DE6911897U - Druckschalter fuer absperrventile - Google Patents

Description

1,ESSER GRIES1IEII.I GIIBH I.;G- 484

Erfinder: Ilollcnder, Kliirncr, ITeun
Kennwort: Drucksehalter

DruckSchalter für Absperrventile,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zun cchnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige Medien, in denen Hauptabsperrventile, Druckregler und Sicherheitsventile angeordnet sind.

Meistens wird das gasförmige Medium von der Versorgungseinheit mit einem hohen Druck durch eine Leitung und das Hauptabsperrvon+i" hindurch, eine.:i Druckre.-ler zugeleitet, der den vorhander^n nohen Druck auf' "-etrinbc-druck mindert. Dieser . Einrichtung ist ein Sicherheitsventil nachgcschaltot. Fiin Druckanstieg, der beispielsweise von einem Flanr.ienrückschlag"" oder den Ausfall des Druckreglers hervorgerufen '/erden kann, bewirkt, daß das Sicherheitsventil geöffnet und die überschüssige Gasmenge in die AtnoSphäre p.bgeblaten v;ird. Dadurch soll ein Überdruck in der Leitung zwischen den Sicherheitsventil und der Verbrauchsstelle abgebaut werden, um die Geräte vor unzulässig hohen Belastungen zu schützen. Da die Abblastnenge der bekannten Sicherheitsventile zumeist wesentlich kleiner als die maximale Durchflußnenge des Druckreglers ist, kann u.U. die abgeblasene I.Ienge nicht ausreichen, einen Druckabfall in der Leitung zwischen Verbraucher und Druckregler herbeizuführen. Dadurch erhöht sich trotz geöffnetem Sicherheitsventil der Druck in den Le^tungsabschnitt zwischen Hauptabsperrventil und Verbraucherstelle, was eine Zerstörung von Leitung und Geräten hervorrufen kann. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, dem Hauptabsperrventil eine ßteuervorrichtving zuzuordnen, welche dieses in Abhängigkeit von dem Hinterdruck in der Hauptleitung schließt. Bei einer be-, kannten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung und das Ab-· sperrventil in einem gemeinsamen Gehäuse -untergebracht. Die Betätigung des Absperrventils erfolgt bei dieser Ausführung

über eine Hebelkonstruktion mit Federn. Diese umfaßt einen im Steuerdruckraun arretierten Schalthebel, der über eine Schaltachse mit einem Schwenkhebel verbunden ist, an dem die Düsenklappe angelenkt ist. Die Lösung der Sperre'erfolgt über eine axial bewegliche Membran. Die Federn erzeugen die notwendigen Kräfte für die Bewegung der Hebel nach dem Lösen der Sperre.

Eine derartige Kombination hat jedoch den Nachteil, daß für jeden Rohrdurchmessernennbereich ein anderes Absperrventil gewählt werden muß. V/eiterhin bilden die an den Hebelarmen angreifenden Federkräfte ein I.Ioment, was einen schnelleren Verschleiß der Führungen und Abdichtungen hervorrufen kann.

Weiterhin ist durch das deutsche Patent 1 068 194 eine richtung zum Verriegeln des Gaseinlaßventils von Rückschlagsicherungen an Autogengeräten bekannt. Die Verriegelungsvorrichtung weist zur Verriegelung dienende und mit einem das Ventil betätigendem Zapfen zusammenarbeitende Kugeln auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die in ihrer konstruktiven Gestaltung voneinander unabhängige Bauelemente aufweist. Dadurch ist die Verwendu .g einzelner Bauelemente, ohne daß sie kon3tniktiv verändert werden müssen, bei verschiedenen Rohrleitungssystemen möglich und ferner wird ein eventuell erf^'.J.erliches Austauschen von einzelnen Lauelementen vereinfacht.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum schnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige Medien, bei größeren Druckändeimngen, bestehend· aus einem Absperrorgan in der Rohrleitxmg unö einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Absperrorganes -vorgeschlagen, wobei der Öffnungs- und Schließvorrichtung ein Druckschalter zugeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Druck in der leitung in

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Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan betätigbar ist und der mit einer an sich bekannten Sperre versehen ist, die nur von Hand wieder geöffnet werden kann. Durch diese Maßnahme ist der Druckschalter unabhängig von dem Absperrorgan und für beliebige Nennweiten der Absperrorgane zu verwenden oder auch zusätzlich zu bereits vorhandenen Absperrorganen anzubringen.

Nach einem weiteren Erfinduhgsgedanken wird eine Leitungsanordnung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Hauptleitung, in der in Strömungsrichtung das Absperrorgan mit Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung, Druckregler und Sicherheitsventil in Reihe angeordnet sind und von der vor dem Absperrorgan eine Leitung abzweigt, die zu einem Druckschalter führt, die ferner gekennzeichnet ist durch eine Leitungsabzweigung hinter dem Sicherheitsventil, die zum Steuerteil des Druckschalters führt und ferner durch eine Leitung,"-die die Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung mit dem Druckschalter verbindet und weiterhin durcn eine Leitung, die vom Druckschalter in das Freie führt.

Eine derartige Anordnung des Druckschalter in einem Leitungssystem ermöglicht die Verwendung einer bestimmten Ausführungsform des Druckschalters für verschiedene Nennweiten der Absperrorgane und ist ferner vorteilhaft beim Austausch eines beschädigten Bauteiles. _; · .·

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Druckschalter aus einem Steuerteil und einem Ventilteil besteht und der Steuerteil eine Membrane aufweist, die vom Druck in der Hauptleitung in Ströinungsrichtung hinter dem Absperrorgan beaufschlagbar ist und die in Abhängigkeit von. diesem. Druck eine Stange betätigt, welche über ein Zwischenglied mit einem Doppelventil in Verbindung steht, das in Normalstellung f.en Strömungsweg des Mediums von der Öffnungsund Schließvorrichtung ins Freie über Leitungen abschließt und in Auslösestellung den Strömungsweg des Mediums von der

Hauptleitung rrnch der üffnuiigs-. und Schließvorrichtung über Leitungen abschließt. Dadurch ist es möglich, auch den Steuerteil und den Ventilteil getrennt voneinander auszutauschen. Dies hat den Vorteil einer raschen Y/iederverwendung des Druckschalters bei Undichtheit der. Ventilsitze im Ventilteil oder Beschädigung der Itembraneim Steuerteil.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken sind Steuerteil und Ventilteil axial hintereinander angeordnet. Eine derartige Anordnung zeichnet sich durch die Einfachheit ihrer Einzelteile, die zweckmäßigerweise Drehteile sind, aus. Weiterhin erweist sich die axiale Anordnung bei der Kraftübertragung von der Membrane auf die Betätigungsvorrichtung für den Ventilstößel als günstig. Diese direkte Kraftübertragung - es treten keine · Kraftmoraente auf - ruft nur geringe Reibungskräfte hervor und"' es wird die Störanfälligkeit herabgesetzt.

Als weitere Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Steuerteil seitlich, vorzugsweise rechtwinklig neben dem Ventilteil anzuordnen. Eine seitliche Anordnung des Steuerteile hat den Vorteil, daß die Sperre auch bei Unterdruck in der Leitung in Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan gelöst und dadurch das Absperrorgan geschlossen wird.

G-cmäß einen weiteren Erfindungugedanken wird vorgeschlagen, daß eine Hülse vorgesehen ist, wobei die Hülse in einer Bohrung eines Pührungostückes geführt ist und die Hülse im oberen Teil eine Führung für die Stange und im unteren Teil eine Führung für den Ventilstößel aufweist. Eine derartige Anordnung der einzelnen Bauteile des Ventilteils hat sich als besonders vorteilhaft, im Hinblick auf die kinematischen Verhältnisse nach dem Lösen der Sperre, erwiesen.

In vorteilhafter Weiterbildung wird dazu vorgeschlagen, daß die Sperre aus mehreren Kugeln besteht, die in der Hülse in Querbohrungen angeordnet sind, wobei die Kugeln in Normal-

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Stellung zum Teil auf einer Fläche aufliegen und in Auslösestellung sick zum Teil in einer Ringnut der Stange befinden. Gemäß einer v/eiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Membrane des seitlich angeordneten Steüerteils über eine Membranstange und ein Hebelsystem mit der Stange .des Ventilteiles in Verbindung steht, wobei das Hebelsystem aus zwei Hebeln besteht, die einerseits mit der Membranstange und andererseits mit einem in der Stange befestigten Bolzen in Berührung stehen.

Eine derartige Anordnung ermöglicht es, daß auoh bei Unterdruck in der leitung in Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan die Sperre gelöst wird. ·

Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie ein Schaltschema und zwar zeigen

Pig. 1 Darstellung eines Druckschalters nach der"""' Erfindung in der Vorderansicht mit axialer Anordnung von Membrane, Arretierung und Ventilstößel.

Pig, 2 Darstellung eines anderen Druckschalters nach der Erfindung in der Vorderansicht mit seitlicher Anordnung der Membrane, sowie axialer Anordnung' von Arretierung und Ventilstößel.

Pig. 3 Sohaltschema für Pruckschnltor gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein !Druckschalter veranschaulicht, bestehend aus einem Steuerteil 1-und einem Ventilteil 2. Der Steuerteil 1 v/eist ein Steuergehäuse 55 auf, in dem eine Membrane angeordnet ist. Diese wird mittels eines Membrandeckelo 4· auf die Anschlagflache 5 gedrückt. Der liembrandockel ist mit rinem Gewinde 56 versehen und in da3 Stcuergehäuse 55 eingeschraubt. Der Weinbrande ekel 4 v/eist einen Anschluß D auf, an den eine Leitung D^? anschließbar ist.

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Mem"br and ecke 1,4 und Membrane 3 bilden einen Steuerraum 6. Auf die Membrane 3 drückt über einen Federdeckel 7 eine Feder 8, die eich auf einem Ring 9 abstützt. In diesem Ring 9 sind seitlich Mitnahmestifte 10 eingeschraubt, die durch axiale Führungen 11 des Steuerteils 1 hindurchragen und auf der Fläche 12 eines Emstellringes 13 aufliegen. Durch Drehung des Einstellrings 13 ist die Federkraft verstellbar. Die.Membrane 3 drückt über eine Schraube 14 entgegen der Kraft der Feder 15 im Ventilteil 2 auf die Stange 16. Die Stange 16 weist eine. Ringnut 17, sowie ein Langloch 18-auf, und v/ird in der Hülse 19, sowie im Steusrgehäuse 55, gleitend geführt. Die Hülse 19 ist mit Querbohrungen 20 versehen, in denen Kugeln 21 gelagert sind und ist in der sich nach oben erweiterndeii Bohrung des Führungsstückes 22, sowie im Ventilgehäuse 57.* Das Führungsstück ist in das Ventilgehäuse 57 ein-, geschraubt. Die Kugeln 21 v/eisen einen Durchmesser auf, der größer ist als die Wandstärke der Hülse 19 und stützen sich in Hornalstellung gegen die Fläche 39 im Führungsstück 22 ab, d.h. die Kugeln 21 halten die Stange 16 fast. Im unteren Teil der Hülse 19 ist in einer axialen Bohrung 58 der Ventilstößel angeordnet. Eine Feder 24 stützt sich gegen ein die Bohrung 58 abschließendes Verschlußstück 59 und an dem Ventilstößel 23 ab und bewirkt den notwendigen Anpreßdruck für da3 Ventilverschlußstück 23a auf dem Ventiloitz 25, wi3 aus der entsprechenden Darstellung links der Symmetrie?inie hervorgeht, während der Normalsteilung. Eine Feder 26, die sich im Ventilgehäuse 57 und auf dem Bund 27 des Verschlußstükkes 59 abstützt, erzeugt den erforderlichen Anpreßdruck für das Ventilversclilußstüök 23b auf den Ventilsitz 28, bei Auslösung dea Druckschalter. Der Ventilsitz 25 ist in dem Ring 29 und der Ventilsitz 28 ist in dem Deckel 30 angeordnet. Ring und Deckel sind in das Ventilgehäuse 57 eingeschraubt.

♦verschiebbar angeordnet.

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Die O-Ringe 31, die Veritildiohtungen 32 und die Dichtungen 33 bestehen vorzugsweise aus Hostafion. Unter diesem Handelsnamen ist ein Kunststoff bekannt, der aus Polyteirafluorätylen besteht, mit dem eine besonders gute Abdichtung zwischen den einzelnen Gasräumen des Druckschalters und gegenüber der Atmosphäre bewirkt wird·.

Y/eiterhin sind in dem Ventilgehäuse 57 Bohrungen A, B, 0 vorhanden, in die Leitungen A¹, B¹, C einsehraubbar sind.

Das Schaltsohema des beschriebenen Druckschalters ist in Fig. 3 veranschaulicht. Mit A¹ ist die Druckleitung bezeichnet, die von der Hauptleitung H.zu dem Druckschalter F führt. Leitung B¹ ist die Atmungsleitung für das Hauptsperrventil B. Durch die Leitung C¹ wird die Atmung3luft des Hauptabsperr- ... ventile bei geschlossenem Druckschalter F in die Atmosphäre abgeblasen, und Leitung D¹ ist die Steuerleitung für den Druckschalter F. Die Funktion des Druckschalters ist folgende: . '

Bei normalem Betriebszustand halten sieh die vom Hinterdruck auf die Membrane 3 ausgeübte Kraft und die Kraft der Feder 8 das Gleichgewicht. Die Stange 16 befindet sich in Normal-

stellung - in Fig. 1 links der Symmetrielinie. Der Ventilstößel 23 wird durch die Feder 24 nach oben gedruckt, das Voiililverschlußstück 23a liegt auf dem Ventilsitz 25 auf. Dadurch ist de·" Durchgang von A nach B freigegeben, so daß der Druck aus der Hauptleitung H über die Leitungen A¹ und B¹ in .den Raum G des Betätigungsorganes K für das Hauptabsperrventil E gelangt und dort den Kolben I beaufschlagt. Das Hauptabsperrventil E ist in diesem Zustand geöffnet,

Erhöht sich der Hinterdruck und wird dadurch die auf die Membrane 3 ausgeübte Kraft größer als die Kraft der Feder 8, so wird die Membrane 3 nach unten gedrückt und verschiebt die

Eingetragenes Kennzeichen der Farbwerke Höchst AG

Stange 16 in axialer Richtung, bis die Ringnut 17 und die Querbohrungen 20 in einer Ebene liegen. Die Kugeln 21 springen dann in die Ringnut 17 und die Sperre ist gelöst. Die Kugeln 21 verbinden die Stange 16 mit der Hülse 19. Stange

16 und Hülse 19 v/erden durch die Kraft der Feder 26 nach unten gedrückt. Dabei wird .ferner der Ventilstößel 23, nachdem der Bund 35 zur Anlage an den Ventilstößel 23 gelangt, nach unten bewegt und das Ventilverschlußstück 23b auf den Ventilsitz 28 gepreßt, wobei es den Durchgang von A nach B versperrt und gleichzeitig den Durchgang von B nach C freigibt. Das Betätigungsorgan K wird nicht mehr vom Druck aus der Leitung B^T beaufschlagt und schließt dadurch das Hauptabsperrventil E. Über die Leitungen B' und C findet ein Druckausgleich zwischen dem Gasraum G und der Atmosphäre statt.

Ist die Ursache des plötzlichen Druckanstieges in der Leitung H geklärt, und kann das Eauptabsperrventil E wieder geöffnet werden,'so wird die Stange 16 mittels eines Hebels 37, an dem ein .Betätigungsorgan 36 befestigt ist, nach oben gedrückt. Die Kugeln 21 werden von der Kante 38 der Ringnut

17 in die Bohrungen 20 der Hülse 19 geschoben und arretieren die Stange 16 in Verbindung mit der Kegelfläche 39 des Führungsstückes 22.

In Fig. 2 ist ein weiteres AusfUnrungsbeispiel eines Druckschalters gemäß der Erfindung veranpchatilicht, bei dem der Steuerteil 1 ' seitlich angeordnet ist. Die 1/Iembrane 40 bildet zusammen mit den .I.iembrandeekel 41 den Steuerraum 42. Auf die Membrane 40 drückt die Feder 43, die eich auf dem einstellbaren Ring 44 abstützt. An der Membrane ist eine Stange 45 befestigt, die ihrerseits in den Führungen 46 und 47 gleitend gelagert ist. An der Stange 45 sind Hebel 48, 49 angelenkt, die um die Drehpunkte 50, 51 in den Lagern 52, 53 im Ventilgehäuse schwenkbar sind. Beide Hebel drücken auf eine Fläche 54, einer Stange 16.

Die v/eitere Ausbildimg des 'Druckschalters entspricht dem in Pig. 1 veranschaulichten Ausführun^sbeispiel.

Eine seitliche Anordnung des Steuerteiles hat deji Vorteil, daß die Sperre bni Überdruck und auch bei Unterdruck in der !Unterdruckleitung gelöst und. dadurch das Ha\iptabsperrven-til H geschlossen wird. Bei Überdruck bewegt sich die Membrane 40 entgegen der Federkraft und bewegt die Stange 45 nach links. Der Hebel 48 wird um den Drehpunkt 50 herum nach unten auf die Fläche 54 gedrückt, so daß die Sperre gelöst und das Ilauptabsperrventil E geschlossen wird. Bei Unterdruck dagegen bewegt sich die Ilembrane 40 nach rechts und dreht den Hebel 49 um den Punkt 51. Dieser übt auf die Fläche 54 eine Kraft aus, die wiederum ein Lösen der Sperre bewirkt. "*" ""·---..

In den vorangegangenen Ausführungen sind nur pneumatische Betätigungen zum Lösen der Sperre veranschaulicht. Letzteres ist aber auch durch entsprechende hydraulische, elektrische oder mechanische Betätigungen möglich.

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Claims (2)

Ii 1 I I I I I Il j ill ) I I » MESSER GRIESHElM GIJBH , . MG 484 ^g-S te'nt/fl'nsprüohe *

1. Einrichtung zum schnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige Medien "bei größeren Druckänderun- ■ gen, bestehend aus einem Absperrorgan in der Rohrleitung und einer Vorrichtung zum öffnen und Schließen des Absperrorganes, dadurch.gekennzeichnet, daß der öffnungs- und Schließvorrichtung (K) .ein Druckschalter (P) zugeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Druck in der Leitung (H) inStrömungsrichtung hinter dem Absperrorgan (E) betätigbar ist und der mit einer ,an sich bekannten Sperre versehen i3t, die nur von Hand"--^- wieder geöffnet vrerden kann.

. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hauptleitung (H), in der in Strömungsrichtung das Absperrorgan (E) mit Öffnungs- bzv/. Schließvorrichtung (K), Druckregler (L) und Sicherheitsventil (U) in Reihe angeordnet sind und von der vor dem Absperrorgan (E) eine Leitung (A') abzweigt, die zu einem Druckschalter (Γ) fuhrt, ferner gekennzeichnet durch eine Leitungsabzweigung (D') hinter dem Sicherheitsventil (Ll), die sum Steuerteil (1) des Druckschalter (P) führt und ferner durch eine Leitung (D¹), die die öffnungs- bzw. Schließvorrichtung (K) mit dsm Druckschalter (P) verbindet und weiterhin durch eine Leitung (C), die vom Druckschalter (P) in das Freie fül

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Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (P) aus einem Steuerteil (1) und einem Ventilteil (2) besteht und der Steuerteil (1) eine Membrane (3) aufweist, dio vom Druck in der Leitung (il) in Strömungsrichtung hinter

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dem Absperrorgan (E) beaufsohlagbar ist und die in Abhängigkeit von diesem Druck eine Stange (16) betätigt, welche ,über ein Zwischenglied (19) mit einem Doppelventil (23) in Verbindung steht, das in Normals teilung den Strömungsweg des Mediums von der öffnungs- und Schließvorrichtung (K) ins Freie tioer die Leitung (B¹) und (C¹) abschließt und in Auslösestellung den Strömungsweg des Mediums von der Leitung (H) naoh der öffnungs- und Schließvorrichtung (K) über die Leitung (A¹') und (B·) abschließt.

Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (1) und der Ventilteil (2) axial hintereinander angeordnet sind.

5. Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (1^f) seitlich, vorsugsweise rechtwinklig ncbon dem Ventilteil (2) angeordnet ist·

6. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (19) eine Sperre (20, '21, 39) aufweist, durch die in Normalstellung das Ventilverschlußstück (23a) auf dem Ventilsitz (25) und in Auslösestellung das Ventilverschlußstück (23b) auf dem Ventilsitz (28) gehalten wird.

Druckschalter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied eine Hülse (19) vorgesehen ist, v/obei die Hülse (19) in einer Bohrung eines PührungsStückes (£.

2) geführt ist und die Hülse (19) im oberen Teil eine Führung für die Stange (.16) und im unteren Teil eine Führung für den Ventilstößel ^{(2)au fist} 6911897

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8. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre aus mehreren Kugeln (21) besteht, die in der Hülse (19) in Querbohrungen (20) angeordnet sind, wobei die Kugeln (21) in No, rmal st ellung zum Teil auf einer Fläche (39) aufliegen und in Auslösestellung sich zum .Teil in einer Ringnut (17) der Stange (16) befinden.

Druckschalter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (40) des seitlich angeordneten Steuerteiles (i')'über eine Llembranstange (45) und ein Hebelsystem mit der Stange (16) des Ventilteiles (2) in Verbindung steht, wobei das Hebelsystem aus zwei Hebeln (48, 49) besteht, die einerseits mit der Membranstange (45) und andererseits" der Stange (16) in Berührung stehen.

22.1.69

Be/GA .