DE8031707U1

DE8031707U1 - Absperr- und regelventil

Info

Publication number: DE8031707U1
Application number: DE19808031707U
Authority: DE
Original assignee: Ch Zikesch 4230 Wesel De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch 4230 Wesel De GmbH
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1981-05-14

Description

Patentanwalt Dipl.-lng. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 'S* (0234) 43 1395

Telegramm Bepatent Bodium

Z 2 - 38 Beh/Schn

Anmelder: Firma CH. Zikesch GmbH
Andreas-Vealiusstr. 1

423o Wesel 1

Absperr- und Regelventil

Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Regelventil gemäß dem Gattungsbegriff des Schutzanspruches 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 v/erden kann.

Sind im Leitungssystem eines Dampfkraftwerkes hinter einem solchen Absperr- und Regelventil Reparaturarbeiten vorzunehmen, so reicht nach den einschlägigen Sicherheitsvorschriften- eine Absperrung durch ein solches Absperr- und Regelventil allein nicht aus. Die Sicherheitsvorschriften verlangen nämlich einen zwischen zwei Absperrungen liegenden druckentlasteten Raum, damit auch bei Undichtigkeiten an einer der Absperrungen mit Sicher-

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Telegramm Bepatent Sodium

heit kein Dampf in das nachgeschaltete Leitungssystem gelangen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Absperr- und Regelventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß es als Sicherheitsabsperrung vor zu reparierenden Stellen des Leitungssystems geeignet ist. Dabei soll den einschlägigen Sicherheitsvorschriften Rechnung getragen werden und darüber hinaus eine weitestgehende Sicherheit gegen Fehlbetätigungen gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Absperr- und Regelventil gemäß dem Gattungsbegriff des Schutzanspruches 1 die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 aufgeführten Maßnahmen vor.

Das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung trägt einerseits den oben erwähnten Sicherheitsvorschriften Rechnung, indem es zwischen beiden Absperrungen einen druckentlasteten Raum, nämlich den mit der Atmosphäre verbindbaren Druckraum innerhalb des zweiten Absperrkörpers und den damit verbundenen Ringraum zwischen beiden Absperrkörpern vorsieht. Gemäß dem Schutzanspruch .2 ist in besonders vorteilhafter Weise die eigenmediumgesteuerte Betätigungseinrichtung des zweiten Absperrkörpers so ausgebildet, daß dieser Absperrkörper nur in die Öffnungsstellung verbracht

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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 Ringkolbens ein Gleichgewicht der Druckkräfte aufbauen, so daß der zweite Absperrkörper von der Feder in die Öffnungsstellung 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 Schutzanspruch 2 aufgeführten Maßnahmen sind nach dem Stande der Technik bekannt. So ist es aus der DE-AS 12 63 bekannt, den Betätigungskolben des Absperr- und Regelventiles eines Absperr- und Regelventiles für eine Gasturbinenanlage im Schließsinne durch einen ständig mit Druckmittel beaufschlagten Druckrsum und im Öffnungssinne durch einen Druckraum zu belasten, er mit dem im Schließsinne belasteten Druckraum über eine Drossel in Verbindung steht und über ein Entlastungsventil mit der Atmosphäre verbindbar ist.

Aus der US-PS 28 29 67o ist es an einem Ventil für eine Zement-

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pumpe bekannt, den Betätigungskolben für einen Absperrkörper im Öffnungsinne durch eine Feder zu belasten.

Aus der DE-OS 22 2o 589 ist es 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. Schließlich ist aus der DE-AS 22 18 653 ein eigenmediumgesteuertes Absperrventil bekannt, dessen Absperrkörper von einem Kolben betätigt wird, der im Schließsinne durch eine Feder belastet ist und sowohl im Öffnungssinne als auch im Schließsinne über gleichgroße Flächen durch das abzusperrende 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 über ein Entlastungsventil entlastbar ist.

Die oben dargelegten Vorteile des Gegenstandes des Schutzanspruches 2 ergeben sich im wesentlichen aus einer neuartigen funktioneilen Verschmelzung von im Prinzip bekannten konstruktiven Merkmalen.

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Die Öffnung 4 des Gehäuses 1 ist mittels eines kegelförmigen Absperrkörpers 8 verschließbar, der mittels einer axial im Ge-

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Um zu verhindern, daß sich die beiden Absperrkörper beim Verschieben gegeneinander festklemmen oder festfressen und auf diese Weise zugleich funktionsfähig werden, sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen.

Die Merkmale des Anspruches 3 schaffen eine mehrfach redundante Sicherheit gegen Fehlbetätigungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung im Längsschnitt dar- j§

gestellt ist. |

In der Zeichnung ist das Ventilgehäuse in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Seitlich an das Ventilgeh äuse angeschlossen ist eine Dampfzufuhrleitung 2, in deren Eintrittsbereich in das Gehäuse 1 ein Schutzfilter 3 angeordnet ist, durch welchen etwaige Verunreinigungen 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 schließt sich ein tricnterförmiger Dampfauslaß 6 an, in welchen ein Schalldämfper 7 angeordnet ist.

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Telegramm Bepatent Sodium

häuse angeordneten Spindel 9 gegen den ringförmigen Schließsitz aripreßbar ist. Je nach Hublage vermag der kegelförmige Absperrkörper 8 den Dampfdurchtritt durch die Öffnung 4 auch zu steuern oder zu regeln. Zum zuletzt genannten Zweck ist die Spindel 9 mit einem entsprechend angetriebenen Regelantrieb 1o versehen.

Um die Spindel 9 und deren oberen Abschnitt des Absperrkörpers herum ist ein zweiter ringförmiger Absperrkörper 11 angeordnet, derart, daß zwischen dem ersten 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 Ringkolbens 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 Ringflächen 19a und 19b unterteilt. Die äußere Ringfläche 19a ist außerhalb des; zweiten Absperrkörpers 11 angeordnet, während die inneren Ringfläche 19b innerhalb des zweiten Absperrkörpers 11

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rolegromm Bcpatenl Bsdium

angeordnet ist. Die Summe der Ringflächen 19a und J 9b entspricht der nach oben weisenden Ringfläche 16. Der unterhalb der äußeren Ringfläche 19a außerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 liegende Druckraum 2oa steht über eine enge Drossel 21 mit der Dampfzufuhrleitung 2 in Verbindung. Außerdem sind an den äußeren Druckraum 19a zwei zur Atmosphäre führende Entlastungsventile und 23 angeschlossen. Der unterhalb der inneren Ringfläche 19b innerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 liegende innere Druckraum 2ob steht über eine enge Drossel 24 im Ringkolben 14 mit dem Druckraum 17 in Verbindung. Außerdem ist der innere Druckraum 2.ob über den Ringraum 12 und eine Entlüftungsleitung 25 an mindestens ein Entlastungsventil 26 angeschlossen. Anstelle des einen Entlastungsventiles 26 können gegebenenfalls auch mehrere solche Entlastungsventxle an den inneren Druckraum 2ob angeschlossen sein.

In der Bereitschaftsstellung sind die Entlastungsventile 22, 23, nand 26 geschlossen, so daß sich in den Druckräumen 17, 2oa und 2ob ein Druck aufbaut, der dem Druck in der Dampfzufuhrleitung 2 entspricht. Die hierdurch auf die Ringfläche einerseits und die Ringflächen 19a und 19b andererseits ausgeübten Druckkräfte kompensieren einander, so daß der Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten zweiten Absperrkörper 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 ge-

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Telegramm Bepatent

— 8 —

wünschte Regelstellung eingestellt werden.

Zum Schließen des Ventiles wird zunächst der erste Absperrkörper 8 in die Schließstellung verbracht. Dann werden die Entlastungsventile 22 und 23 geöffnet, so daß der äußere Druckraum 2oa entlastet wird und die nunmehr überwiegenden, auf die Ringflfäche 16 einwirkenden Druckkräfte den Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten Absperrkörper 11 unter Kompression der Feder 15 in die Schließstellung herabdrücken. Gegebenenfalls kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden. Das heißt, es können zunächst die "Entlastungsventile 22 und 23 geöffnet werden, um den äußeren Abperrkörper im Schnellschluß in die Schließstellung zu verbringen, und dann der erste Absper;--körper 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 geöffnet, so daß auch der innere Druckraum 2ob druckentlastet ist. Hierdurch wird einerseits der Durchtritt von Dampf durch das Absperrventil mit absoluter Sicherheit vermieden. Solange das Entlastungsventil 26 geöf fne· ist, kann der zweite Absperrkörper 11 nicht in die Offenstellung verfahren werden, selbst dann nicht, wenn versehentlich die Entlastungsventile 22 und 23 geschlossen werden.

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Telegramm ßepatent Bochum

Zum öffnen des Ventiles werden alle Entlastungsventile 22, 23 und 26 geschlossen, so daß sich über die Drosseln 21 und 24 in den Druckräumen 2oa und 2ob wieder der volle Dampfdruck aufbauen kann. Erst dann kann die Feder 15 den Ringkolben 14 mit (jem 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 indem als Dichtungselemente geteilte Kolbenringe "verwendet werden, deren Spalte zugleich als Drosselstellen dienen.

Der erste Absperrkörper 8 einerseits und der zweite Absperrkörper 11 mit daran angesetztem Ringkolben 14 andererseits sind in voneinander getrennten Führungen 27 und 28 geführt, so daß sie sich nicht gegeneinander verklemmen können, oder aneinander festfressen können.

- Ansprüche -

Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfäih TOi)226

- 1o -

463Ü Bocnum T * °g- (0234) 43 1395

Telegramm Bepatent Bochum

Bezugszeichenliste

1	Gehäuse
2	Darapfzufuhrleitung
3	Schutzfilter
4	Öffnung
5	Schließsitz
6	Dampfauslaß
7	Schalldämpfer
8	Absperrkörper
9	Spindel
1o =	Regelantrieb
11 =	Absperrkörper
12 -	Ringraum
13 =	Schließsitz
14 =	Ringkolben
15 =	Feder
1(> =	Ringfläche
17 =	Druckraum
18 =	Leitung
19a =	äußere Ringfläche
19b =	innere Ringfläche
2oa =	äußerer Druckraum
2ob =	innerer Druckraum

21 =	Drossel
22 =	Entlastungsventil
23	Entlastungsventil
24 =	Drossel
25 =	Entlüftungsleitung
26 =	Entlastungsventil
27 =	Führung
28 =	Führung

Claims

Patentanwalt Dipl.-lng, A, Behrendt Postfach' tOÖ2"26 '' 4630'Bochum Γ' 'g· (0234) 43 13 95 Telegramm Bepalanl Bochum Schutzansprüche

1. Absperr- und Regelventil, insbesondere für Dampfkraftanlagen, in dessen Gehäuse ein erster, mittels einer Betätigungsspindel axial gegen einen ringförmigen Schließsitz anpreßbare Absperr- und Regelkörper angeordnet ist, welcher von einem zweiten, ringförmig ausgebildeten und mittels einer gesonderten Betätigungseinrichtung im Schnellschluß betätigbaren Absperrkörper umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Absperr- und Regelkörper ( 8 ) mit zugehörigem Sitz ( 5 ) und dem zweiten Absperrkörper ( 11 ) mit zugehörigem Sitz ( 13 ) ein Ringraum ( 12 ) vorhanden ist, welcher über ein Entlastungsventil ( 26 ) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar ist.

2. Absperr- und Regelventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgend aufgeführten Merkmale:

a.) die Betätigungsvorrichtung des zweiten Absperr-

körpers ( 11 ) weist einen unmittelbar an diesen angesetzten, im Gehäuse ( 1 } verschiebbaren und im Öffnungssinne durch eine

j Feder ( 15 ) belasteten Ringkolben ( 14 ) auf, dessen Durchmesser

größer als der Durchmesser des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) ist;

b.) der Ringkolben ( 14 ) ist über eine Ringfläche ( 16 )

itentanwalt Dipl.-lng. A. Behrendt Postfach 100 226 ' *463Ö* Bochum l" ¹W (0234) 43 13 95

Telegrar/im Bepotent Bodium

im Schließsinne ständig durch einen in einem mit der Dampfzufuhrleitung ( 2 ) in Verbindung stehenden Druckraum ( 17 ) herrschenden Druck belastet;

c.) der Ringkolben ( 14 ) ist über zwei Ringflächen ( 19a, 19b ), deren Gesamtfläche gleich der im Schließsinne belasteten Ringfläche ( 16 ) des Ringkolbens ( 14 ) ist, im Öffnungssinne durch den Druck in zwei Druckräumen ( 2oa, 2ob ) belastbar, von denen der eine Druckraum ( 2oa ) außerhab des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) und der andere Druckraum ( 2ob ) innerhalb des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) liegt;

d.) der außerhalb des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) liegende äußere Druckraum ( 2oa ) steht über eine enge Drossel C 21 ) ständig mit der Dampfzufuhrleitung ( 2 ) in Verbindung und ist über mindestens ein Entlastungsventil (22, 23 ) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar;

e.) der innerhalb des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) liegende innere Druckraum ( 2ob ) steht über eine enge Drossel ('24 ) ständig mit dem durch die im Schließsinne belastete Ringfläche ( 16 ) begrenzten 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.

Patentanwalt Dipl.-lng. A. Behrendt Postfach"T0(T226 "'463Ü Bochum 1" 'S» (0234) 43 1395

Telegramm Bepatent Bodium

3. Absperr- und Regelventil nach den Ansprüchen 1 und 2, 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 ) geführt sind.

4. Absperr- und Regelventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den außerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden äußeren Druckraum ( 2oa ) und an den innerhalb des zweiten Absperrkörpers ( 11 ) liegenden inneren Druckraum ( 2ob ) jeweils mehrere Entlastungsventile ( 21, 22; 26 ) angeschlossen sind.