DE1063867B

DE1063867B - Sicherheitsventil mit hydraulischer oder pneumatischer Fernsteuerung

Info

Publication number: DE1063867B
Application number: DEB43605A
Authority: DE
Inventors: Karl Bischoff
Original assignee: Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1957-02-21
Filing date: 1957-02-21
Publication date: 1959-08-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsventile, insbesondere für Dampfanlagen, mit einem durch den abzusichernden Druck im öffhungssinn beaufschlagten Ventilkegel, der in der Schließstellung durch einen von einem fremden Druckmittel beaufschlagten Kolben auf seinen Sitz gedrückt wird. Bei derartigen Ventilen ist eine schnelle Entlastung des Kolbens nicht immer möglich, vor allem dann, wenn sich die Steuerungselemente in größerem Abstand vom Sicherheitsventil befinden. Eine solche Anordnung der Steuerelemente an einem entfernten Ort wird aber vielfach verlangt, um eine bessere Beobachtung zu haben.

Die Zuleitungen für das Belastungsmittel und der zugehörige Zylinderraum müssen, bei überhöhtem Duckanstieg bis auf ein sehr geringes Maß entleert werden, damit der Ventilkegel freigegeben werden kann. Da ein Druckanstieg ganz plötzlich erfolgen kann, beispielsweise in Benson-Kesseln mit ihrem geringen Wasserinhalt ist das häufig der Fall, besteht die Forderung nach einer sehr schnellen Druckabsenkung in den Zuleitungen und im Zylinderraum. Der Entleerungsvorgang des Druckmediums benötigt jedoch eine längere Zeit, woraus sich eine Verzögerung in den Steuervorgängen ergibt, die zu ernstlichen Schäden führen kann.

Zur Vermeidung dieses Nachteils geht die Erfindung so vor, daß sie für den Bedarfsfall zwischen den Räumen beiderseits des Kolbens einen sich selbsttätig regelnden Druckausgleich vorsieht. Damit ist eine erhebliche Beschleunigung des Entlastungsvorganges gegeben. Der Hauptventilkegel kann infolge der sehr kurzfristigen Entlastung des ihn betätigenden Kolbens und der zusätzlichen Hubwirkung des Druckmittels auf dessen Unterseite sehr schnell öffnen.

Die Regelung des Druckausgleiches erfolgt gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung selbsttätig durch ein Ausgleichsventil im Zusammenwirken mit einem Schnellöffnungsventil. Damit die beiden letztgenannten Organe ebenfalls ohne Verzögerung arbeiten, ist erfindungsgemäß das erstgenannte nahe beim Kolben, vorzugsweise unmittelbar auf seinem Zylinder, das Ausgleichsventil in der Nähe der Fangdüse angeordnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.

Auf die zu sichernde Dampfleitung 1 ist das in bekannter Weise ausgebildete Sicherheitsventil 2 aufgesetzt. Sein Ventilkegel 3 ist mittels einer Stange 4 mit einem Kraftkolben 5 verbunden, der in einem Zylinder 6 verschiebbar ist. Eine Feder 7, Vorzugsweise eine Tellerfeder, dient als normale Gegenkraft für das abzusichernde Medium.

Der Kraftkolben 5, auf den ein Druckmittel, beispielsweise Druckluft, als Zusatzbelastung einwirkt.

Sicherheitsventil mit hydraulischer
oder pneumatischer Fernsteuerung

Anmelder:

Bopp & Reuther G. m. b. H.,
Mannheim-Waldhof, Carl-Reuther-Str. 1

Karl Bischoff, Mannheim,
ist als Erfinder genannt worden

wird von dem letzteren, durch eine Leitung 8 ankommend, im schließenden Sinne beaufschlagt. Die Leitung 8 führt zu einer Leitung 11, welche über ein Filter 12 und ein Druckminderventil 13 aus einer Druckmittelnetzleitung 14 gespeist wird.

Über dem Deckel des Zylinders 6 ist ein Ausgleichsventil 15 angeordnet, das im wesentlichen aus einem Ventilstößel 16 und einem Membrankörper 17 besteht. Bei geöffnetem Ventilstößel 16 läßt eine Ausgleichsleitung 19 das Druckmittel von dem Zylinderraum oberhalb des Kolbens 5 in den Raum unterhalb des Kolbens 5 treten. Ein Druckmittelauslaß 20 verbindet den unterhalb des Kolbens 5 befindlichen Raum mit dem Freien oder einem besonderen Ableitungsrohr.

Das Ausgleichsventil 15 ist durch eine mit einem Manometer 21 ausgerüstete Leitung 22 mit dem Zuführungsstrang 23 für das Druckmittel verbunden. Nahe der Verbindungsstelle dieser beiden befindet sich ein Schnellöffnungsventil 24, das neben seinem Gehäuse in der Hauptsache aus einer Membran 25 und einem Ventilstößel 26 besteht. Der Ventilstößel 26 ist von einem mit Druckmittelauslässen 27 versehenen Raum 28 umgeben. An das Schnellöffnungsventil 24 schließt sich eine kurz gehaltene Leitung 29 an, die in eine Fangdüse 30 ausmündet.

Zwischen der Fangdüse 30 und der Strahldüse 31 befindet sich eine Steuerfahne 32, die mit einem Meßsystem, beispielsweise einer Schneckenfeder 33, verbunden ist. Die Schneckenfeder 33 empfängt ihre Impulse durch eine mit einem Manometer 34 versehene Leitung 35 von der Dampfleitung 1 her.

In der Leitung 11 befindet sich oberhalb der Anschlußstelle mit der Leitung 8 ein Druckminderventil 42 für das Steuermittel. Kurz hinter dem Druckminderventil 42 gabelt sich die Leitung 11 in einen Rohrzweig 43, der zur Strahldüse 31 führt, und in eine Leitung 44 zum Leitungsteil 23. Die Verbindungs-

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Claims

stelle zwischen den Leitungen 23 und 44 bildet eine Drossel 45. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nachstehend erläutert. Zunächst wird das Sicherheitsventil auf den verlangten Abblasedruck in bekannter Weise eingestellt. Im Normalbetrieb, also solange der Abblasedruck in der Dampfleitung 1 noch nicht erreicht ist, wird der Kraftkolben 5 nur auf der Oberseite in Schließrichtung des Ventilkegels 3 durch das zusätzliche Druckmittel belastet. Daraus ergibt sich die für die Dichthaltung des Ventilkegels 3 erforderliche Anpreßkraft. Der dazu notwendige Luftdruck wird aus dem Netz 14 über das Absperrventil 13, das Filter 12, die Leitungen 11 und 8 in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens 5 geleitet. Der durch Steuerluft geschlossen gehaltene Ventilstößel 16 des Ausgleichsventils 15 sperrt den Durchfluß zur Leitung 19 und damit auch zum Raum unterhalb des Kolbens 5. Sobald der Abblasedruck in der Dampfleitung 1 erreicht ist, wird die durch die Leitung 35 an die Dampfleitung 1 angeschlossene Schneckenfeder 33 bewegt und infolgedessen auch die Steuerfahne 32. Der Luftstrahl, der aus der Strahldüse 31 gegen die Fangdüse 30 gerichtet ist, wird unterbrochen und somit die Luftzufuhr zu dem ganz nahe bei der Düse 35 befindlichen Schnellöffnungsventil 24. In dem letzteren entleert sich der Raum über der Membran 25. Infolge der kurzen Entfernung zwischen der Düse 30 und der Membran 25 geht der Entleerungs vorgang sehr schnell vor sich. Der Ventilstößel 26 hebt sich dabei durch den unter ihm stehenden Luftdruck unter Freigabe eines großen Öffnungsquerschnitts. Infolgedessen können sich die Steuerleitung 22 und der Raum oberhalb des Membrankörpers 17 im Ausgleichsventil 15 sehr schnell entleeren. Die Eigenfederung des Membrankörpers 17 und der Luftdruck im Raum oberhalb des Kolbens 5 heben den Ventilstößel so weit und schnell an, daß der Durchgang für das Druckmedium zur Kolbenunterseite über die Leitung 19 freigegeben ist. Der Raum unterhalb des Kolbens 5 hat nur ein geringes Volumen. Daher wird der Druckausgleich unverzüglich hergestellt. Der Druck unter dem Hauptventilkegel 3 hat nunmehr die Möglichkeit, die Kraft der Feder 7 zu überwinden und den Ventilkegel 3 zu öffnen. Bei fallendem Druck in der Dampfleitung 1 wird dem Luftstrahl zwischen den Düsen 30 und 31 nach erfolgter Rückwärtsbewegung der Steuerfahne 32 der Weg wieder freigegeben. Die Membran 25 drückt daraufhin den Stößel 26 in Schließ richtung. Nunmehr baut sich durch die Drossel 45 auch der Druck über dem Membrankörper 17 wieder auf, und der Durchgang von der Oberseite des Kolbens nach dessen Unterseite hin wird wieder geschlossen. Durch den Auslaßstutzen 20 wird der Raum unter dem Kolben 5 drucklos und der Ventilkegel 3 wieder auf seinen Sitz gedrückt. Mit dem Druckausgleich des Kraftkolbens 5 wird auch gleichzeitig die Dämpfung verstärkt, weil sich die Luft unter dem Kolben auch verdichtet. Patentansprüche:

1. Sicherheitsventil mit hydraulischer oder pneumatischer Fernsteuerung, insbesondere für Dampfanlagen, mit einem durch den abzusichernden Druck im Öffnungssinn beaufschlagten Ventilkegel, der in der Schließstellung durch einen von einem fremden Druckmittel beaufschlagten Kolben auf seinen Sitz gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bedarfsfalle zwischen den Räumen beiderseits des Kolbens (5) ein selbsttätig sich regelnder Druckausgleich stattfindet.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Regelung des Druckausgleichs durch ein Ausgleichsventil (15) im Zusammenwirken mit einem Schnellöffnungsventil (24) erfolgt.

3. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsventil (15) nahe beim Kolben (5), vorzugsweise unmittelbar auf seinem Zylinder (6), angeordnet ist.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsventil (24) sich in der Nähe der Fangdüse (30) befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 754 811.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen