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Durch die AT-PS Nr. 250106 wurde bereits ein Absperrventil bekannt, bei dem zwei im Strömungsweg des Mediums hintereinanderliegende koaxiale Verschlussorgans mit koaxialen Sitzflächen des Gehäuses zusammenwirken und im Verein mit einem Teil des Ventilgehäuses in Schliessstellung eine nach beiden Richtungen geschlossene Messkammer bilden. Um den Druck in der Kammer zu erhöhen, ist hiebei vorgesehen, dass die Verschlussorgane im Zuge des Schliessvorganges, nachdem sie die Schliesslage erreicht haben, zufolge einer gegenseitigen axialen relativen Beweglichkeit zueinander noch eine Relativbewegung zueinander, u. zw. unter Veränderung des Anfangsvolumens der Messkammer erlauben. In der Ausführung für kompressible Medien ist die Umfangswand der Messkammer von einem Federbalg gebildet.
Bei der Ausführung für inkompressible Medien ist die Begrenzung der Messkammer bereichsweise von einem kolbenartigen Verdrängerkörper gebildet, der mit der zylindrischen Messkammerwand zusammenarbeitet. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Druckerhöhung in der Weise, dass der Verdrängerkörper die in der Messkammer eingeschlossene Flüssigkeit in einen unter Federspannung stehenden Faltenbalg drückt, der durch Ausdehnung das verdrängte Volumen aufnimmt. Die Ausdehnung des Balges ist ein Mass für den Überdruck. Ist das Ventil undicht, bewegt sich der Balg gegen seine Ausgangslage, d. h. er wird wieder verkürzt. Diese Längenänderung kann zur Anzeige benutzt werden.
In der Ausführungsform für kompressible Medien wird zur Anzeige des Überdruckes in der Messkammer ein Differenzdruckmesser zwischen der Messkammer und dem Ventilraum angebracht, der von dem zuströmenden kompressiblen Medium beaufschlagt wird. Es ist nun zu berücksichtigen, dass der Druck des zuströmenden Mediums Schwankungen unterworfen ist. Damit verursacht ein Schwanken des Zuströmdruckes eine Änderung des Differenzdruckes auch dann, wenn der Druck in der Messkammer konstant bleibt, d. h. aus der Messkammer kein Medium entweicht, die Ventile somit dicht sind. Der Zustand des Absperrventils wird damit falsch angezeigt, so dass keine sichere Aussage über die Dichtheit des Absperrventils gemacht werden kann. Das Differenzdruckanzeigegerät macht ebenfalls von Balgen Gebrauch.
Ein Balg ist hiebei mit der Messkammer, der andere Balg mit dem Ventilraum verbunden. Die Böden der beiden Balgen sind durch eine Stange miteinander verbunden und die Lageänderung der Stange im Gefolge einer Volumsänderung der Balgen wird zur Anzeige des Differenzdruckes ausgenutzt. Balgen weisen nun in ihren Federungseigenschaften Toleranzen bis zu 10% auf. Hiedurch wird die Empfindlichkeit der Anzeige ungünstig beeinflusst. Eine Undichtheit in einem der Balgen führt zu einem Austritt von Medium und daher ebenfalls zu einer Undichtanzeige, obwohl die Ventile dicht sein können. Darüber hinaus führt das Austreten von Medium aus den Balgen zu Unzukömmlichkeiten. Ist das Medium explosibel, besteht Explosionsgefahr. Ist das Medium giftig, so besteht Vergiftungsgefahr.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperrventil zu schaffen, welches die vorerwähnten Mängel vermeidet oder zumindest vermindert, somit eine verbesserte Empfindlichkeit aufweist, eine sichere Anzeige über den Zustand des Ventils erlaubt und vermeidet, dass etwaige Undichtheiten die Umwelt negativ beeinflussen. Diese Aufgabe kann bei einem Absperrventil mit einer eingetretene Undichtheiten des Verschlusses anzeigenden, eine Messkammer umfassenden Einrichtung, die beim Schliessen des Ventils abgeschlossen und deren Innendruck sodann erhöht wird, z.
B. indem das Volumen der Messkammer verkleinert wird, wobei die Messkammer über einen den Ventilsitz im Gehäuse durchsetzenden Kanal mit einer Kontrolleinrichtung in Verbindung steht, dadurch gelöst werden, dass erfindungsgemäss die Kontrolleinrichtung eine unter dem in der Messkammer herrschenden Druck stehende, insbesondere über den den Ventilsitz im Gehäuse durchsetzenden Kanal beaufschlagte Membran umfasst, an der ein Schaltstift insbesondere für die berührungslose Betätigung eines Schalters abgestützt ist, wobei der Raum unter der Membran über mindestens einen Kanal mit einer dicht verschlossenen Ausgleichskammer von insbesondere unveränderbarem Volumen, das bevorzugt etwa das Dreifache des Volumens des Raumes unter der Membran beträgt, in Verbindung steht.
Beim erfindungsgemässen Absperrventil trennt die Membran die eigentliche Kontrolleinrichtung von der Messkammer. Diese Membran unterliegt damit nicht dem Einfluss des zuströmenden Mediums. Bei Undichtheit der Membran kann das in der Messkammer befindliche Medium lediglich in die dicht verschlossene Ausgleichskammer gelangen und belastet daher nicht die Umwelt. Bei explosiven Medien ist eine Explosionsgefahr damit vermieden, ebenso wie eine Vergiftungsgefahr bei giftigen Medien vermieden ist.
Die Empfindlichkeit der erfindungsgemässen Einrichtung auf Undichtheiten kann verbessert werden, wenn in Weiterbildung der Erfindung in der Messkammer ein Steuerkolben bewegbar gelagert ist, mit dem ein von der Messkammer zum Ventilsitz führender Kanal verschliessbar ist,
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dessen ventilsitzseitiges Ende mit dem ventilsitzseitigen Ende des den Ventilsitz durchsetzenden Kanals fluchtet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Absperrventil, und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Das Absperrventil weist ein Gehäuse --12-- auf, in welchem eine Messkammer --23-- angeordnet ist, die beim Schliessen durch die Einbeziehung des kompletten Ventilstössels abgeschlossen wird. Durch Verkleinern des Volumens der Messkammer --23-- wird der Innendruck in der Messkammer --23-- erhöht.
Im Gehäuse --12-- befindet sich ein Ventilsitz --16--, der aus zwei radial beabstandeten Sitzringen besteht. Zwischen den beiden Sitzringen des gehäuseseitigen Ventilsitzes --16-- befindet sich ein Ringraum --18--, in welchen ein aus dem Gehäuse --12-- hinausführender, in eine Kontrolleinrichtung mündender Kanal --17-- einmündet. Die Messkammer --23-- ist an einem, in Richtung der Schliessbewegung des Ventils geführten Halteorgan --6-- befestigt und ist in einem glockenförmigen, starre Wandungen aufweisenden Zylinder --9-- gebildet. Der glockenförmige Zylinder --9-- ist hiebei gelenkig an dem Halteorgan --6-- befestigt. In diesem Zylinder --9-- ist dichtend ein Kolben --14-- gleitbar gelagert.
Die Abdichtung zwischen dem Kolben und der Innenwandung des glockenförmigen Zylinders --9-- erfolgt hiebei durch eine Lippendichtung --10--, die im Kolben --14-- verankert ist und deren Lippen die Innenwandung des glockenförmigen Zylinders --9-- bei Bewegung des Kolbens bzw. des Zylinders --9-entlang gleiten. Der Kolben --14-- trägt den messkammerseitigen Ventilsitz --15--, der mit dem gehäuseseitigen Ventilsitz --16-- zusammenwirkt und nach dem Aufsetzen auf den gehäuseseitigen Ventilsitz --16-- den Ringraum --18-- nach oben abschliesst, wobei jedoch dieser Ringraum über einen im Kolben --14-- befindlichen Kanal --26-- mit der Messkammer --23-- in Verbindung gebracht werden kann.
In dem Kolben --14-- ist gleitbar ein Steuerkolben --11-- für den Abschluss des, den Kolben --14-durchsetzenden und zwischen den Lippen des messkammerseitigen Ventilsitzes --15-- ausmündenden Kanals - gelagert. Der Steuerkolben --11-- steht hiebei unter dem Einfluss einer Belastungsfeder --3--, die bestrebt ist, den Steuerkolben --11-- in eine Stellung zu bewegen, in der der Kanal --26-- im Kolben - offen ist. Der messkammerseitige Ventilsitz-15-am Kolben-14-weist, wie bereits erwähnt, ringförmige, radial beabstandete Dichtlippen auf, zwischen welchen der von der Messkammer-23kommende, im Kolben --14-- befindliche Kanal einmündet.
Die Betätigung des Ventils erfolgt magnetisch durch eine Magnetspule --5--, die in einem Gehäuse untergebracht ist, das mittels eines Flansches --8-- auf das Ventilgehäuse --12-- aufgesetzt und mit dem Ventilgehäuse verschraubt ist. Das Halteorgan --6-- der Messkammer --23-- bildet den Anker der Magnetspule und steht unter dem Einfluss einer Druckfeder --4--, die bestrebt ist, das Halteorgan in Richtung des Abschlusses des Ventils zu bewegen. Das Ventil verharrt so lange in der Offenstellung, so lange die Magnetspule --5-- unter Spannung steht. Der Kolben --14--, der im glockenförmigen Zylinder - gleitbar gelagert ist, steht unter dem Einfluss einer Feder --1--, die bestrebt ist, den Kolben --14-- in eine Stellung zu bewegen, in der das Volumen der Messkammer --23-- am grössten ist.
In dieser Stellung liegt der Kolben --14-- an einem Anschlag --13-- am glockenförmigen Zylinder --9-- an. Der Anschlag --13-- ragt hiebei von der Wandung des glockenförmigen Zylinders gegen die Achse des Zylinders --9-- und der Kolben --14-- liegt mit einer sich radial erstreckenden Schulter an diesem Anschlag an. Die Feder-l-ist mit einem Ende am Flansch --8-- des Magnetspulengehäuses und mit dem andern Ende am Kolben --14-- abgestützt.
Sobald die Magnetspule --5-- stromlos wird, erfolgt der Abschluss des Ventils, dies jedoch in zwei Etappen. Zunächst wird hiebei der Kolben --14-- unter der Wirkung der Feder-l-gegen den gehäuseseitigen Ventilsitz --16-- gepresst. Darauffolgend wird dann der glockenförmige Zylinder --9-unter dem Einfluss der Druckfeder --4-- gemeinsam mit dem Halteorgan --6-- in Schliessrichtung bewegt.
Hiedurch wird das in der Messkammer --23-- befindliche Medium über den im Kolben --14-- befindlichen Kanal-26-und den Auslasskanal-17-einer Kontrolleinrichtung K zugeführt.
In der Endphase der unter dem Einfluss der Feder --4-- erfolgenden Abwärtsbewegung des glockenförmigen Zylinders --9-- wird der Steuerkolben --11-- betätigt, u. zw. dadurch, dass ein am glockenförmigen Zylinder --9-- befindlicher Anschlagkörper --7-- zur Anlage an den Steuerkolben kommt und diesen entgegen dem Einfluss seiner Belastungsfeder --3-- gegen einen im Kolben --14-- befindlichen O-Ring --2-- presst, wodurch der im Kolben --14-- befindliche Kanal verschlossen wird.
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Damit ist die Verbindung zwischen der Messkammer --23-- und dem Kanal --17-- im Gehäuse unterbrochen. Der im Kanal --17-- herrschende Druck wirkt auf eine den Kanal abschliessende Membran die durch den Druck ausgelenkt wird. Die Auslenkung der Membran --19-- wird auf einen Schaltstift --21-- übertragen und zur berührungslosen Betätigung eines Schalters ausgenutzt. Der Schalter kann als Schwingkreis mit einer Frequenz von 1 bis 2, 6 MHz ausgebildet sein. Der Schwingkreis wird durch den Schaltstift beeinflusst.
Der Schwingkreis kann an einen Bauteil angebaut sein, in den der Schaltstift --21-- eintaucht. Der Raum unter der Membran --19-- steht über mindestens einen Kanal - mit einer dicht verschlossenen Ausgleichskammer --22-- in Verbindung, deren Wandungen starr sind, so dass das Volumen der Ausgleichskammer --22-- unveränderbar ist. Das Volumen der Ausgleichskammer --22-- kann etwa das Dreifache des Volumens des Raumes unter der Membran --19-- betragen.
Durch das Vorsehen der absolut dichten Ausgleichskammer --22-- wird sichergestellt, dass das Absperrventil explosionssicher ist, weil selbst ein Lecken der Membran zu keinem Austritt des Mediums führt, sondern nur zu einem Übertritt des Mediums in die dichte Ausgleichskammer --22--.
Als Kriterium für die Dichtheit des Absperrventils dient der Druckabfall in der Leitung --17--, der sich innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne (Messzeit) nach Abschluss der Leitung --17--, also nach vollständigem Aufbau des Druckes in der Messkammer-23-, einstellt. Bleibt dieser Druckabfall innerhalb der Messzeit unter einem vorgegebenen Schwellenwert, so erfolgt über die Kontrolleinrichtung die Meldung "dicht". Im gegenteiligen Fall wird "Alarm" gemeldet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Absperrventil mit einer bei eingetretenen Undichtheiten des Verschlusses anzeigenden, eine Messkammer umfassenden Einrichtung, die beim Schliessen des Ventils abgeschlossen und deren Innendruck sodann erhöht wird, z. B. indem das Volumen der Messkammer verkleinert wird, wobei die Messkammer über einen den Ventilsitz im Gehäuse durchsetzenden Kanal mit einer Kontrolleinrichtung in Verbindung steht,
EMI3.1
Messkammer (23) herrschenden Druck stehende, insbesondere über den den Ventilsitz (16) im Gehäuse durchsetzenden Kanal (17) beaufschlagte Membran (19) umfasst, an der ein Schaltstift (21) insbesondere für die berührungslose Betätigung eines Schalters abgestützt ist, wobei der Raum unter der Membran (19) über mindestens einen Kanal (25)
mit einer dicht verschlossenen Ausgleichskammer (22) von insbesondere unveränderbarem Volumen, das bevorzugt etwa das Dreifache des Volumens des Raumes unter der Membran (19) beträgt, in Verbindung steht.