NO316671B1 - Ventilsammenstilling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en ventilsammenstilling av den typen som er beskrevet i

ingressen til krav 1.

En slik ventilsammenstilling er delvis kjent fra EP-patent nr. 0.177.620 som vedrører et trykkmediumoperert ventil med en aktuator montert derpå, men uten en faktisk styringsenhet, der trykkmediurnkonnektorer kommuniserer direkte med aktuatoren, hvorved et omstendelig nett av trykkmediurnkonnektorer er påkrevet.

Søkeren ved den foreliggende oppfinnelse har tidligere benyttet en ventilsammenstilling som også innbefatter en styringsenhet festet til enden av aktuatoren som vender vekk fra ventilen ved hjelp av skruer.

I tillegg til trykkmediumgjennomgangen innbefatter styringsenheten ofte

solenoidventiler med koherente elektriske ledninger som har styringssignaler ført inn i styringsenheten.

Når en ventilsammenstilling skal bli gjort service på, er det ofte nødvendig å fjerne det andre prosessutstyret fra ventilsammenstiIlingen. Det er derfor nødvendig å frakoble trykkmediumstilførselen og de elektriske styringssignalledningene, Trykkmediumstilførselen, som ofte er trykkluft, blir typisk frakoblet ved å demontere og brekke av slangen, mens det elektriske signalet blir frakoblet ved å demontere ledningene fra en koblingstavle eller ved å demontere et støpsel.

Målet ved den foreliggende oppfinnelse er å underlette service av slike ventilsammenstillinger. Dette målet blir oppnådd ved hjelp av ventilsammenstillingen som fremgår i innledningen og er utformet som beskrevet i den karakteriserende delen av krav 1.

Styringsenheten, til hvilken nevnte prosessutstyr som for eksempel et trykkmedium og elektriske styringssignalledninger er tilkoblet, blir derfor festet til aktuatoren ved hjelp av dens koblingsinnretning som kobles til aktuatorens koblingsinnretning slik at denne festingen fungerer som en tilkobling som gjør det mulig å adskille styringsenheten fra aktuatoren med et enkelt grep. Prosessutstyret er koherent med styringsenheten ved demonteringen.

Som det videre fremgår av krav 1, kommuniserer trykkmediumskoblingen med aktuatoren ved hjelp av en forgrenings/åpen kobling fra den andre enden av trykkmediumsgjennomgangen. På grunn av ikke-rotasjonssammenføyningen, kan en kobling av denne typen bli utført ganske enkelt ved å sammenføye styringsenheten og aktuatoren i aksiell retning. Andre utførelsesformer av opprinnelsen kan selvfølgelig også benyttes, for eksempel rør som er festet inne i hverandre eller åpninger i styringsenheten og i aktivatoren med tettingsringer, d.v.s. O-ringer som støter mot hverandre. Slike valgfrie utførelsesformer for aksielt sammenføyende koblinger blir også dekket av oppfinnelsen.

Når styringsenheten ikke er festet til aktuatoren ved hjelp av skruer eller lignende, blir det benyttet et redusert antall åpninger i styringsenheten i forhold til kjent teknikk.

Som nevnt i det siste avsnittet av krav 1, innbefatter styringsenheten også et ventilelement som bare er åpent når styringsenheten er koblet til aktuatoren. Når styringsenheten er adskilt fra aktuatoren, lukkes ventilelementet automatisk trykkmediumsgjennomgangen, hvorved demonteringen av en slange fra den første enden av trykkmediumsgjennomgangen blir gjort overflødig.

Kort fortalt er det svært enkelt å montere eller demontere styringsenheten ved hjelp av koblingsinnretninger og ved demontering å automatisk avbryte trykkmediumstilførselen, d.v.s. trykkluft, og gjenopprette denne ved monteringen.

Oppfinnelsen blir nedenfor forklart detaljert med henvisning til de medfølgende tegninger, der: Figur 1 er et sideriss av en ventilsammenstilling i henhold til oppfinnelsen, og delvis i snitt,

figur 2 viser styringsenheten i ventilsammenstillingen og det øverste partiet av aktuatoren med hodet av dette delvis i tverrsnitt, og der styringsenheten er demontert fra aktuatoren,

figur 3 viser det samme som figur 2, der imidlertid styringsenheten er koblet til aktuatoren,

figur 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i figur 2,

figur 5 er et øvre perspektivriss av en forbindelse montert på styringsenheten og som bidrar til sammenføyningen av styringsenheten og aktuatoren,

figur 6 er et forstørret perspektivriss av en del av forbindelsen i figur 5, og

figur 7 er en forenklet avbildning av forbindelsen sett ovenfra for å vise kamskiveseksjonene på den første ringen og den andre ringen, der ringene imidlertid ikke er i samme plan.

Ventilsammenstillingen vist i figur 1 er i det vesentlige utformet av tre deler, nemlig en ventil 2, en aktuator 3 med et hode 4 og en styringsenhet 5.

Ventilen 2 har for eksempel som oppgave å lede et fluid eller en gass fra et rør 6 til et annet rør 7. Ventilen 2 kan bli lukket ved hjelp av en ventilkjegle 8 som er laget for å støte mot et ventilsete 9, der ventilkjeglen 8 kommuniserer med en ventilspindel 10. Aktuatoren 3 er en sylinder 11 med et stempel 12 hvis akse 13 er koaksiell med ventilspindelen 10 som er mekanisk koblet til stemplet 12. Som et resultat kan posisjonen av ventilkjeglen 8 i forhold til ventilsetet 9 bli bestemt ved hjelp av posisjonen av stemplet 12 i aktuatoren 3.

Hodet 4 på aktuatoren 3 er festet til den enden av aktuatoren 3 som vender vekk fra ventilen 2 ved hjelp av bolter 14 som i samsvar med oppfinnelsen skal betraktes som en del av aktuatoren. 1 den viste utførelsesformen, blir stemplet 12 beveget oppover i retning vekk fra ventilen 2 ved hjelp av en fjær 15. Bevegelsen av stemplet 12 mot ventilen 2 for lukning derav, blir oppnådd ved hjelp av lufttrykk tilført fra styringsenheten 5 gjennom en slange eller et rør 16 som beskrevet detaljert nedenfor.

Som vist i figur 3, hvori styringsenheten 5 er vist montert på hodet 4 av aktuatoren 3, blir trykkluft tilført en trykkmediumsgjennomgang 17 gjennom en gjenget slange (ikke vist), der innløpet av gjennomgangen 17 er tilveiebragt på siden av styringsenheten 5. Trykkluften blir ført gjennom et åpent ventilelement 18 vist i figur 3 og påfølgende via et rør 19 til en forgrening 20, der enden derav blir ført inn i trykkfast tilstand i en åpning 21 i aktuatorens hode 4. Innføringen av forgreningen 20 i åpningen 21 ble gjort trykkfast ved hjelp av en O-ring 22. Åpningen 21 kommuniserer med røret 16 gjennom en gjennomgang i akruatorens hode 4, der nevnte rør fører til aktuatoren 3 på siden av stemplet 12 motsatt av tjæra 15.

I figur 3 har ventilelementet 18 åpnet med et lite hull 23 som forbinder trykkmediumsgjennomgangen 17 med røret 19 gjennom det indre av ventilelementet 18.

Figur 2 viser det samme som figur 3, med det unntaket at styringsenheten 5 er fjernet fra akruatorens 4 hode 4. Som et resultat blir ventilelementet 18 automatisk lukket, der ventilelementet i den viste utførelsesformen innbefatter to stempeldeler med ulike diameter som begge er utsatt for trykk fra trykkmediumsgjennomgangen 17.

Hoveddelen av kraften mot de to stempeldelene blir tilført i nedoverretning i figur 2, hvorved de bevegelige delene av ventilelementet 18 og derfor også hullet 23 blir skjøvet nedover slik at ventilelementet 18 forblir stengt. Som vist i figur 2, er ventilelementet 18 tilveiebragt med et utstående element 24 koblet til den bevegelige delen gjennom styringsenheten. Når styringsenheten endres fra sin demonterte posisjon i figur 2 til sin monterte posisjon i figur 3 på hodet av aktuatoren 3, støter det utstående elementet 24 mot akruatorens hode 4 og ventilelementet 18 blir påfølgende skjøvet oppover mot kraften fra differensialtrykket på de to stempeldelene fra posisjonen vist i figur 2 til posisjonen vist i figur 3, d.v.s. fra dens lukkede tilstand til dens åpne tilstand. Ventilelementet 18 kan selvfølgelig bli holdt stengt ved hjelp av andre midler enn et differensialtrykk, for eksempel en fjærkraft eller en annen egnet kraft. Vanligvis kan ikke tyngdekraften benyttes for å holde ventilelementet 18 stengt i sin demonterte posisjon vist i figur 2, ettersom styringsenheten 5 i ventilsammenstillingen ikke alltid vender på samme måte som vist i figur 2 og 3.

På hodet 4, som er den øverste delen av aktuatoren 3, er det tilveiebragt en sirkulær utovervendende og omkretsliggende fordypning 25, og ved monteringen av styringsenheten 5 er den tilpasset å motta innovervendende fremspring 26 tilveiebragt på hver av utstikkende partier 27 som vender mot aktuatoren og er festet til styringsenheten 5. I det foreliggende tilfellet er styringsenheten tilveiebragt med totalt seks utstikkende partier jevnt fordelt langs en sirkel som er koaksial med aksen 13 på samme måte som fordypningen 25. Figur 4 viser et utstikkende parti 27 som har innovervendende fremspring 26. Den tilnærmere bredden b av det utstikkende partiet i forhold til dens lengde, er vist i denne figuren.

Videre er styringenheten 5 tilveiebragt med en forbindelse 28 som er dreibart festet til styringsenheten 5, der forbindelsen 28 har en kant 29 som stikker frem i innoverreting og som er dreibar i en utovervendende fordypning 30 i styringsenheten 5.

Forbindelsen 28 er vist detaljert i figur 5, som viser forbindelsen 28 i perspektiv og i et skrånet toppriss i forhold til figurene 2 og 3. Videre er en del av forbindelsen 28 vist i et forstørret perpspektivriss i figur 6. Som vist i figurene 5 og 6, er forbindelsen tilveiebragt med et første sett av kamskiveseksjoner, der antall seksjoner samsvarer med antall utstikkende partier 27, d.v.s. i det viste eksemplet seks kamskiveseksjoner 31, hvorav en strekker seg fra punktet A til punktet B i figur 7. Kamskiveseksjonene 31 er anbragt på utsiden av de utstikkende partiene 27 og strekker seg skrånende i forhold til de utstikkende partiene 27 når forbindelsen blir dreid i en retning, d.v.s. moturs i figurene 5,6 og 7, der nevnte seksjoner gradvis svinger de utstikkende partiene 27 inn i den utovervendende fordypningen 25 i aktuatoren 3,4.

Forbindelsen 28 er videre tilveiebragt med et andre sett med kamskiveseksjoner, der antall seksjoner samsvarer med antall utstikkende partier 27, d.v.s. i den foreliggende utførelsesformen seks kamskiveseksjoner 32 anbragt på innsiden av de utstikkende partiene 27 og som derfor strekker seg skrånende i forhold til de utstikkende partiene 27 når forbindelsen 28 blir dreid i den andre retning, d.v.s. moturs i figurene 5 og 6, der nevnte seksjon gradvis tvinger de utstikkende partiene ut av den utovervendende fordypningen 25 i aktuatoren 3,4.

I den viste utførelsesformen, er det første settet av kamskiveseksjoner, d.v.s. seks kamskiveseksjoner 31, tilveiebragt på den indre overflaten av en første ring 33, der den andre overflaten av denne er festet til den innvendige veggen 34 av forbindelsen 28. Det andre settet med kamskiveseksjoner 32 er tilveiebragt på den ytre overflaten av den andre ring 37 som er koaksialt festet til den første ringen 33. I den viste utførelsesformen er den andre ringen 37 festet til den første ringen 33 i posisjoner mellom denne av de individuelle kamskiveseksjonene 31,32 ved hjelp av koblingselementer 38. I den viste utførelsesformen er derfor seks slike koblingselementer 38 benyttet. Som et resultat (sett i akseretning 13) er den andre ringen 37 anbragt på innsiden av fremspringene 26 på de fjærende utstikkende partiene 27, mens den første ringen 33 i det vesentlige er anbragt på utsiden av disse fremspringene 26.

En ytterligere fordypning 39 med en dybde som samsvarer med fremspringene 26 på de utstikkende partiene 27, er tilveiebragt i en lengde av disse partiene på den andre ringens 37 kamskiveseksjoner 32 nærmest forbindelsens 28 akse 13 i skrånet posisjon, der nevnte lengde såvidt overskrider bredden B for hver av de fjærende, utstikkende porsjonene 27 på styringsenheten 5, som derfor tilveiebringer en kant 40 eller diskontinuiteter på hver av den andre ringens 37 kamskiveseksjoner 32.

De ytterligere fordypningene 39 nevnt ovenfor underletter montering av forbindelsen 28 på styringsenheten 5, der de ytterligere fordypningene 39 fører til at de utstikkende partiene 27 med deres innovervendende fremspring 26 enkelt anbringes på den andre ringen 37, samtidig som de utstikkende partiene 27 blir anbragt på innsiden av den første ringen 33 i det korresponderende punktet som rommer den ytterligere gropen 39. Forbindelsen 28 blir så skjøvet lengere inn på styringsenheten 5, inntil dens kant 29 kobles til fordypningen 30 på styringsenheten 5. Det er ikke tiltenkt at forbindelsen 28 skal fjernes fra styringsenheten 5 på dette punktet.

Før montering av styringsenheten 5 og aktuatoren 3, blir forbindelsen 28 dreid moturs som vist i figur 5 - 7 fra den posisjonen der de utstikkende partiene 27 blir mottatt i fordypningene 39, hvorved de utstikkende partiene 27 på den andre ringens kamskiveseksjoner 32 gradvis blir tvunget utover så mye som mulig.

Når de utstikkende partiene 27 slik blir posisjonert, kan styringsenheten 5 bli anbragt enkelt på akruatorens 3 hode 4 i en posisjon der forgreningen 20 kobles til åpningen 21. Under denne operasjonen er det utstikkende elementet 24 på ventilelementet 18 gjort for å støte mot hodet 4, hvorved ventilelementet 18 blir åpnet.

Forbindelsen 28 blir så dreid medurs, hvorved kamskiveseksjonene 31 på den første ringen 33 støter mot den ytre overflaten på de utstikkende partiene 27 og skyver disse mot fordypningen 25, slik at de innovervendende fremspringene 26 på de utstikkende partiene 27 blir bragt i låsende sammenkobling i fordypningen 25. Som et resultat har trykkmediet (i den viste utførelsesformen trykkluft) tilgang fra gjennomgangen 17 gjennom ventilelementet 18, røret 19, forgreningen 20 og åpningen 21 til røret 16 og derfor også til den øvre overflaten eller overflaten av stemplet 12 motsatt av fjæra 15. I den viste utførelsesformen kan derfor trykkluft bli benyttet for å lukke ventilen 2. Omvendt, hvis trykkluft blir avbrutt i et punkt før ventilsammenstillingen, nemlig i en krets utenfor sammenstillingen, blir ventilen 2 åpnet på grunn av trykket fra fjæra 25 mot stemplet 12.

Selv om et slikt eksempel ikke er vist, kan styringsenheten 5 selvfølgelig innbefatte for eksempel solenoidventiler som utgjør endel av forbindelsen gjennom røret 19 slik at trykkluften kan bli avbrutt i dette røret 18, hvorved ventilen 2 blir åpnet. Slike solenoidventiler med sine koherente styringsledninger innført gjennom huset på styringsenheten 5, kan bli anbragt på en konvensjonell måte i styringsenheten 5. Solenoidventilene kan også via rørforbindelser avlede trykkluften til den nedre overflaten av stemplet på en måte som er gitt i seg selv, slik at ventilen 2 kan bli åpnet eller lukket ved hjelp av lufttrykk styrt ved hjelp av en slik solenoidventil.

Når styringsenheten anbragt i et system som innbefatter ventilsammenstillingen i henhold til oppfinnelsen skal demonteres, blir forbindelsen 28 enkelt dreid moturs, hvorved kamskiveseksjonene 32 på den andre ringen 37 gradvis tvinger de utstikkende partiene 27 ut av fordypningen 25 på aktuatoren 3,4 samtidig som kamskiveseksjonene 31 på den første ringen 33 blir beveget lenger bort fra de utstikkende partiene 27. De utstikkende partiene 27 og deres innovervendende fremspring 26 blir derfor frigjort fra fordypningene 25, og styringsenheten 5 kan bli fjernet samtidig som dens ventilelement 18 automatisk stenger av trykkluften.

Claims (9)

1. Ventilsammenstilling (1) innbefattende en trykkmediumoperert ventil (2) med en ventilspindel (10) som kommuniserer med en ventilkjegle (8), en aktuator (3,4) koblet til ventilen (2), der nevnte aktuator er en sylinder (11) med et stempel (12) som kommuniserer med ventilspindelen (10) og en styringsenhet (5) montert på den enden av aktuatoren (3,4) som vender bort fra ventilen (2) for å tilføre trykkmedium for bevegelse av stemplet (12) i aktuatoren (3,4) mot fjærkraft eller hvilket som helst annen kraft fra en normal posisjon, hvori ventilen (2) valgfritt blir åpnet eller lukket, til den motsatte posisjon, hvori ventilen (2) er lukket eller åpnet, der styringsenheten (5) innbefattende en trykkmediumsgjennomgang (17) har en første ende for å tilføre et trykkmedium, karakterisert ved at styringsenheten (5) er tilveiebragt med koblingsinnretninger (26,27) på den enden som vender mot aktuatoren for løstagbar kobling med koblingselementene (25) på aktuatoren (3,4) i aksiell, ikke-rotasjonssammenføyning med aktuatoren (3,4), en andre ende av trykkmediumsgjennomgangen (17) som ender i en forgrening (20) eller åpning for trykkmediumstett tilkobling til henholdsvis en åpning (21) eller en forgrening i aktuatoren (3,4) ved sammenføyningen og et vanligvis lukket ventilelement (18) blir innført i trykkmediumsgjennomgangen (17), og som har et element (24) koblet til den bevegelige delen av ventilelementet og utstikkende gjennom styringsenheten (5), der den andre enden av nevnte element støter mot aktuatoren (3,4) ved sammenføyning, hvorved ventilelementet (18) blir åpent, for eksempel mot kraften fra en fjær eller mot differensialtrykk.

2. Ventilsammenstilling i henhold til krav 1, karakterisert v e d at koblingsinnretningene (26,27) på styringsenheten (5) innbefatter et antall fjærende, utstikkende partier (27) rettet mot aktuatoren i sammenføyningsretning og tilveiebragt med innovervendende fremspring (26) i hver ende, der nevnte utstikkende partier (27) er jevnt fordelt langs en sirkel for å muliggjøre tilkobling av fremspringene (26) med en sirkulær, utovervendende nedsenkning (25) eller deler herav på den tilligende siden av aktuatoren (3,4).

3. Venu^sarnmenstilling i henhold til krav 2, karakterisert ved at styringsenheten (5) er tilveiebragt med en forbindelse (28) som er dreibart anbragt på de utstikkende partiene (27) og som har et første sett av kamskiveseksjoner (31) i et antall som samsvarer med antall utstikkende partier (27), der nevnte seksjoner er anbragt på utsiden av de utstikkende partiene (27) og at hver strekker seg fordi den er skrånet i forhold til de utstikkende partiene (27), slik at når forbindelsen (28) blir dreid i en retning, vil de gradvis svinge de utstikkende partiene (27) inn i den utovervendende nedsenkningen (25) i aktuatoren (3,4) eller deler av denne.

4. Ventilsammenstilling (1) i henhold til krav 3, karakterisert ved at forbindelsen (28) videre er tilveiebragt med et andre sett av kamskiveseksjoner (32) i et antall som samsvarer med antall utstikkende partier (27), der nevnte seksjoner anbragt på innsiden av de utstikkende partiene (27) og der hver strekker seg fordi den er skrånet i forhold til de utstikkende partiene (27), slik at når forbindelsen (28) blir dreid i den andre retningen, vil de gradvis svinge de utstikkende partiene (27) ut av den utovervendende nedsenkningen (25) i aktuatoren (3,4) eller deler derav.

5. Ventilsammenstilling i henhold til krav 3 eller 4, karakterisert ved at forbindelsen (28) er dreibart festet til styringsenheten (5) ved hjelp av en kant/nedsenkningskobling (29,30).

6. Ventilsammenstilling i henhold til krav 3 eller 4, karakterisert ved at det første settet av kamskiveseksjoner (31) er tilveiebragt på den indre overflaten av den første ring (33), hvorav den ytre overflaten er festet til den indre veggen (34) av forbindelsen (28), og at det andre settet av kamskiveseksjoner (32) er tilveiebragt på den ytre overflaten av en andre ring (37) som er koaksialt festet til den første ringen (33) enten på den indre veggen (34) av forbindelsen (28) eller på den første ringen (33).

7. Ventilsarnmenstilling i henhold til krav 6, karakterisert v e d at den andre ringen (37) er festet til den første ringen (33) i posisjoner mellom endene av de individuelle kamskiveseksjonene (31, 32) ved hjelp av koblingselementer (38) slik at når man ser i akseretningen (13) er den andre ringen (37) innsiden av fremspringene (26) av de fjærende, utstikkende partiene (27), mens den første ringen (33) i det vesentlige er utenfor disse fremspringene (26).

8. Ventilsammenstilling i henhold til krav 7, karakterisert ved at ytterligere nedsenkning (39) med en dybde som samsvarer med fremspringet (26) på de utstikkende partiene (27) er tilveiebragt på en lengde av disse partiene av kamskiveseksjonene (32) på den andre ringen (37) nærmest forbindelsens akse i skrånet posisjon, der nevnte lengde såvidt overskrider bredden b av hver av de fjærende, utstikkende partiene av styringsenheten, og slik tilveieibringer en kant (40) eller diskontinuitet i hver av kamskiveseksjonene (32) på den andre ringen (37).

9. Ventilsammenstilling i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at akruatorens styringsenhet (5) er tilveiebragt med seks fjærende, utstikkende partier (27), og at den første ringen (33) og den andre ringen (37) hver har seks kamskiveseksjoner (31, 32).