SE503992C2 - Servomanövrerad stoppventilanläggning - Google Patents

Description

505 992 2 formade att lämnas i ett endast i det närmaste fullständigt slutet eller i det närmaste fullständigt öppet läge. Det skulle därför vara önskvärt att åstadkomma någon typ av sensorstyrning för att tillförsäkra att påverkningsaktivering verkligen slut- förts med fullständig omställning av ventilen och många speku- lationer och förslag har framförts avseende detta. Det är uppenbart att för operations- och reglerexperter finnes ett synnerligen stort antal teoretiskt möjliga lösningar, vilka dock samtliga har måst förkastas den ena efter den andra till följd av de speciella monteringsbetingelserna och kravet på full operativ förmåga under lång tid, t.ex. 30-40 år. Det har i föreliggande samband befunnits irrelevant att närmare undersöka möjligheterna och problemen vid ovannämnda förslag, men det skall nämnas att det emellertid är vanligt att metodiskt utföra någon typ av säkerhetsaktivering av ventilerna ungefär en gång om året för att förhindra att de fastnar alltför hårt. sE,B,32s 779, DK,B,156 745, Us,A,3 338 140 och Us,A,s 117 739 beskriver servostyrda stoppventiler enligt ingressen till bi- fogade krav 1. De beskriver vidare en dubbelverkande cylinder- enhet med en kolvstång som är operativt förbunden med ventilens påverkningsenhet för att omvrida ventilen till öppet och slutet läge. Dessa dokument beskriver emellertid inte relevanta indi- katororgan.

Uppfinningens väsentliga kännetecken är angivna i krav 1.

Genom uppfinningen har åstadkommits ett särskilt påverknings- och signaleringssystem vilket gjort det möjligt att uppfylla de extrema säkerhetskrav som ställs för systemets tillförlitliga funktion.

Genom uppfinningen väljes att arbeta med hydraulpåverkan, eftersom det härvid är relativt billigt och säkert att använda relativt stora operativa krafter, t.ex. ett tryck på några hundratal bar, som med säkerhet lösgör ventiler som fastnat.

Tillhörande pumputrustning kan placeras i trottoarskåpet och nere vid ventilen kan man placera en hydraulcylinder med kolvelement som genom förskjutning i den ena eller den andra 503 992 3 riktningen bringar en ventilspindel att rotera genom samverkan mellan en med kuggar eller tänder försedd stång på kolvelemen- tet och en kugg- eller tandförsedd ring på spindeln.

I samband med denna cylinder tillhandahålles ett särskilt signalsystem från vilket, vid slutet av varje omställnings- rörelse för ventilen, alstras ett signaltryck, vilket överföres till en hydraulisk indikatorenhet i skåpet.

Nedan förklaras detta närmare i detalj med hänvisning till rit- ningen, på vilken: Fig. 1 är en schematisk och delvis skuren vy av ett system enligt uppfinningen, och Fig. 2 är en motsvarande vy av ett modifierat system.

Den visade streckade tvärgående linjen a visar marknivån, under vilken är monterad en stoppventil med en ventilspindel 2 ut- formad med en kuggring 4. Denna samverkar med kuggar 6 på ett slidelement 8 som vid ändarna bildar kolvdelar 10 vilka sam- verkar med cylinderdelar 12 resp. 14, som är kraftigt förankra- de vid en gemensam, icke visad basdel. De båda cylinderdelarna 12 och 14 har ett cylinderhuvud 16, i vilket en central borr- ning 18 är utförd och en genomgående kanal 20 ansluten till denna. Vidare har dessa cylinderhuvuden en genomgående kanal 22 utanför den centrala borrningen 18.

Vid kolvdelarnas 10 ändar är format ett utskjutande kolvstift 24 som passar i respektive central borrning 18.

Slidelementet 8 visas i sitt vänstra läge med möjlighet att ut- föra en förskjutning åt höger motsvarande vad som är nödvändigt för att omvrida spindeln 2 90°, dvs för att påverka stopp- ventilen mellan slutet och öppet läge.

De båda kanalerna 20 och 22 vid vardera änden av systemet är anslutna till en gemensam hydraulledning 26 resp. 28, som är anslutna till en hydraulisk omställnings- eller omkastnings- 503 992 4 ventilenhet 30 i trottoarskåpet. Genom denna enhet kan dessa ledningar på omställbart sätt anslutas till trycksidan av en hydraulpump 32 med sugbehållare 34 resp. samma eller företrä- desvis en separat uppsamlingsbehållare 36. Det skall märkas att i den visade situationen kan pumpen 32 startas för att trycka slidelementet 8 åt höger för att omställa stoppventilen, under det att det efter detta är möjligt att omställa ventilenheten 30 för att åstadkomma en returrörelse för ventilen.

Vid cylindersystemets båda ändar, mellan anslutningarna till kanalerna 20 och 22, finnes en backventil 38 som medger in- strömning av hydraulfluid från ledningarna 26 och 28 till kana- lerna 22, men förhindrar utströmning i motsatt riktning, och kanalerna 22 är på dessa backventilers stoppsida anslutna via respektive ledningar 40 och 42 till en separat del av omställ- ningsenheten 30, genom vilka dessa ledningar är alternativt an- slutna till den ena och den andra av ledningarna 44 resp. 46, som leder till en indikatorenhet 48 placerad i trottoarskåpet, respektive till en uppsamlingsreservoar 50 som är ansluten till denna.

Indikatorenheten 48 har en cylinderdel 52 i vilken en slid 54 är monterad, vilken kan tryckas från sida till sida genom till- försel av tryckfluid genom respektive ledningar 44 och 46. Vid sitt mittområde är sliden 54 utformad med en förträngning 56 som kan samverka med den ena eller den andra av två fjäder- belastade kulor 58 vilka är anslutna till respektive utskjutan- de armdel 60, vilka vid sin ytterände har en utskjutande del 62 som tydligt visuellt anger huruvida sliden 54 befinner sig i det ena eller det andra ytterläget i motsvarighet till om den utskjutande delen 60, 62 utskjuter mer eller mindre från en- heten 48.

Om man antar att ventilen befinner sig i öppet läge och skall slutas, behöver pumpen 32 endast startas, varefter tryckfluid genom ledningen 26 skickas genom kanalerna 20 och 22 till hela cylinderkammaren i den vänstra cylinderdelen 12. Pilotventilen 30 kommer att vara stängd för utströmning av tryckfluid genom ledningen 40. Sålunda kan en mycket stor öppningsimpuls utövas 503 992 5 mot ventilspindeln 2, så att till och med den hårdast fast- sittande ventil kan förväntas vara omställbar. Det blir följ- aktligen endast i exceptionella fall nödvändigt att gräva upp ventilen för reparation eller utbyte.

Under omställningen av slidelementet 8 kan hydraulfluid i den högra cylinderkammaren 14 avgå genom den centrala kanalen 20 och ledningen 28 tillbaka till tanken 36. Detta kan ske utan påtagligt motstånd, under det att utströmning genom kanalen 22 till förbindelseledningen 42, 44 till indikatorn 48 kommer att motverkas av indikatorsliden 54 som är utsatt för en låsnings- verkan genom att kulan 58 är upptagen i spåret 56.

Vid slutet av omställningsrörelsen kommer emellertid den centrala borrningen 18 att blockeras av kolvens stiftdel 24, varvid endast fluiden i kammaren 18 eventuellt kommer att avgå till tanken 36 under det att fluiden i den omgivande kammaren tryckes till ledningen 42, 44 och sålunda åstadkommer omställ- ning av indikatorsliden 54. Kolvstiftets 24 längd är så an- passad att vid slidens 8 slutliga rörelse kommer endast så mycket fluid att pressas ut att en fullständig och säker om- ställning av indikatorsliden utföres, då fluiden vid den sist- nämndas andra ände avgår genom ledningen 46 till tanken 50.

På detta sätt uppnås en tydligt synlig indikering att ventilens omställning har genomförts genom att armdelarna 60 och 62 för- ändrar läge mellan det mer och det mindre utskjutande läget, och denna indikering kommer icke att framträda förrän ventil- spindeln 2 utfört den allra sista delen av sin vinkelomvrid- ning.

Med hänvisning till de blockscheman eller ventilbilder som visas i omställningsventilen 30 så torde här icke krävas ytter- ligare förklaring att en efterföljande förnyad öppning av ven- tilen kommer att äga rum på exakt samma sätt, endast genom att ventilen 30 omställes. Det är ganska väsentligt att indikatorns angivande att fullständig öppning uppnåtts endast sker efter etablering av fullständig öppning; en långt gående och på ett sätt tillräcklig öppning skulle mycket väl kunna detekteras 503 992 6 redan då hett vatten åter uppenbarar sig i sträckan bakom ventilen, men på grund av den särskilda ventilkonstruktionen skulle det normalt vara destruktivt för ventilen om den icke i alla förekommande fall skulle återföras till helt öppet läge.

Det är naturligt att efter varje användning av systemet eller åtminstone efter varje öppning/förslutningsoperation hydraul- fluiden som är kvar i behållarna 36 och 50 uppsamlas och avges, och att denna "gamla" fluid ersätts med ny fluid som tillföres behållaren 34.

Uppfinningen är icke begränsad till den visade utföringsformen och särskilt icke till det sätt på vilket själva indikeringen av omkastningen uppnås. Därjämte kan arrangemanget av arbets- cylindern modifieras för att uppnå att det tryck som omställer indikatorn endast uppträder under den allra sista fasen av ventilens omställning.

I fig. 2 visas en sådan modifikation, vid vilken även uppnås en förenkling av hydraulsystemet, då den dubbla ventilen 30 har ersatts med en enkel omställnings- eller omkastningsventil 30'.

I huvudcylindern 12', 14' har de centrala borrningarna 18 ute- lämnats och i stället har kolven 8' försetts med eftergivliga, inåt hopklämbara, utskjutande centrala stift 24', vilkas till- hörande borrningar 64 är inbördes anslutna genom en kanal 66, vilken, då den är fylld med hydraulvätska, även medger att de utskjutande stiften 24' intryckes ett i taget. Sådan intryck- ning äger rum då kolven 8' uppnår ett av sina ytterlägen, eftersom stiftet 24' därefter kommer att slutas så att ut- strömningen av hydraulfluid genom borrningen 20' sker direkt till uppsamlingstanken 34, 36', varpå denna förslutning bibe- hålles under efterföljande slutliga rörelse av kolven 8', vid vilken den återstående instängda delen av fluiden tryckes fram- åt genom ledningen 42' till indikatorn 48', här genom en ventil 68 som endast öppnar vid ett visst övertryck på inloppssidan, t.ex. vid approximativt 30 bar, och som är ansluten till en backventil 70 i ledningen 46'. 503 992 7 Indikatorenheten 48' är även här utformad såsom ett hus eller hölje för en slíd med en inre slíd, men anordningen för att ange slidens läge är, på ett sätt som icke beskrives i mer detalj, ersatt av yttre, magnetiskt arbetande indikatororgan, som kan ge signal huruvida sliden 54' befinner sig i det ena eller det andra av sina ytterlägen.

Claims (3)

503 992 8 Patentkrav

1. Servomanövrerad stoppventilanläggning, särskilt för an- vändning i underjordiska rörledningar såsom fjärrvärmesystem, innefattande en ventil med en hydraulisk omställnings- eller omkastningsmotor och en tillhörande manöverstation som är belä- gen på en lätt åtkomlig plats på ett avstånd från ventilen, vilken anläggning inkluderar indikatororgan (48) för fjärrindi- kering, då stoppventilen intar ett helt öppet resp. ett helt slutet läge, k ä n n e t e c k n a d a v att omställnings- motorn är en dubbelverkande cylinderenhet (16) med en kolvstång (8) som är operativt förbunden med ventilens påverkningsenhet (2, 4) för att omvrida denna för fullständig öppning eller slutning av ventilen genom att på hydraulisk väg trycka kolven (10) eller cylinderenheten (16) i den ena resp. den andra rikt- ningen, och att indikatororganen (48) är anordnade för omställ- ning i beroende av att kolven (10) under sista delen av sin om- ställningsrörelse framkallar en blockering av hydraulvätskans återströmning (28) och en efterföljande tvingad utströmning av återstående infångad hydraulvätska (18) för omställning av indikatororganen (48).

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att kolven är konstruerad såsom ett fritt kolvblock (10), vars motstående ändar är upptagna i respektive cylinders huvuddelar (12, 14) och att den hydrauliska driv- och returanslutningen (26, 28) till dessa delar ledes genom lokala cylinderhål (20) i de inre ändytorna till cylinderns huvuddelar, varvid kolv- blocket vid båda ändarna har en utskjutande stiftdel (24), vilken vid rörelse mot tillhörande cylinderborrning sluter denna i ett läge för kolven, från vilket kolven är slutligt rörlig en sträcka som innehåller precis så mycket hydraulvätska som erfordras för korrekt omställning av indikatororganen.

3. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att indikatororganen innefattar en hydraulpåverkad slid (54) som är utrustad med mekaniska sensorer (60, 62) för indikering av slidläget.