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Periodisch arbeitendes und von dem zu. regelnden Druckmedium unmittelbar
gesteuertes Sicherheitsventil Für die Sicherung von Leitungen oder Behältern sind
Sicherheitsventile in Gebrauch, welchebeieinembestimmtenDrucksichselbsttätig öffnen
und beim Fallen des Druckes wieder schiießen. Urn der bei dieser Arbeits-,veise
eintre.te den großen Werkstoffbeann spruchung zu begegnen, sind Einrichtungen bel<anntge,#vo,rden,
welche die Sicherheitsventile periodisch be- und entlasten, so daß also die sog.
schleichenden Ventilschlußstellungen vermieden wer-den. Aber auch diese Einrichtungen
haben den Nachteil, daß die Genauigkeit zu wünschen übrigläßt und bei schwergehenden
Ventilen eine Unsicherheit in der Betriebsweise eintritt. Es wird. deshalb vorgeschlagen"das
Sicherheitsventil mit einem Regler, welcher genügende Verstellkräfte aufbringt,
derart zu verbinden, daß normalerweise das Sicherheitsventil vom Regler gesteuert
wird und erst beim Versagen des Reglers das
Sich-,-rheitsventil
nur fürdie gewöhnlich kurze Störungszeit selbsttätig arbeitet. Zu diesem Zweck wird
an dem vorn Regler angetriebenen Stellzylinder ein Gegengewicht vorgesehen, welches
das ungehinderte und vom Regler unabhängig,- Arbeiten Jes eigentlichen Sicherheitsv.--ntils
dadurch ermöglicht, daß das mit dem Stellzylinder verbundene Hebelgestänge in eine
Lage gebracht wird, in welcher der Gewichtshebel des Sicherheitsventils frei arbeiten
kann. Die periodische Be- bzw. Entlastung des Sicherheitsventils wird beim Antrieb
durch den Regler mit einem Hemmwerk in Verbindung mit einer Sperre erreicht.
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In der Zeichnung ist mit i ein Sicherheitsventil bekannter Konstruktion
bezeichnet, ,dessen Spindel -t durch das Gewicht 2 über den Hebel 3 belastet
ist. Bei einem bestimmten Druck in der Leitung 5 öffnet sich das Ventil in
bekannter Weise selbsttätig und läßt durch die Leitung 6 den Druck abströmen,
bis der normale Zustand wieder erreicht ist. Um nun das Sicherheitsv-entil auch
durch einen Regler steuern zu können, ist die Ventilspindel 4 durch das Gelenk
7 mit dem Hebel 8 verbunden, der sich mit seinem einen Ende auf die
Fläche 9
stützt, während das andere Ende mit der Pleuelstange io in dem Punkt
27",-el,-,nlkig verbunden ist. Die Pleuelstange io steht unter dem Einfluß des schweren
Gewichtes 26 und wird durch den hydraulisch beaufschlagten Stellzylinder
i i angetrieben, welcher durch die Leitungen 12 und 13 an das Regelventil 14 angeschlossen
ist. Dem Regelventil 14 wird durch die Ölpumpe- 15 Drucköl zugeführt. Das
Regelventil i-1 wird beeinflußt durch die Membran 16, die einerseits von der Feder
17 und andererseits durch die ItnPulsItitung 42 von dem Druck in der Leitung
5 beherrscht wird.
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Da die Steuerempfindlichkeit des Reglers weit größer ist als die des
Sicherheitsventils i und demgemäß auch der Regler schneller auf Druckänderungen
anspricht, wird im normalen Betrieb die Steuerung der Ventilspindel 4 von dem Regler
allein übernommen. Ist 1--"-ispi-elsweise die Gegenspannung der Feder 17 auf 4 atü
eingestellt, so wird bei einem Druck von etwa 4,1 atü in der Leitung 5 die
Membran 16 heruntergedrückt, wodurch der Steuerkolben 25 im Rcgelventil 14
der 1,eitung 12 öldruckzuführt, was ein Ansteigen der Pleuelstange io zur Folge
hat. Hierdurch wird Über Hebel 8,
Gelenk 7 und Stützpunkt
9 mittels der Spindel 4 das Ventil i geöffnet, wodurch der Druck in der Leitung
5 sinkt. In der normalen Arbeitsweise als Überdruckregler würde nun der Regler
sofort wieder das Ventil i etwas schließen, d. h. es würde eine bestimmte
Regelst,ellung der Ventilspindel 4 eintreten.
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Eine solche Regelarbeit soll jedoch in vorliegendem Fall vermieden
werden, damitebeil die schleichenden Ventilschlußstellungen nicht eintreten können.
Der Regler soll vielmehr das Ventil i möglichst weit öffnen und erst bei einem gewissen
Druckunterschied wieder schließen. Diese Arbeitsweist verlangt besondere -Maßnahmen,
die beispielsweise durch Dämpfen der Impulsleitung 42 mittels eines Hahnes
28 verwirklicht werden können. Durch das Dämpfen der Impulsleitung 42 wird
die Membran 16 Abwärts- oder Auf-,värtsbewegungen nur langsam bewirken können, so
daß die-Pleuelstange io die. Endstellungen im Zylinder i i eher erreicht, als,der
Druck über der Membran 16 sich ausgeglichen hat. Man kann durch richtiges Drosseln
der Hähne 24 und 28
eine I>elieb#ige Zeit zwischen der Bewegung der Mernbran
16 und der Bewegung der Pleuelstange io rinstellen. Ferner ist es möglich,
die Überdeckungen dcs Steuerkolbens 25 gegenüb-er den Regelschlitzen für
die Leitungen 24 so groß zu wählen, daß die Umschaltung des Zylinders ii erst nach
einer gewissen Bewegung der Membran 16 bzw. des Steuerkolbens 2-5 eintritt.
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Den beschriebenen verzögerten Rügelvorgang kann man noch genauer durch
eine veränderliche Druckbelastung herbeiführen, wozu u. a. ein Pendelgewicht 21
dienen mag. Es ist bereits bekanntgeworden, das Sicherheitsventil i durch ein festes
Gewicht 2 und ein veränderliches Gewicht zu belasten. Für den hier in Frage kümmenden
Regelvorgang muß diese veränderliche Belastung an den Steuerorganen des Reglers
selbst angreifen. Hierfür ist ein Hel->el 18 vorgesehen"der ein Segment 2o
um den Punkt ig verdreht, sobald die Meinbran 16 und die mit ihr verbundene Druckstange
eine Bewegung nach oben oder unten macht. Das Segment 2o ist mit den Anschlägen
22 und 23 versehen. In bestimmten Stellungen stoßen diese Anschläge an das
Gewicht 21, wodurch dieses um den Punkt ig zu dem einen oder anderen Anschlag
wandert. Hierdurch tritt eine veränderliche Belastung der \,lernbran 16 ein, die
so gewählt werden kann, daß etwa das Öffnen des Sicherheitsventils i bei .einem
Druck von 4,1 atü und das Schließen bei einem Druck von 3,9 atü erfolgt.
Zwischen diesen Druckwerten findet dabei keine Regelung statt. Durch die Verwendung
eines hydraulischen Servomotors ii wird an und für sich schon das Öffnen und Schließen
des Ventils nicht stoßartig, sondern allmählich erfolgen, so daß keine sprungartigeri
Änderungen in der Leitung 5 entstehen. Man hat es außerdem in der Hand, durch
Drosseln der Hähne 24 und Wahl des Hebels 8 die Schließ-und Öffnungszeit
in weiten Grenzen zu verändern.
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Bei einem Versagen des Reglers, etwa durch
Ausbleiben
des Stromes für den Antrieb der Ölpumpe 15, wird die Pleuelstange i o von
dem Gewicht:26 nach unten gezogen bis zu einem Punkt'derunterhalb-dergeschlossenenStellung
der VentilsPindeJ 4 liegt. Wenn nunmehr das Sicherheitsventil i beim Ansteigen des
Druckes in der Leitung 5 sich öffnen will, so ist dieses ohne weiteres möglich,
da sich der Hebel 8 um den Punkt 27 leicht verstellen läßt und dadurch
eine ungehemmte-Arbeitsw.-ise des Sicherheitsventils ermöglicht. Will man die Zugkraft
des Gewichts:26 unterstützen und die Verstellgeschwindigkeit der Pleuelstange io
beschleunigen, so kann ein Umgangsventil:29 benutzt werden, welches im normalen
Betrieb, d. h. also wenn Öldruch: vorhanden ist, die beiden Leitungen 12
und. 13 trennt und beim Nachlassen des öldrucks verbindet. Hierdurch kann das Gewicht
26 das im Zylinder i i befindliche 01 schnell verdrängen.
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Die Anordnung des Hebels 8 hat auch noch einen wichtigen Vorteil
zur Sicherung des Betriebes. Es könnte vorkommen, daß die Ventilspindel 4 sich im
Laufe der Zeit festsetzt, so daß,das Gewicht 2 die Spindel 4 nicht mehr in die Schlußstellung
zu ziehen in der Lage ist. In diesem Fall würde beim Heruntergehen der Pleuelstange"
io der 'Hebel 8 sich um die Gelenkverbindung 7 drehen und durch ,diese
Drehung ein Alarinkontakt 3o ausgelöst werden können.
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Eine besonders brauchbare Einrichtung für die periodische Arbeitsweise
ist in der Abb.:2 dargestellt. Die Wirkungsweise ist folgen-de: Wenn der Druck vor
dem Sicherheitsventil i (Abb. i) auf einen einstellbaren kritischen Wert von beispielsweise
4,1 atü gestiegen ist, wird durch die Membran 16, wie beschrieben, das Sicherheitsventil
i geöffnet. Gleichzeitig erhält der kleine Hilf szylinder 31 (Abb. 2) einen Öldruckimp.uls,
wodurch die Kolbenstange 32, schnell nach oben in -die gezeichnet-Stellung
gedrückt wird. Bei der Aufwärtsbewegung wird durch den federnden Wulst
33
der Hebel 34 in die Sperre des Hebels 35 eingerastet und dadurch
der Steuerkolben 25 in der Öffnungsstellung festgehalten. Mit der Aufwärtsbe,wegung
Jer Kolbenstange 32 ist auch die starke Feder 36 gespannt, welche
einen kräftigen Zug auf den Hebel 37 ausübt und damit die Sperrklinke
38 und das Hemmwerk 39 in Drehung versetzt. Infolgedessen kann der
Hebel 37, an welchem die Sperrklinke 38 befestigt ist, nur langsam
die Aufwärtsbewegun,g mitmachen. Nach einer durch das Pendel 40 einstellbaren Zeit,
die man nach den Druckverhältnissen des zu sichernden Behälters wählt, -drückt die
am Hebel 37 befestigte Nase 41 gegen den Hebel 3 5 und gibt damit
den Sperrhebel 34 frei, Inzwischen ist der Druck in der Leitung 5 gefallen,
wodurch der Steuerkolben 25 eine Aufwärtsbewegung macht und ein Schließen
des Sicherheitsventils veranlaßt. Hierdurch wird auch der Zylinder 31 so gesteuert,
daß -die Kolbenstange 32 eine Bewegung nach unten macht und die Feder
36
entspannt. Infolgedessen macht auch der Hebel 37 eine Bewegung nach
unten, und die Nase 41 wandert wieder von der Sperre des Hebels
35
fort, wodurch ein neues Einrasten des Hebels 34 nach erfolgtem Druckanstieg
möglich ist.