DE3328857A1

DE3328857A1 - Gesteuertes sicherheitsventil

Info

Publication number: DE3328857A1
Application number: DE19833328857
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: GEMIGNANI ANDRE; Gemignani Andre Martigues Bouches Du Rhone
Current assignee: D Exploitation De Brevets Pour L Industrie Ste
Priority date: 1982-08-17
Filing date: 1983-08-10
Publication date: 1984-02-23
Also published as: IN159596B; ES8500413A1; CA1211678A; FR2532033A1; GB2125581A; ES524974A0; IT1169128B; FR2532033B1; DE3328857C2; IT8322395A1; MX156819A; US4522369A; GB8320282D0; GB2125581B; BR8304409A; JPS5950279A; BE897518A; IT8322395A0; ZA835882B

Description

GEMIGNANI Andre
Avenue Allende
MARTIGUES
Bouches-du-Rhßne
Frankreich

Gesteuertes Sicherheitsventil

Die Erfindung betrifft ein gesteuertes Sicherheitsventil. Es ist unerläßlich, an Apparaten, Geräten, Kreisen und dergleichen, die ein unter Druck stehendes Medium beinhalten, wie es beispielsweise bei Heiz- und Dampfkesseln der Fall ist, ein Sicherheitsventil vorzusehen, das den zu schützenden Hohlraum in leitende Verbindung mit der Atmosphäre setzen kann, wenn der Mediumdruck einen vorbestimmten Maximalwert erreicht, um im Inneren des Hohlraumes einen schädlichen und gefährlichen Überdruck zu vermeiden.

Die in guten Installationsanlagen eingesetzten Sicherheitsventile sind im allgemeinen, wenn sie wirklich zuverlässig sein sollen, gesteuerte Sicherheitsventile, wobei die Steuerung ausgehend vom im zu schützenden Hohlraum befindliehen Medium erfolgt.

Die Figuren 1 und 2 der beigefügten schematischen Zeichnung zeigen eine übliche Installation, wobei Figur 1 schematisch die Gesamtheit der Installation und Figur 2 spezieller das eigentliche Sicherheitsventil im Längsschnitt zeigt. Der zu schützende Hohlraum 2 ist dabei mit einem Sicherheitsventil 3 ausgerüstet, das seinerseits durch eine Steuereinrichtung 4 betätigt wird, die ihrerseits von dem unter Druck stehenden, im Hohlraum befindlichen Medium gespeist wird.

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Das Ventil 3 beinhaltet ein Gehäuse 5, das auf den Hohlraum 2 aufgefl anseht ist und hat einen Durchlaß 6, dessen oberes Ende einen Sitz 7 für ein Schließstück 8 bildet. Das Gehäuse 5 ist ferner mit einer öffnung 9 versehen, die es erlaubt, das Innere des Hohlraumes in der Offenstellung des Schließstückes 8 mit der Atmosphäre in leitende Verbindung zu setzen.

Das Sch ließstück 8 ist am Ende einer Kolbenstange 10 angeordnet, die gleitend in einer Bohrung des Gehäuses geführt ist und an derem anderen Ende ein Steuerkolben 12 befestigt ist, der in einem Zylinder 13 angeordnet ist, der von der Steuereinrichtung 4 mit Medium gespeist wird.

Diese vorbekannte Lösung hat zahlreiche Nachteile. So ist insbesondere das Ventil in seiner Herstellung komplex und teuer im Hinblick auf das durch Kolben, und Kolbenstange dargestellte Hubwerk. -Erforder 1ich sind thermische Begrenzungen und es sind Dichtungen vorhanden, die im Hinblick auf die von ihnen ausgehende Reibung einen Widerstand für die Bewegung des Schließstückes darstellen, wobei diese Dichtungen unter Druck stehen, wenn das Ventil sich in seiner normalen Funktionsstellung, nämlich in seiner Schließstellung, befindet. Die Komplexität der Herstellung wird noch dadurch vergrößert, daß das Erfordernis besteht, die Verbindung zur Atmosphäre unterhalb des Kolbens 12 zu bewerkstelligen. Das Vorhandensein dieses Kolbens erfordert den Aufbau eines raümaufwendigen Kopfstückes für das Ventil.

Es existieren ferner gesteuerte Ventile mit innen liegendem Kolben, die, wenn sie auch etwas kompakter als die vorstehend beschriebenen Ventile mit außen I legendem KoIben sind, im Grund genommen die gleichen Nachteile haben und die darüberhinaus nicht bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können.

GEMIGNANI Andre

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem Sicherheitsventil der gattungsgemäßen Art darin, daß das Tragstück des Schließstückes eine bewegliche Wand der Steuerkammer bildet und der dichten Befestigung eines metallischen Balges dient, dessen anderes Ende dicht am Gehäuse des Ventiles befestigt ist, wobei Mittel für die axiale Führung des Tragstückes des Schließstückes vorgesehen sind.

Das Tragstück für das Schließstück des Ventiles ist somit einfach bezüglich des Gehäuses des Ventiles geführt, ohne daß damit eine Abdichtung erreicht wäre, welch letztere Funktion von dem Balg erfüllt wird, und zwar sowohl bezüglich des Mediums, das sich in der Steuerkammer befindet, wie auch bezüglich des Mediums, das bei der öffnung des Schließstückes aus dem Hohlraum entweicht.

Unter normalen Bedingungen ist die Kraft, die in der Steuerkammer und im Inneren des Balges auf dem Tragstück für das Schließstück herrscht, größer als die von dem im zu schlitzenden Hohlraum befindlichen Medium auf das Schließstück ausgeübte Kraft. Letzteres befindet sich somit auf seinen Sitz gedrückt und gewährleistet die Schließung des Hohlraumes. Wenn der Druck im Inneren des Hohlraumes einen bestimmten vorgegebenen Wert überschreitet, speist die Steuervorrichtung die Steuerkammer nicht mehr mit unter Druck stehendem Medium und ruft deren Verbindung zur Atmosphäre hervor. Die auf das Schließstück von dem Mediumdruck im Hohlraum ausgeübte Kraft bewirkt damit die Verlagerung des Tragstückes des Schließstückes im Sinne seiner Öffnung, was durch die Zusammendrückung des Balges ermöglicht wird.

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Die Vorteile dieser Ausgestaltung bestehen darin, daß die Vorrichtung infolge des Fehlens des üblichen Kolbenaggregates sehr kompakt ist,

Reibkräfte ausübende Dichtungen fehlen, so daß eine sehr große Ansprechsensibilität gegeben ist und das Ventil insbesondere durch dieses Fehlen einer in der Schließstellung unter Druck stehenden Dichtung die Zuverlässigkeit des Ventils außerordentlich erhöht, die üblichen erforderlichen thermischen Begrenzungen fehlen, wobei die einzige Arbeitsgrenze bezüglich der Temperatur im Grunde genommen nur aus dem Balgmaterial resultiert und sich hier Arbeitstemperaturen von über 600° C ohne weiteres ermöglichen lassen, und daß ein standardisiertes, handelsübliches Ventilgehäuse verwendet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung eines derartigen Ventiles weist, das das Schließstück tragende Tragstück zwei aufeinanderfolgende Abschnitte unterschiedlichen Querschnittes auf, nämlich einen Abschnitt großen Querschnittes, der das Schließstück trägt, und einen Abschnitt kleineren Querschnittes, dessen Ende eine Wand der Steuerkammer bildet, wobei das Gehäuse seinerseits einen Abschnitt aufweist, in dem eine Bohrung an dem Querschnitt entsprechend demjenigen des Abschnittes großen Querschnittes des Tragstückes vorgesehen ist in den auf der Seite der Steuerkammer ein ringförmiger Abschnitt vorsteht, der konzentrisch zur Bohrungswandung angeordnet ist, die Steuerkammer begrenzt und eine Führung für den Abschnitt kleineren Querschnittes des Tragstückes bildet, wobei der Balg in der Übergangszone zwischen den beiden Abschnitten des Tragstückes befestigt ist und in dem Ringraum liegt, der zwischen der

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Bohrungswandung und dem dort hinein vorstehenden rohrförmigen Abschnitt gebildet ist und wobei ferner kolbenringartige Führungssegmente zwischen dem Tragstück des Schließstückes und dem Gehäuse vorgesehen sind.

Aufgrund dieser Ausgestaltung befindet sich der Balg nicht im Medienstrom, da er im Inneren des genannten Ringraumes und insbesondere im Inneren der Gehäusebohrung liegt, die den Abschnitt mit dem größeren Querschnitt des Tragstückes führt. Der Balg unterliegt somit keinen Wärmestößen, nur geringen mechanischen Stößen, und kann demzufolge bei sehr harten Arbeitsbedingungen sowohl bezüglich der Temperatur wie bezüglich des Druckes sicher funktionieren.

Es ist hervorzuheben, daß das Vorhandensein der Führungs-Segmente lediglich die Führung des Tragstückes des Schließstückes im Gehäuse begünstigt, jedoch keinerlei Dichtungswirkung hat, so daß die Funktion des Ventiles selbst dann noch zufriedenstellend ist, wenn diese Führungssegmepte einmal zerstört sein sollten.Es ist ferner hervorzuheben, daß eine eventuelle Zerstörung des Balges zur öffnung des Ventiles führt, also nicht etwa schädliche Ergebnisse bezüglich der angestrebten Sicherheitsfunktion hat.

Ein Ausführungsbeispiel eines Sicfierheitsventiles gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die Figuren 3 und 4 der Zeichnung zeigen ein derartiges Sicherheitsventil im Schnitt, einmal in der Schließstellung und einmal in der Offenstellung.

GEMIGNANI Andre - ·

Das Ventil weist in der üblichen Weise ein Gehäuse 22 auf, das auf dem zu schützenden Hohlraum (nicht dargestellt) befestigt ist. In dem Gehäuse 22 ist ein Durchlaß 23 für das im Hohlraum enthaltene Medium vorgesehen, dessen oberes Ende einen Sitz 24 für ein Schließstück 25 des Ventils beinhaltet. Die öffnung des Schließstückes 25 erlaubt die leitende Verbindung des Durchlasses 23 mit einem Durchlaß 26 zur Atmosphäre.

Das Schließstück 25 wird von einem Tragstück 27 getragen, das einen Abschnitt 28 großen Querschnittes aufweist, der durch einen Abschnitt 29 kleineren Querschnittes verlängert ist, wobei der Abschnitt 28 großen Querschnittes auf der Seite des Sitzes 24 für das Schließstück 25 liegt. Das Gehäuse weist seinerseits einen Abschnitt 30 auf, in dem sich eine Bohrung befindet, die im Querschnitt demjenigen des Abschnitt 28 großen Querschnittes des Tragstückes 27 entspricht, wobei in das Innere dieses Abschnittes ein rohrförmiges Teil 32 vorsteht, das konzentrisch im Inneren der genannten Bohrung

20' liegt. Dieses rohrförmige Teil 32 dient der Führung des Abschnittes 29 kleineren Querschnittes des Tragstückes 27 und begrenzt gleichzeitig eine Steuerkammer 33, in die einerseits ein Anschlußstück 34 mündet, an das eine zu einer Steuereinrichtung führende Leitung anzuschließen ist, sowie andererseits eine Ausblasöffnung 35. Es sind ferner kolbenringartige Führungssegmente 36, 37 zwischen den Abschnitten 28 und 29 des Tragstückes 27 und den angrenzenden Wandungen des Gehäuses, in denen sie gleiten, vorgesehen.

Zumindest das Führungssegment 37 ist mit Graphit versehen, um die Gefahr des Festfressens zu vermeiden, die recht groß sein kann, wenn das Ventil dazu benutzt wird, im Notfall eine Flüssigkeit abzulassen.

Ein metallischer Balg 38 ist in dem Ringraum angeordnet, der einerseits von der Bohrung im Abschnitt 30 des Gehäuses zur Führung des größeren Abschnittes 28 und dem ringförmigen Teil 32 zur Führung des Abschnittes 29 gebildet ist. Dieser Balg 38 ist mit seinem einen Ende in der Übergangszone zwischen den Abschnitten 28 und 29 des Tragstückes 27 dicht befestigt und mit seinem anderen Ende im Grund des genannten Ringraumes ebenfalls dicht befestigt. Eine Feder 39 begünstigt das Halten des Schließstückes 25 in der Schließstellung desVentiles bei geringen Steuerdrücken und ermöglicht eine Erhöhung des Steuerdruckes bevor dieser im.Sinne der Schließung des SchließstUckes wirkt.

Bei normalen Betriebsbedingungen ist die Kraft infolge des Mediumdruckes in Inneren der Steuerkammer 33 und des Balges 38 größer als die Gegenkraft, die aus dem Druck resultiert, den das in dem Hohlraum befindliche Medium auf das Schließstück 25 ausübt, so daß letzteres auf seinen Sitz 24 gedrückt ist.

Wenn der Druck im zu schützenden Hohlraum einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Kammer 33 über die Ausblasöffnung 35 in Verbindung mit der Atmosphäre gesetzt, so daß der auf das Schiießstück 25 ausgeübte Druck des Mediums im zu schützenden Hohlraum die öffnung des Schließstückes unter Zusammendrückung des Balges 38 bewirkt.

Claims

:, ₌ ^: .. \,^; .. °. Patentanwalt

GEMIGNANI Andre Dr. Loesenbeck (1980)

Avenue Aiiende DipWng. Stracke

Dipi.-lng. Loesenbeck

Jöllenbecker Str. 164,4800 Bietefeld t

-du-Rhdne
Frankreich

Patentansprüche

Gesteuertes Sicherheitsventil, mit einem Schließstück, das zum Verschließen des zu schützenden Hohlraumes auf einen Sitz aufgedrückt ist, wobei das Schließstück von einem Tragstück getragen ist, das ausgehend von einer Steuerkammer betätigbar ist, die ausgehend von einer Steuereinrichtung mit einem Druckmedium gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragstück (27) eine bewegliche Wand der Staierkammer (33) bildet und der dichten Befestigung eines metallischen Balges (38) dient, dessen anderes Ende dicht am Gehäuse (30, 32) des Ventiles befestigt ist, wobei Mittel zur axialen Führung des Tragstückes (27) vorgesehen sind.

Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragstück (27) des Schließstückes (25) zwei aufeinanderfolgende Abschnitte unterschiedlichen Querschnittes aufweist, und zwar einen Abschnitt (28) großen Querschnittes, der das Schließstück (25) trägt, sowie einen Abschnitt kleineren Querschnittes (29) dessen Ende die bewegliche Wand der Steuerkammer (33) bildet, wobei das Gehäuse des Ventiles seinerseits einen Abschnitt (30) aufweist, in dem eine Bohrung mit einem Querschnitt entsprechend dem Abschnitt (28) des größeren Querschnittes des Tragstückes (27) vorgesehen ist, wobei in das Innere der Bohrung von der Seite der Steuerkammer (33) her ein

GEMIGNANI, Andre

rohrförmiges Teil (32) vorsteht, das konzentrisch zur Wandung der Bohrung im Abschnitt (30) angeordnet ist, die Steuerkammer (33) begrenzt und eine Führung für den Abschnitt (29) kleineren Querschnittes des Tragstückes (27) bildet, und wobei ferner der Balg (38) in der Übergangszone zwischen den beiden Abschnitten (28 und 29) des Tragstückes (27) befestigt ist und im übrigen in dem Ringraum liegt, der von der Innenwand der Bohrung im Abschnitt (30) und von dem rohrförmigen Teil (32), das dort hinein vorspringt, gebildet ist, und ferner Führungssegmente (36, 37) zwischen dem Tragstück (27) und dem Gehäuse (30, 32) vorgesehen sind.