DE2948639A1

DE2948639A1 - Absperr- und regelventil

Info

Publication number: DE2948639A1
Application number: DE19792948639
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Zikesch C H GmbH
Current assignee: Zikesch C H GmbH
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1981-06-11
Also published as: DE2948639C2

Description

ABSPERR- und REGELVENTIL
Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Regelventil gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige nach dem Stande der Technik (DE-OS 19 16 876) bekannte Absperr- und Regelventile haben den Vorteil, daß die Absperrfunktion des zweiten, im Schnellschluß betätigbaren Absperrkörpers unabhängig von der Regelfunktion des ersten Absperrkörpers ist, so daß im Gefahrenfalle schneller und sicher abgeschaltet werden kann.
Bind im Leitungssystem eines Dampfkrafcwerkes hinter einem solchen Absperr- und Regelventil Reparaturarbeiten vorzunehmen, so reicht nach den einschlägigen Sicherheitsvorschriften eine Absperrung durch ein solches Absperr- tnd Regelventil allein nicht aus. Die Sicherheitsvorschriften verlangen nämlich einen zwischen zwei Absperrungeri liegenden diuckentlasteten Raum, damit auch bei Undichtigkeiten an einer der xbsperIungen mit Sicherheit kein Dampf in das nachgeschaltete Leitungssystem gelangen kann.
Es ist deshalb Aufgabe der Eifindung, das Absperr- und Regelventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß es als oicherheitsaDsperrung vor zu reparierenden Stellen des LeitunOssystems geeignet ist. Dabei soll den einschlägigen Sicherheitsvorschriften Rechnung getragen werden und darüber hinaus eine weitestgehende Sicherheit gegen Fetilbetätigungen gewährleistet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Absperr- und Regelventil gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die im kennzeichnenden Teil des i'atentanspruches 1 aufgeführten Maßnahmen vor.
Das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung trägt ein3rseits den oben erwähnten Sicherheitsvorschriften Rechnung, indem es zwischen beiden Absperrungen einen druckentlasteten Raum, nämlich den mit der Atmosphäre verbindbaren Druckraum innerhalb des zweiten hbsperrkörpers und den damit verbundenen Ringraum zwischen beiden Absperrkörpern vorsieht. Darüber hinaus ist in besonders vorteilhafter Weise die eigenmediumgesteuerte Betätigungseinrichtung des zweiten Absperrkörpers so ausgeoildet, daß dieser absperrkölper nuI in die Öffnungsstellung verbracht werden kann, wenn in dem druckentlasteten Druckraum ein Druck aufgebaut wird. Solange dieser Druckraum druckentlastet ist, ist eine Fehlbetätigung des zweiten Absperrkörpers ausgeschlossen. Das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung kann überhaupt nur geöffnet werden, wenn alle daran vorgesehenen Entlastungsventile geschlossen sind. Nur dann kann sich beiderseits des den zweiten Absperrkörper betätigenden kingkolbens ein Gleichgewicht der Druckkräfte aufbauen, so daß der zweite Absperrkörper von der Feder in die Offnungstellung verschoben werden kann. Durch die Einbeziehung des zwischen den beiden Absperrstellen angeordneten druckentlasteten Raumes in die betätigung des zweiten Absperrkörpers wird in besonders vorteilhafter Weise eine zusätzliche Sicherung gegen Fehlbetätigungen erzielt.
einige der im Fatentanspruch 1 aufgeführten Maßnahmen sind nach dem Stande der Technik bekannt. So ist es aus der Dh-AS 12 63 432 bekannt, den Betätigungskolben des Absperr-und Regelventilkörpers eines Absperr- und Regelventiles für ene Gasturbinenanlage im Schließsinne durch einen ständig m:t Druckmittel beaufschlagten Druckraum und im Öffnungssinne durch einen Druckraum zu belasten, der mit dem im SchlieBsinne belasteten Druckraum über eine drossel in Verbindung steht und über ein Entlastungsventil mit der Atmosphäre verbindbar ist.
aus der US-PS 28 29 67e ist es an einem Ventil für eine Zementpumpe bekannt, den Betätigungskolben für einen Absperrkörper im Öffnungssinne durch eine Feder zu belasten.
Aus der DE-OS 22 20 589 ist en grundsätzlich bekannt, in einem Absperrventil zwischen zwei Absperrungen aus Sicherheitsgründen einen druckentlasteten, mit der Atmosphäre verbundenen Raum vorzusehen.
Aus der US-PS 31 42 317 ist es im Zusammenhang mit einem Ventil zur Steuerung sehr heißer Raketentreibgase bekannt, zwischen zwei konzentrisch angeordneten Absperrkörpern einen Ringraum zu belassen, der dort allerdings nicht entlüftbar ist. Schließlici ist aus der DE-AS 22 18 653 ein eingenmediumgesteuertes absperrventil bekannt, dessen Absperrkörper von einem Kolben betätigt wird, der im Schließsinne durch eine Feder belastet ist und sowohl im Öffnungssine als auch im Schließsinne über gleichgroße Flächen durch das ubzusperrende Medium beaufschlagt ist, wobei das abzusperrende Medium dem im Schließsinne belasteten Druckraum über eine Drossel zufließt und der im Schließsinne belastete Druckraum zwecks Öffnung des Ventiles iibe ein Entlastungsventil entlastbar ist.
Die oben dargelegten Vorteile der erfindung ergeben sich im wesentlichen aus einer neuartigen funktionellen Verschmelzung von im Prinzip bekannten konstruktiven Merkmalen.
Um zu verhindern, daß sich die beiden Absperrkörper beim Verschieben gegeneinander festklemmen oder festfressen und auf diese Weise zugleich fu Aionsunfähig werden, sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen.
Die Merkmale des Anspruches 3 schaffen eine mehrfach redundante Sicherheit gegen Fehlbetätigungen.
Ein ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur das Absperr- und Regelventil gemäß der erfindung im Längsschnitt dargestellt ist.
In der Zeichnung ist das Ventilgehäuse in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Seitlich an das Ventilgehäuse angeschlossen ist eine Dampfzufuhrleitung 2, in deren Elr.trittsbereich in das Gehäuse 1 ein Schutzfilter 3 angeordnet ist, durch welchen etwaige Verunreinig@ungen des Dampfes zurückgehalten werden. Am unteren Ende weist das Gehäuse 1 eine Öffnung 4 auf, deren Umfangswand einen ringförmigen Schließsitz 5 bildet. An die Öffnung 5 schließc sich ein trichterförmiger Dampfauslaß 6 an, in welchem ein Schalldämpfer 7 angeordnet ist.
Die oeffnung 4 des Gehäuses 1 ist mittels eines kegelförmigen ;bsperrkörpers 8 verschließbar, der mittels einer axial im Gehäuse angeordneten spindel 9 gegen den ringförmigen Schließsitz 5 anpreßbar ist. Je nach Hublage vermag der kegelförmige Absperrkörper 8 den Dampfdruchtritt durch die Öffnung 4 auch zu steuern oder zu regeln. Zum zuletzt genannten Zweck ist die Spindel 9 mit einem entsprechend angetriebenen Regel an trieb 10 versehen.
Um die Spindel 9 und deren oberen Abschnitt des Absperrkörpers 8 herum ist ein zweiter ringförmiger Absperrkörper 11 angeordnet, derart, daß zwischen den eisten Absperrkörper 8 und dem zweiten Absperrkörper 11 ein Ringraum 12 verbleibt.
Der ringförmige Absperrkörper 11 ist mit seinem unteren Ende gegen einen dem Gehäuse 1 zugeordneten zweiten Schließsitz 13 anpreßbar, der den ersten Schließsitz 5 mit Abstand umgibt.
Der Antrieb des zweiten Absperrkörpers 11 erfolgt durch einen Ringkolben 14, der axial verschiebbar im Gehäuse 1 geführt ist und im Öffnungssinne durch eine Feder 15 belastet ist. Die nach oben weisende Ringfläche 16 des Hingkolbens 14 ist einem Druckraum 17 zugewandt, welcher über eine Leitung 18 ständig mit der Dampfzufuhrleitung 2 in Verbindung steht. Auf diese Weise ist der Ringkolben 14 ständig im Schließsinne belastet.
Die nach unten weisende Ringfläche des Ringkolbens 14 ist durch den an den Ringkolben 14 angesetzten Absperrkörper 11 in zwei Fingflächen 19a und 2,9b unterteilt. Die äußere Ringfläche 19a ist außerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 angeordnet, während c.ie inneren Ringfläche 19b innerhalb des zweiten Absperrkörpers '1 angeordnet ist. Die Summe der Ringflächen 19a und 19b entspricht der nach oben weisenden Ringfläche 16. Der :unterhalb cer äußeren Ringfläche 19a außerhalb des zweiten xbsperrkörpers 11 liegende Druckraum 20a steht über eine enge Drossel 21 mit der Dampfzufuhrleitung 2 in Verbindung. Außerdem sind an den äußeren Druckraum 19a zwei zur Atmosphäre führende Entlastungsventile 22 und 23 angeschlossen. Der unterhalb der inneren Ringfläche 1Cb innerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 liegende innere. Druckraum 20b steht über eine enge Drossel 24 im Ringkolben 14 mit dem Druckraum 17 in Verbindung. Außerdem ist der innere Druckraum 20b über den Ringraum 12 und eine FXtlüftungsleitung 25 an mindestens ein Entlastungsventil 26 angeschlossen. Anstelle des einen Entlastungsventiles 26 können gegebenenfalls auch mehrere solche Entlastungsventile an den inneren Druckraum 20b angeschlossen sein.
In der Bereitschaftsstellung sind die antlastungsventile 22, 23 und 26 geschlossen, so daß sich in den Druckräumen 17, 20a und 20b ein Druck aufbaut, der dem Dru:k in der Dampfzufuhrleitung 2 entspricht. Die hierdurch auf die Ringfläche 17 einerseits und die Ringflächen 19a und 19b andererseits ausgeübten Druckkräfte kompensieren einander, so daß der Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten zweiten Absperrkölper 11 von der Feder 15 in die Öffnungsstellung gehoben wird und in dieser Stellung festgehalten wird. Der erste Absperrkörper 8 kann mittels des Regelantriebes 1o in die jeweils gewünschte Regelstellung eingestellt werden.
Zum Schließen des Ven-tiles wird zunächst der erste nbsperrkörper 8 in die Schließstellung verbracht. Dann werden die Entlastungsventile 22 und 26 geöffnet, so daß der äußere Druckraum 20a entlastet wird und die nunmehr überwiegenden, auf die Ringfläche 16 einwirkenden Druckkräfte den Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten Absperrkolpev 11 unter Kompression der Feder 15 in die Schließstellung herabdrücken. Gegebenenfalls kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden.
Das heißt, es können zunächst die ntlastungsventile 22 und 23 geöffnet werden, um den äußeren Absperrkörper im Schnellschluß in die Schließstellung zu verbringen, und dann der erste Absperrkörper 8 in die Schließstellung verbracht werden.
Um bei Arbeiten am Rohrleitungssystem hinter der Absperrung den Sicherheitsvorschriften zu genügen und um außerdem eine ungewollte Fehlbetätigung des Ringkolbens 14 zu verhindern, wird zusätzlich das Entlastungsventil 26 geöffent, so daß auch der innere Druckraum 20b druckentlastet ist. hierdurch wird einerseits der Durchtritt von Dampf durch das Absperrventil mit absoluter Sicherheit vermieden. Solange das Ento lastungsventil 26 geöffnet ist, kann der zweite Absperrkörper 11 nicht in die Offenstellung verfahren werden1 selbst dann nicht, wenn versehentlich die Entlastungsventile 22 und 23 geschlossen werden.
Zum Öffnen des Ventiles werden alle Entlastungsventile 22, 23 und 26 geschlossen, so daß sich über die Drosseln 21 und 24 in den Druckräumen 20a und 20b wieder der volle Dampfdruck aufbauen kann. Erst dann kann die Feder 15 den Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten Absperrkörper 11 wieder in die Offenstellung angehoben werden.
Anstelle der Drosseln 21 und 24 können auch entsprechende Drosselstellen im Bereich der Dichtungen zwischen den verschiebbaren Teilen verwendet werden, beispielsweise in-dem als Dichtungselemente geteilte Kolbenringe verwendet werden1 deren Spalte zugleich als Drosselstellen dienen Der erste Absperrkörper 8 einerseits und der zweite Absperrkörper 11 mit daran angesetztem Ringkolben 14 andeIerseiSß sind in r46inander getrennten Führungen 27 und 28 geführt, sodaß sie sich nicht gegeneinander verklemmen können oder aneinander festfressen können.
Ansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Absperr- und Regelventil, insbesondere für Dampfkraftanlagen, in dessen Gehäuse ein erster, mittels eine. Betätigungsspindel axial gegen einen ringförmigen Schließsitz @@preßbarer @@@perr- und @ gelkörper angeordnet ist, welcher von einem zweiten, ringförmig aufgebildeten und mittels einer gesonderten Betätigungseinrichtung im Schelleschluß betätigbaren Absperrkörper umgeben ist, g e k e n n z e i c h n e t durch die nachfolgen aufgeführten Merkmale: a.) zwischen dem ersten Absperr- und Regelkörper (8) mit zugehörigem Sitz (5) un@ dem zweiten Absperrkörper (11) mit zugehörigem Sitz (13) ist ein Ringraum (12) vorhanden, welcher über ein Entlastung ventil (26) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar ist; b.) die Betätigungsvorrichtung des zweiten Absperrkörpers (11) weist eine unmittelbar an diesen angesetzten, im Gehäuse (1) verschiebbaren und im Offnungssinne durch eine Feder (15) belasteten Ringkolben (14) auf, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des zweiten Absperrkörpers (11) ist; c.) der Ringskolben (14) ist im S'hließsinri ständig durch einen mit der Dampfzufuhrleitung (2) in Verbindung stehenden Druckraum (17) belastet; d.) der ringkolben (14) ist im Öffnungssinne durch zwei Druckräume (20a,20b) belastbar, und zwar durch einen außerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden äußeren Druckraum (20a) und einen innerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden inneren Druckraum (20b), deren im Öffnungssinne belastbare Gesamtfläche gleich der im Schließsinne belasteten Ringflä he (16) des Ringkolbens (14) ist; e.) der außerhalb des zeiten Absperrkörpers (11) liegende äußere Druckraum (20a) steht über eine enge Drossel (21) ständig mit der Dampfzuleitung (2) in Verbindung und ist über mindestens ein Entlastungsventil (22,23) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar; f.) der innerhalb des zweiten Absperrkörpers liegende innere Druckraum (20b) steht über eine enge Drossel (24) ständig mit dem im Schließinne belasteten Druckraum (17) in Verbindung und ist über den Ringraum (12) zwischen den beiden Absperrkörpern (8,11) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar.
2.) Absperr- und Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspindel (9) für den ersten Absperrkörper (8) und der Ringkolben (14) mit dem daran angesetzten Absperrkörper (11) voneinander getrennt gesondert am Gehäuse (1) 6e£ührt sind.
3.) Absperr- und Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dalS an den außerhalb des zweiten absperrkörpers (11) liegenden äußeren Druckraum (20a) und an den innerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden inneren Druckraum (20b) jeweils mehrere Entlastungsventile (21,22; 26) angeschlossen sind.