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Sicherheitsventil für Druckminderventile für verdichtete Gase und Dämpfe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventil für Druckminderventile, die für verdichtete Gase und Dämpfe Anwendung finden. Ausgegangen wird von der bekannten Bauform des Sicherheitventils, bei der sich der Ventilteller gegen eine mit Abströmöffnung versehene Membran dichtend legt und die Bewegungen des Ventiltellers in der einen Richtung durch einen Anschlag begrenzt werden.
Bevorzugt wird bei der Anwendung der Erfindung eine derartige bekannte Gestaltung des Druckminderventils, dass dessen Deckel nach unten gerichtet ist, während das in der dem Ventildeckel gegenüberliegenden Gehäusewand in gleicher Achse mit dem Ventildeckel angeordnete Sicherheitsventil oben liegt und bei eintretender Explosion in im wesentlichen lotrechter Richtung nach aufwärts weggeschleudert wird.
Die Erfindung besteht darin, dass bei dieser Gattung von Druckreglern das Sicherheitsventil doppeltwirkend ausgebildet ist, derart, dass die Freilegung der Abströmöffnung in der Membran einerseits in bekannter Weise durch die Durchbiegung der Membran nach oben, welcher der Ventilteller nicht zu folgen vermag, und anderseits durch Abheben des Ventiltellers von seinem Sitz an der Membran nach unten erfolgt.
Zweckmässig greift an dem Ventilkörper eine Stange an, die ihn mit dem Membrandruckbolzen verbindet.
Durch diese Ausbildung des doppeltwirkenden Sicherheitsventils wird in baulich einfacher Weise eine Sicherung zunächst gegen einen unzulässigen Höchstgasdruck infolge zu hoher Spannung der Stellfeder erreicht, ausserdem spricht aber das Ventil im Öffnungssinne auch dann an, wenn der Gasdruck im Ventilgehäuse nur wenig über den der Spannung der Stellfeder entsprechenden Druck ansteigt. Letzteres kann beispielsweise dadurch eintreten, dass Gas aus der Verbrauchsleitung zurückströmt oder dass der Abschluss der Hochdruckmündung ungenügend ist oder dass die Stellfeder bei geschlossener Niederdruckleitung durch unsachgemässe Bedienung entspannt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Druckminderventil mit einem erfindungsgemäss ausgebildeten Sicherheitsventil im Schnitt dargestellt, wobei beim Druckminderventil der Deckel nach unten und das erfindungsgemässe Sicherheitsventil nach oben gerichtet ist.
Das Hochdruckgas tritt aus dem nicht dargestellten Stahlzylinder in den Stutzen 1 ein. Die kraterförmige Mündung der Hochdruckleitung im Ventilgehäuse 2 wird im Ruhezustand von der Dicht platte 3 geschlossen gehalten, während des Betriebes dagegen ganz oder teilweise freigegeben. Dies bewirkt ein um den Bolzen 4 drehbarer Kniehebel 5, der an dem einen Schenkelende die Dichtplatte 3 trägt und dessen anderes Schenkelende unter der Wirkung einer Schliessfeder 6 steht.
Das Manometer 7 zeigt den zu reduzierenden Druck an. Der Niederdruck wird mittels der üblichen am Ventildeckel 8 angeordneten Teile eingestellt. Es sind dies die Stellschraube 9, die Stellfeder 10, die Membrandruckscheibe 11, die Ventilmembran 12 und der Druckbolzen 13. Letzterer ist in die Druckscheibe 11 eingeschraubt und überträgt die durch Einstellung der Spannfeder erreichte Durchbiegung der Membran 12 auf den Hebel 5. Hiedurch hebt sich in entsprechendem Masse die Dichtplatte 3 von dem Hochdruckventilsitz ab, und es strömt Gas in das Ventilgehäuse 2 ein und tritt in die Verbrauchsleitung 14 mit dem Niederdruckmanometer 15 über.
Wenn der Gasdruck erreicht ist, der der eingestellten Spannung der Feder 10 entspricht, so kehrt die Ventilmembran in ihre flache Lage zurück, die Druckwirkung des Bolzens 13 auf den oberen waagrechten Schenkel des Hebels 5 hört auf, und die Dichtplatte 3 wird unter der Wirkung der Schliessfeder 6 wieder abdichtend gegen den Hoehdruckventilsitz gepresst.
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Infolge der Gasentnahme durch den Stutzen 14 ist stets ein kleiner Druckunterschied zwischen dem Gasdruck in der Ventilkammer und der Stellfederspannung vorhanden. Die Ventilmembran wird dadurch etwas nach innen durchgebogen und der Ventilsitz in geringem Masse geöffnet. Der Spalt zwischen dem Ventilkrater und der Dichtplatte überschreitet selten das Mass von 1 mm.
Bei normalen Betriebsverhältnissen treten lediglich die eben genannten Teile in Wirkung. Meist werden jedoch im praktischen Betriebe selbst die einfachsten Bedienungsvorschriften nicht oder nicht genügend beachtet, und vor allem werden Störungen nicht rechtzeitig erkannt. Es kommt beispielsweise vor, dass die Stellfeder 10 von einer unaufmerksamen Bedienung stark angespannt wird, während nicht einmal der Stahlzylinder geöffnet ist. Dadurch hebt sich die Dichtplatte 3 sehr weit von dem Hochdruck- ventilsitz ab, und beim Öffnen des Stahlzylinders könnte dann der Arbeitsdruck plötzlich über das zu- gelassene Höchstmass ansteigen. Es besteht ausserdem die Möglichkeit, dass z.
B. die Stellfeder 10 durch Zurücksehrauben der Stellschraube 9 dann entlastet wird, wenn die Verbrauchsleitung geschlossen ist und das Ventil unter Gasdruck steht oder wenn die Dichtplatte 3 schadhaft wird. Um allen Betriebs- störungen und weiteren Gefahren, die hieraus entstehen können, vorzubeugen, ist gemäss der Erfindung die nachstehend beschriebene Sicherung vorgesehen.
Das Ansteigen des Arbeitsdrucks nach Öffnen des Stahlzylinders für den Fall, dass die Stell- feder 10 bei geschlossenem Stahlzylinder zu stark angespannt wurde, wird verhindert durch folgende, bereits bekannte Ausbildung des Sicherheitsventils.
Der-Ventilkörper 16 ist im oberen Teil mit einem Ventilteller 16'mit schneidenartigem Abdicht- rand versehen, der sich gegen eine elastische Membran 17 aus Gummi od. dgl. mit einer Abströmöffnung 17' legt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Membran 17 befindet sich die Druckplatte 18, die unter der
Wirkung einer Feder 19 steht. Letztere ist in eine hülsenförmige Stellschraube 20 eingeschlossen, die in den mit dem Ventilgehäuse durch Gewinde verbundenen Deckel 21 eingeschraubt ist. Der Ventilkörper 16 ist in der Richtung der Längsachse des Druckminderventils beweglich. Der Schliess druck des Ventils wird erzielt durch eine sich einerseits am Ventilkörper und anderseits an dem waagrechten Schenkel des
Hebels 5 abstützende Feder 22.
Ausserdem bewirkt der im Druckminderventil herrschende Gasdruck das Anpressen des Ventiltellers 16'gegen die Membran 17.
Der Ventilkörper 16 weist einen Ansatz 16" auf, beispielsweise in Form eines Bundes, der mit einer als Anschlag dienenden Fläche 23 des Ventilgehäuses zusammenwirkt.
Steigt der Arbeitsdruck in der Ventilkammer nach Öffnen des Stahlzylinders bei falsch, d. h. mit zu starker Spannung eingestellter Feder 10 über das zulässige Höchstmass, so biegt sieh die Membran 17 nach oben durch. Der Ventilkörper 16 und damit auch der Ventilteller kann dieser Bewegung nur so weit folgen, bis der Ansatz 16"auf die als Anschlag wirkende Fläche 23 auftrifft. Die weitere Aufwärts- bewegung des Ventils ist dann gehemmt, während sich die Membran noch weiter durchbiegt, derart, dass die Abströmöffnung 17'vom Ventilteller frei wird und eine entsprechende Gasmenge durch sie abbläst.
Erfindungsgemäss hat das Ventil nun durch die im nachstehenden beschriebene weitere Ausge- staltung folgende zweite Wirkungsweise : Der untere Teil des Ventilkörpers 16 ist pfannenartig als Lager- stelle für den Kugelzapfen einer Stange 24 ausgebildet. Diese Stange durchsetzt mit entsprechendem Spiel den oberen waagrechten Schenkel des Winkelhebels 5 und greift mit einem weiteren Kugelzapfen in den oberen ebenfalls pfannenartig ausgebildeten Teil des Druckbolzens 13 ein. Die Lagerung der Stange 24 in den beiden Teilen 13 und 16 ist derart, dass einerseits eine allseitige Beweglichkeit der Stange, anderseits aber auch ein gewisses Spiel, vor allem in lotrechter Richtung, vorhanden ist, so dass kein Teil durch
Reibung oder Seitendruck in der Bewegung gehemmt wird.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung tritt das Sicherheitsventil auch dann in Tätigkeit, wenn z. B. die Stellfeder 10 durch Zurückschrauben der Stellschraube 9 ohne Rücksicht auf die Verhältnisse in der Verbrauchsleitung entlastet wird oder wenn die Dichtplatte 3 schadhaft geworden ist. In diesem
Fall bewirkt der Überdruck ein Durchbiegen der Membran 12 nach der Deckelseite. Überschreitet diese
Durchbiegung ein gewisses Mass, z. B. 1 bis 2 mm, so zieht der Druckbolzen 13 mit Hilfe der Zugstange den Ventilkörper von der Membran 17 zurück, und deren Ausströmöffnung 17'wird frei.
Da die wirksame
Fläche der Membran 12 sehr gross ist im Vergleich zu der Fläche des Ventilkörpers 16, so wird der An- pressungsdruck des letzteren leicht überwunden, und die Entlüftung erfolgt schon bei geringem Über- druck. Nach Eintreten des Druckausgleiches zwischen der Stellfeder 10 und dem Gasraum schliesst sich das Sicherheitsventil wiederum selbsttätig.
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