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Doppelabsperrventil
Die Erfindung betrifft ein Doppelabsperrventil für strömende Medien, bestehend aus zwei gleichen Ventilteilen und einem zwischen diesen befindlichen Mittelteil, in welchem Bohrungen angeordnet sind, die mit beiderseits anliegenden Druckkammern der Ventilteile verbunden sind, und wobei ein ringförmiger, konzentrisch zur Ventilachse liegender Durchströmungsraum vorhanden ist, der sich über alle Ventilteile erstreckt, und mit als Kolben ausgebildeten Ventiltellern.
Strömende Medien erfordern in Abhängigkeit von ihrer stofflichen Struktur ganz bestimmte Einrichtungen, um je nach den betrieblichen Verhältnissen eine vollkommene Absperrung zu erzielen.
So werden beispielsweise bei Wasser als strömendem Medium häufig zwei normale Absperrventile der üblichen Bauart hintereinandergesetzt, wodurch in den meisten Fällen den Anforderungen einer vollkommenen Absperrung entsprochen wird. Jedoch bedingt eine derartige Anordnung eine verhältnismässig grosse Baulänge, was nicht immer erwünscht ist bei begrenzten Platzverhältnissen. Bei der Absperrung von Luft oder Gas liegen die Verhältnisse schon komplizierter. Insbesondere bei den modernen Hochdruckgasfeuerungen treten Gasdrücke in der Grössenordnung von 0, 5 bis 3 atü auf.
Die fortschreitende Automation, welche sich auf das Gebiet der Feuerungen erstreckt, erfordert absolut zuverlässig arbeitende Feuerungszubehörteile, wozu auch die automatischen Sicherheitsabsperrventile gehören, welche vor jedem Brenner oder für mehrere Brenner gemeinsam vorgesehen sind und bei Gasund Luftmangel oder Flammenausfall schliessen. Da jedoch erfahrungsgemäss Ventile, insbesondere automatisch betätigte, nicht immer unbedingt schliessen, ist es üblich, bei Hochdruckgasfeuerungen gleichfalls zwei hintereinanderfolgende Ventile mit dazwischenliegender Entlüftung einzubauen, so dass bei Undichtheit des ersten Ventils das Gas über Dach abgeführt wird und nicht in den Feuerraum gelangen kann.
Jedoch bereitet der Einbau zweier hintereinanderliegender Ventile, die gleichzeitig tätig werden sollen, aus den bereits erwähnten Gründen des Platzmangels grosse Schwierigkeiten, so dass der an sich erforderliche Einbau des zweiten Ventils meistens unterbleibt, wodurch jedoch eine akute Gefährdung des Betriebes nicht ausgeschlossen ist.
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der geschilderten hintereinanderliegenden Ventile vermeiden, jedoch sind bei diesen die Ventilteile gesonderte Absperrelemente und über Stäbe bzw. Schraubspindeln mit Kolben verbunden, von denen die Öffnungs- und Schliessbewegungen erfolgen. Solche Konstruktionen gewährleisten aber nicht das genaue und zuverlässige Arbeiten eines Doppelabsperrventils.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Doppelabsperrventils, welches eine absolute Absperrung des durchströmenden Mediums gewährleistet und eine Betriebsgefährdung infolge unzureichender Absperrung vermeidet. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht gemäss der Erfindung darin, dass die Ventilteller als Stufenkolben ausgebildet sind und sich auf dem Mittelteil durch Federn abstützen.
Auf diese Weise wird eine dem Vordruck proportionale Schliesskraft erzeugt, was einen
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bedeutenden Vorteil und Fortschritt gegenüber den bekannten Konstruktionen darstellt. Über beide Ventilteile des Doppelabsperrventils erstreckt sich ein an sich bekannter ringförmiger, konzentrisch zur Ventilachse liegender Durchströmungsraum, welcher durch die als Stufenkolben ausgebildeten Ventilteller am Eintritt und Austritt aus dem Ventil absolut dicht abgesperrt werden kann. Auf diese Weise wird ein Doppelabsperrventil geschaffen, welches nicht nur raumsparend ist, sondern auch eine zuverlässige Absperrung gewährleistet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Hiebei ist auch die Steuerung des Ventils von grosser Bedeutung. Es zeigt Fig. l einen Schnitt durch ein Doppelabsperrventil, Fig. 2 ein Doppelabsperrventil mit Betätigung durch ein einziges Steuerventil.
Das erfindungsgemässe Absperrventil ist am Beispiel eines Doppelabsperrventils für eine Gasfeuerung beschrieben, es kann jedoch auch für andere Zwecke und Medien verwendet werden. Das Doppelabsperrventil --1-- besteht aus zwei gleichen Ventilteilen-2 und 2'--, die durch Flansche --3 und 3'--miteinander verbunden sind. Zwischen den Flanschen ist ein Mittelteil-4angeordnet, welcher Bohrungen-5 und 5'--aufweist zur Entlüftung oder Belüftung der beiderseits dem Mittelteil--4--anliegenden Druckkammern--6 und 6'--.
Jeder der beiden Ventilteile--2 und 2'--ist mit als Stufenkolben ausgebildeten Ventiltellern und 7'--ausgerüstet. Diese Ventilteller stützen sich über die Druckfedern --8 bzw. 8'-auf dem Mittelteil --4-- ab. Diese inneren Bauteile werden von aussen von einem ringförmigen, konzentrisch zur Ventilachse liegenden Durchströmmungsraum --9-- umgeben, der sich über beide Ventilteile--2 und 2'--erstreckt. Zwischen den Druckkammern-6 und 6'--einerseits und dem Durchströmungsraum --9-anderseits befinden sich Zwischenkammem--10 und 10'-- als Ausgleichsräume beim Betrieb des Absperrventils. Diese Zwischenkammem haben zur Verbindung mit den noch zu beschreibenden Steuerorganen des Ventils Anschlüsse-11 und 11'--.
Ebenso sind weitere Anschlüsse-12 und 12'--vorgesehen zur Belüftung und Entlüftung des Durchströmungsraumes-9--, ausserdem
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und 16-vorgesehen, wobei die beiden ersten als Dreiwege-Magnetventile ausgebildet sind.
In der Schliessstellung werden die Ventilteller-7 und 7'-- mit ihren Dichtflächen-17 und 17'-- durch die Feder-8 und 8'-- an die entsprechenden Sitze der Ventilteile-2 und 2'-gedrückt. Das bei-E-eintretende Medium strömt über das Dreiwege-Magnetventil --14-- und gelangt über den Anschluss --3-- und die Radialbohrung--18--des Mittelteiles--4--und die Bohrungen-5 und 5'--in die Druckkammern-6 und 6'--. Auf diese Weise wird in den Druckkammern der gleiche Druck erzeugt wie vor dem Ventilteller --7-- bei --E--. Da die wirksame Kolbenfläche in den Druckkammern--6 und 6'-- grösser ist als bei--E bzw. A--,
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des durch das Absperrventil strömenden Gases nicht höher sein als der Druck der Steuerluft.
Unter Strom werden die Magnetventile-14 und 15-umgeschaltet und das Magnetventil-16geschlossen, so dass die Zwischenkammern -10 und 10-- mit Gas gefüllt werden, während das in den Druckkammern und 6'-befindliche Gas über das Dreiwege-Magnetventil-14entweicht. Hiedurch werden die Ventilteller--7 und 7'--in Richtung auf den Mittelteil--4-- geschoben. Das Medium kann nun durch den Durchströmungsraum --9-- von --E nach A--, d. h. von der Eintrittsseite zur Austrittsseite strömen. Bei Stromunterbrechung füllen sich die Druckkammern - 6 und 6'--mit Gas, während die Zwischenkammem-10 und 10'--sowie der Durchströmungsraum --9-- entlüftet werden, so dass das Doppelabsperrventil schliesst.
Abgesehen von der raumsparenden Konstruktion des Ventils ist zu bemerken, dass der Einbau in jeder Lage möglich ist. Ferner werden nur wenige Verschleissteile verwendet, daher ist das Ventil praktisch wartungsfrei und weist auch keine Stopfbüchse auf. Es lässt sich leicht zerlegen und kann durch den Einbau eines Handsteuerhahnes auch als Hand-Schnellschlussventil verwendet werden.
Zu bemerken ist noch, dass anstatt der drei getrennt arbeitenden Magnetventile--14, 15 und 16-auch gemäss Fig. 2 ein einziges elektromagnetisches kolbengesteuertes Mehrwegeventil-19verwendet werden kann. Hiebei werden durch das Magnetventil --20-- in den einzelnen Kammern - -21, 22, 23, 24 und 25-befindliche Kolben-26, 27, 28, 29 und 30-in entsprechender Weise wie bei den getrennt arbeitenden Magnetventilen-14, 15 und 16-so gesteuert, dass ein exaktes Arbeiten des Doppelabsperrventils gewährleistet ist. Wenn das Doppelabsperrventil mit Eigenmedium betätigt wird, dann erfolgt die Steuerimpulsentnahme an der Eintrittsseite bei--E--.
Falls ein ständiger Mindestdruck an dieser Stelle nicht gewährleistet ist, ist es zweckmässig, Druckluft (Steuerluft)
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zur Betätigung des Doppelabsperrventils zu verwenden. Bei geschlossenem Absperrventil strömt das Steuermedium von-E-her in die Kammer-30--, von da aus über eine Hohlspindel --31-in die Kammer-24-, um schliesslich aus dieser in die Kammern-6 und 6'-- des Doppelabsperrventils zu gelangen. Hiedurch werden, wie bereits beschrieben, die Ventilteller-7 und 7'-gegen die Dichtflächen gedrückt.
Die zwischenkammern --10 und 10'-und der
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des Mehrwegeventils --19-- befindet, ist bei geschlossenem Doppelabsperrventil stromlos, der Ventilkegel sperrt somit den Zutritt zur Kammer --21-- ab. Bei Einschaltung des Stromes wird jedoch der Kolben --20-- nach rechts verschoben, wodurch die Entlüftung --32-- ins Freie geschlossen wird. Hiedurch füllen sich über die Kammern-21 und 22-die Zwischenkammern - 10 und 10'--mit Steuermedium. Gleichzeitig wird der Kolben --27-- in der Kammer-22- nach links verschoben, so dass die Druckkammern-6 und 6'-- im Doppelabsperrventil über die Kammer-24-entlüftet und die Kammer --28-- verschlossen wird.