kraven (50) beveger kantpartiet til ytterligere kontakt med en av de flere andre utvidbare ringer (44) for å besørge radiell utvidelse av de andre utvidbare ringer (44), karakterisert ved at den første tetningsenhet (22) omfatter en stiv ring (34) anordnet mellom de første utvidbare ringer (26) og strømningskanalen (44), hvilken stive ring (34) er i kontakt med en første av de flere første utvidbare ringer og er bevegelig langs sideflaten av spindelen (12), og en ringformet kanal (36) som forløper fra kammeret (35) til den stive ring (34), slik at trykket i kanalen (4) overført til kammeret (35) overføres i sin tur gjennom den ringformede kanal (36) til den stive ring (34) for å bevirke aksiell sammentrykning av de første utvidbare ringer (26), for automatisk å besørge ytterligere tetning av spindelen (12) ved den første tetningsenhet (22) som reaksjon på trykket i strømningskanalen (4).