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Schnellschlußventil, insbesondere für Hochdruckgasregleranlagen mit
Labyrinthkolben als Stellantrieb Die Erfindung betrifft ein Schnellschlußventil
für Hochdruckgasregleranlagen zur Sicherung des hinter einer Regleranlage liegenden
Rohrnetzes mit seinen Gasverbrauchsanlagen gegen einen unzulässig hohen Druck, der
durch nicht einwandfrei arbeitende Regler auf der Ausgangsseite der Regleranlage
auftreten kann.
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Bekannt sind Schnellschlußventile, deren Gasdruckmeßwerke Leder- oder
Kunststoffmembranen benutzen und deren Auslösedrücke an Hand von Gewichten oder
Federn, die außerhalb des mit Gas gefüllten Meßwerks oder Ventilgehäuses sind, eingestellt
werden. Die Übertragung vom Meßwerk auf den Ventilteller erfolgt über ein Gestänge
mit Kippgewicht, wobei die Wanddurchführung des Gestänges zum Ventilteller durch
eine Stopfbuchse gasdicht abgeschlossen ist.
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Weiterhin ist bei Schnellschlußventilen bekannt, daß zur Erreichung
des zur Bedienung erforderlichen Druckausgleiches zwischen beiden Seiten des absperrenden
Ventiltellers ein außerhalb des Ventilgehäuses liegendes Umgangsventil angeordnet
ist.
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Bekannt ist auch, das Absperrorgan mit einem Labyrinthkolben, der
sich in einem geschlossenen Zylindergehäuse befindet, zu verbinden und auf das Meßwerk
einen Stößel einwirken zu lassen, wobei das Meßwerk aus einem Zylinder mit darin
gleitendem Labyrinthkolben besteht und am Boden dieses Zylinders eine Impulsleitung
angeschlossen ist.
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Diese bekannten Schnellschlußventile haben den Nachteil, daß die Meßwerkglieder
relativ träge sind, also eingestellte Auslösewerte langsam erreicht werden. Bei
Verwendung von Membranen im Meßwerk treten außerdem Membranundichtigkeiten und -brüche
auf, so daß keine Gewähr für die Einhaltung der geforderten Sicherheit hinsichtlich
eines maximalen Hinterdruckes gegeben ist. Als weiterer Nachteil haftet diesen bekannten
Schnellschlußventilen der Mangel an, daß sich die Auslösung des Ventiltellers verzögert
oder ganz unterbleibt, da die Packung der Stopfbuchsen leicht hart und fest wird
bzw. diese Stopfbuchsen zu fest angezogen werden, um einen einwandfreien Dichtschluß
zu erreichen. Darüber hinaus besteht durch den außerhalb des Ventilgehäuses liegenden
Auslösemechanismus die Gefahr einer unbeabsichtigten Berührung und damit einer Betätigung
des Ventiltellers, so daß ungewollte Netzabschaltungen eintreten.
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Nachteilig wirkt sich weiterhin das außerhalb des Ventilgehäuses liegende
Umgangsventil aus, da dieses durch den Transnort des Gerätes oft beschädigt wird
und damit unnötige Instandsetzungen verursacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnellschlußventil
zu entwickeln, dessen Meßwerk ohne Membrane arbeitet, das störungsfrei und in der
Wartung anspruchslos ist, keine Stopfbuchsen enthält und bei dem die Übertragungsgestänge
gegen Berührung weitestgehend geschützt sind. Dabei ist besonderer Wert auf die
Beschleunigung des Schließvorganges zu legen, um die Sicherheit der nachfolgenden
Anlagen zu erhöhen. Des weiteren ist die volle Funktionsfähigkeit auch für den öffnungsvorgang
des Schnellschlußventils ohne zusätzliche Armaturen zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an Stelle eines
Kippgewichtes ein federbeaufschlagter, an sich bekannter zweiteiliger Riegel, der
durch den Labyrinthkolben des Meßwerkes ausgelöst wird, und zwei Hilfsventile vorgesehen
sind, die durch den Riegel über einen Stößel gleichzeitig betätigt werden, wobei
das eine Hilfsventil den Abschluß einer Entlüftungsleitung bildet, die im Zylindergehäuse
des mit dem Absperrorgan verbundenen Labyrinthkolbens vorhanden ist, während das
andere die Verbindung vom Vordruckraum zur Oberseite des Labyrinthkolbens freigibt.
Dieses Hilfsventil befindet sich im Oberteil des Labyrinthkolbens, der in seiner
Längsachse eine durchgehende Bohrung aufweist, die das bewegliche Teil des Ventils,
beispielsweise eine Kugel, aufnimmt, dem der im Deckel des Labyrinthkolbens angeordnete
Ventilsitz gegenübersteht.
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Zur Schaffung des Druckausgleiches bei der Wiederinbetriebnahme des
Schnellschlußventils ist das
Absperrorgan mit dem Labyrinthkolben
über ein an sich bekanntes Zwischenstück so verbunden, daß zwischen Absperrorgan
und Zwischenstück eine begrenzte axiale Bewegung möglich ist und dabei eine im Absperrorgan
befindliche axiale Bohrung freigegeben wird.
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Zur Verminderung der Reibung ist der zweiteilige Riegel mit an sich
bekannten Rollen versehen.
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Eine weitere Verbesserung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, den
Labyrinthkolben des Meßwerkes als an sich bekannten Hochhublabyrinthkolben auszubilden.
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Das Gehäuse des Schnellschlußventils ist zum Schutz mit einer gasdicht
abschließenden Haube versehen, unter der sich alle herausragenden Teile befinden,
dabei ist unterhalb der Haubenabdichtung ein Entlüftungsanschluß vorgesehen.
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Ein derartiges Schnellschlußventil hat den Vorteil geringer Abmessungen
durch gedrängte Bauweise. Durch den Wegfall der außenliegenden Übertragungsgestänge
erhält der Erfindungsgegenstand eine nahezu geschlossene Bauform. Diese Geschlossenheit
der Bauform garantiert einen besonders guten Einsatz des Gerätes in Freiluftregleranlagen.
Die Verwendung eines Hochhubkolbenmeßwerkes ermöglicht eine exakte Auslösung des
Absperrorgans ohne Verzögerung. Durch die Anschlußmöglichkeit einer Entlüftungsleitung
am Ventilgehäuse können bei den Schaltvorgängen ausströmende Gase, z. B. Kohlenmonoxyd,
abgeleitet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Gesamtschnitt des Sicherheitsschnellschlußventils,
F i g. 2 die Einzelheit Z nach F i g. 1.
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Im Ventilgehäuse 1 befinden sich der Ventilsitz 2 und der Ventilteller
3. Im Ventilteller 3 liegt die Bohrung 4. Das Zwischenstück 5 dient
mit seinem unteren ballig ausgeführten Teil als Abschlußorgan für die Bohrung 4
und ist mit dem Ventilteller 3 durch den Bolzen 6 verbunden. Dieser sitzt fest im
Zwischenstück 5 und lose in der im Ventilteller 3 befindlichen Bohrung 7. Das Zwischenstück
5 ist mit dem Labyrinthkolben 8, welcher in der Zylinderbohrung 9 geführt ist, starr
verbunden. Die Kugel 10 drückt mittels des Gasvordruckes gegen die Dichtung 11 und
verhindert Gasaustritt aus der Kolbenbohrung 12 in die Zylinderbohrung 9 bzw. über
die Bohrung 32 und den Entlüftungsanschluß 43 ins Freie. Der Flansch 13 ist mittels
der Schrauben 14 fest mit dem Zylindergehäuse 15 verbunden und verhindert durch
die Dichtung 16 Gaseintritt aus dem Vordruckraum in die Zylinderbohrung 9. Die am
Zwischenstück 5 befindliche Rundringdichtung 17 verhindert in Verbindung mit dem
Flansch 13 ebenfalls Gaseintritt aus dem Vordruckraum in die Zylinderbohrung 9.
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Das Meßwerk 18 ist gleichzeitig Auslöseorgan und besteht aus dem Zylinder
22 mit darin gleitendem Labyrinthkolben 23.
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Der abzusichernde Gasdruck gelangt über die mit dem Absperrventil
19 und dem Manometer 20 versehene Impulsleitung 21 unter den Labyrinthkolben 23.
Dieser wird von dem Dichtring 25 geführt und t mittels der Feder 24, die durch den
Dichtring 25 gespannt und durch den Stellring 26 gesichert wird, gegen den Ventilsitz
27 gedrückt. Auf dem Zylindergehäuse 15 ist die Halterung 28 mit den
Lagerblechen 38 angeordnet, die als Führung für den Stößel 29 und als Lagerung für
den Hebel 30 dient. Der Stößel 29 liegt mit seinem Druckstift 31 auf der
Kugel 10 und ermöglicht die Abdichtung durch seinen Ventilteller der im Zylindergehäuse
15 liegenden Bohrung 32 am Ventilsitz 33. Die Betätigung des Stößels 29 erfolgt
über den Hebel 30 mittels der Druckfeder 34. Im Hebel 30 ist der Verriegelungshebel
35 gelagert, der durch die Rolle 36 und die beiden Schenkel 37, die gegen die Lagerbleche
38 der Halterung 28 drücken, die Verriegelung übernimmt, damit der Ventilteller
3 nicht von selbst absperrt.
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Das Ventilgehäuse 1 ist durch eine selbstdichtende Deckelverbindung
(Bajonettverschluß) nach außen abgeschlossen. Durch den Gasvordruck wird der Flansch
des Zylindergehäuses 15 gegen die Rundringdichtung 39 und diese gegen
den Bajonettring 40
gedrückt. Durch die auftretenden Dichtkräfte, die sich
aus dem Gasvordruck ergeben, verformt sich die Rundringdichtung 39 und verhindert
das Austreten von Gas aus dem Ventilgehäuse 1. Der Bajonettring 40 und der obere
Bund des Ventilgehäuses 1 tragen versetzte Nocken 41, welche die wirkenden
Kräfte aufnehmen. Die Haube 42 schließt die obere Öffnung des Ventilgehäuses ab
und schützt die unter der Haube liegenden Teile vor Verschmutzung und Beschädigung.
über den Entlüftungsanschluß 43 ist der Raum unterhalb der Haube 42 mit der
freien Atmosphäre verbunden.
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Der Druckknopf 44 dient zur Betätigung des Hebels 30 und damit
zur Wiederinbetriebsetzung des Sicherheitsschnellschlußventils.
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Im Betriebszustand drückt das Vordruckgas das Zwischenstück 5 mit
der Rundringdichtung 17 gegen den Flansch 13 und hält so den Ventilteller 3 in Offenstellung.
Die Kugel 10 ist angehoben und dichtet gegen die Dichtung 11 den Labyrinthkolben
8 ab-Das Absperrventil 19 ist geöffnet. Der Stößel 29 ist entlastet
und liegt lose mit seinem Druckstift 31 auf der Kugel 10.
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Der den Sollwert im Hinterdruckteil der Regleranlage überschreitende
Gasdruck hebt durch die entstehende Kraft den Labyrinthkolben 23 des Meßwerkes 18
etwas an, so daß das Gas in den Zylinder 22 strömen kann. Dadurch kommt der Gasdruck
auf der gesamten Kolbenbodenfläche zur Wirkung. Die Vergrößerung der Kraft läßt
den Labyrinthkolben 23 schlagartig nach oben schnellen. Dabei wird der Verriegelungshebel
35 hochgedrückt, und der in den Lagerblechen 38 der Halterung 28 gelagerte Hebel
30 drückt mittels der Druckfeder 34 den Stößel 29 nach unten, bis sein Ventilteller
die Bohrung 32 des Zylindergehäuses 15 verschließt, so daß kein Gas ins Freie entweichen
kann, jedoch aber über den Labyrinthkolben 8 gelangt, wobei über und unter dem Kolben
8 Druckausgleich entsteht und der Ventilteller 3 einschließlich Zubehör auf den
Ventilsitz 2 fällt.
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Der durch den zu hohen Gasdruck gehobene Labyrinthkolben
23 des Meßwerkes 18 drückt die Feder 24 zusammen, wobei die Feder
24 in dieser Lage länger ist als der Ansatz zur Führung der Feder 24, so daß durch
den entstehenden freien Spalt das Gas über die Labyrinthe des Kolbens 23 ins Freie
abbläst und dadurch der Hinterdruckteil der Regleranlage von zu hohem Gasdruck entlastet
wird.