Sicherung gegen Rücktritt von Sauerstoff und gegen Flammenrückschläge in Gasleitungen. Es sind Sicherungen gegen Flammen rückschläge für Gasleitungen, bestehend aus einem membrangesteuerten Rückschlagventil mit Verzögerungsleitung, bekannt, das mit einem Flüssigkeitsventil zur Zurückhaltung schleichenden Sauerstoffes bauartlich ver einigt ist.
Da die Wirksamkeit derartiger Flüssigkeitsventile von einer stets hinrei chenden Anfüllung mit Flüssigkeit abhängig ist, so entbehrt die Sicherung noch der Ei genschaft voller Selbsttätigkeit. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass man bei der Rückschlagsicherung an der Stelle des Flüs sigkeitsventils ein anderes besonders gearte tes, nicht mit Flüssigkeit arbeitendes Ventil zum Zwecke der Zurückhaltung schleichen den Sauerstoffes verwendet und die Steue rung beider Ventile in besonderer Weise ebenfalls bauartlich vereinigt.
Alle nicht mit Flüssigkeit arbeitenden Ventile, die man bisher zur Verhinderung des Rücktretens schleichenden Sauerstoffes verwandt hat, arbeiten nicht befriedigend, da sie ihre Schliesswirkung auf den geringen Überdruck des zurücktretenden Sauerstoffes gründeten. Dieser Überdruck sollte durch eine Membran gesammelt und von dieser auf ein Rückschlagventil übertragen werden.
Sol che Ventile genügen aber nicht den an sie zu stellenden Anforderungen, denn bei den allergeringsten Rückdrücken des schleichen den Sauerstoffes reicht auch der gesammelte Druck nicht aus, die Reibungen und sonstige Widerstände selbst eines leichtesten Ventils zu überwinden und letzteres mit dem nötigen Mindestdruck auf seinen Sitz zu setzen, der zur vollkommenen Abdichtung erforderlich ist.
Vielmehr tritt schleichender Sauerstoff durch die Undichtigkeiten auch eines ge schlossenen Ventils zurück, so dass eine Mem bran gar nicht erst in die Möglichkeit ver setzt wird, einen kleinen Überdruck zu sam meln, Bei Verwendung von Ventilen kann eine sichere Abdichtung schleichenden Sauerstof fes nur erzielt werden,
wenn man die zu ge ringe Druckwirkung des schleichenden Sauer stoffes vollkommen ausser Betracht lässt und bei den geringsten Rückdrücken den Schluss des Ventils nur auf einen ihm eigenen Druck auf den Ventilsitz gründet, z. B. durch Ge wicht oder Feder, und den Druck hinreichend stark bemisst. In diesem Falle genügen aber - und aus diesem Grunde hat man Ventile mit eigenem Druck bisher nicht verwenden können - selbst bei Hochdruekacetyl@en die üblichen Gasdrücke nicht mehr, um das Ven til zu heben, zumal da eine zu starke Dros selung des Gases durch die Sicherung vermie den werden muss.
Es muss also eine besondere Vorrichtung geschaffen werden, die es bei den zur Verfügung stehenden Gasdrücken ermöglicht, @dass das Ventil trotz ¯s.eines eige nen Schliessdruckes durch den Gasdruck ge öffnet wird.
Hierzu dienen gemäss der Erfindung z\,\,ei lose miteinander verbundene Membranen, die in ihrer wirksamen Fläche ungleich gross sind, wobei das Ventil infolge des Differenz druckes der beiden Membranen durch den Betriebsdruck des Gases geöffnet wird.
In der Zeichnung, die ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt, stellt a einen relativ schweren, beweglichen Ventilkörper dar, der den schleichenden Sauerstoff zurück halten soll. Er wird durch die Nasen b ge führt. Das Brenngas strömt von dem Rohr c aus in der Pfeilrichtung zum Rohr d, das zum Gebrauchsort führt. Zum Öffnen des Ventilkörpers a dienen die beiden Membra nen e und f, die durch die Druckübertra- gungskörper g und h in der Mitte versteift sind und durchdiese Körper miteinander ge kuppelt sind.
Zur Übertragung des Druckes der Membranen von unten her auf den Ven tilkörper<I>a</I> dient die Schraubenfeder<I>i,</I> die bei geschlossenem Ventilkörper a, das heisst in Ruhestellung desselben, beiderseits ohne Spannung anliegt.
Die untere Membran hat eine grössere wirksame Oberfläche als die obere. Ist der Ventilkörper a geschlossen, so wirkt von unten her im Sinne seines Offnens der Unterschied der Gasdrücke auf die bei den Membranen. Voraussetzung ist hierbei, dass in dem Raum zwischen den beiden Mem branen ein geringerer Druck herrscht als un terhalb der grösseren Membran. Dies wird dadurch erreicht, dass dieser Raum mit dem Rohr k an die Ableitung angeschlossen wird.
Ist der Ventilkörper a geschlossen, so findet die Druckentlastung dieses Raumes und so mit das Anheben des Ventilkörpers a durch Öffnen der Zapfleitung d statt.
Beim Schliessen der Gasleitung an der Verbrauchsstelle, ebenso aber auch bei rück tretendem Sauerstoff, erfolgt ein voller Druckausgleich im ganzen Rohrbereich; auf beide Membranen wirken auf jede ihrer Sei ten die gleichen Drücke, die sich gegenseitig aufheben. Infolgedessen fällt der Ventilkör per a mit seinem ganzen Gewicht auf seinen Sitz und schliesst die Rohrleitung auch gegen den geringsten Druck schleichenden Sauer stoffes ab. Statt des gewichtsbelastenden Ventilkörpers a könnte sinngemäss auch ein durch Federdruck belasteter Ventilkörper vorgesehen sein.
Es ist nun möglich, ein solches Ventil, das von zwei miteinander gekuppelten Mem branen mit Differentialwirkung gesteuert wird und nur der Verhinderung des Rück- tretens schleichenden Sauerstoffes dient, mit einem Rückschlagventil, z. B. nach dem deut schen Patent Nr. 627 782, in der Weise zu vereinigen, dass dieses mittelbar oder unmit telbar unter der untern der beiden Membra nen angeordnet wird und bei einer Explo sion zur Wirkung kommt.
Die beiden Membranen würden dann gleichzeitig zwei Aufgaben dienen - und hierin liegt vorwiegend einer der Erfin dungsgedanken des vorliegenden Patentes nämlich einerseits der Öffnung des Ventils, das gegen den schleichenden Sauerstoff wirkt, und anderseits der Absperrung einer entstandenen Explosion in bekannter Weise durch Schliessung des Flammenrückschlag ventils, In der Zeichnung stellt m den unter der grösseren Membran angeordneten beweglichen Teil eines Flammenrückschlagventils dar, der durch die Leisten n,
geführt wird und im Falle einer Explosion durch den hauptsäch lich über der obern Membran wirksam wer denden Explosionsdruck vermittelst der Kör per g und 1a auf seinen Sitz nach unten ge drückt wird.
Erforderlich ist es, dass die Rohrleitung o, die die Räume unter und über den beiden Membranen verbindet, eine solche hänge er hält, dass sie als Verzögerungsleitung wirkt. so dass die Flamme das Ventil erst nach sei ner Schliessung erreicht. Zum Schutze der beiden Membranen gegen Zerstörung infolge des durch die Verzögerungsleitung gegange nen, von unten wirkenden Schlages sind die Anschläge<I>p</I> und<I>q</I> am Gehäuse für die Kör per g und h vorgesehen, ausserdem die be kannten Schutzbleche r.
Die Feder i soll stark genug sein, um beim Anheben des Ventilkörpers a von unten her den Überdruck der Membrane e übertra gen zu können, ohne sich wesentlich zusam menzudrücken, jedoch genügend federnd, um bei auftretenden starken Explosionen von un ten her die Körper g und h von dem Träg heitswiderstand des Ventilkörpers a zu ent lasten und damit vor der Gefahr einer Ver formung zu schützen.
Es empfiehlt sich, dafür zu sorgen, dass das infolge rückschleichenden Sauerstoffes entstehende explosible Gemisch auch in den Zwischenraum zwischen den beiden Membra nen gelangen kann, damit auch hier eine Ex plosion stattfindet, denn bei rücktretendem Sauerstoff wird dessen Eindringen in ein in einen geschlossenen Raum (zwischen den Membranen) mündendes Rohr k nur langsam vor sich gehen, und bei schwachen Gasgemi schen könnte es vorkommen, dass lediglich der auf die obere, kleinere Membrane wir kende Explosionsdruck und ein durch die Leitung k übertragener flammenloser, auf die untere Membran wirkender Stoss nicht ausreichen,
um das Flammenrücksehlagven- til sicher zu schliessen, ausserdem bildet eine zwischen den Membranen stattfindende Ex plosion einen Schutz gegen die von unten her auf die untere Membrane durch den Ex plosionsstoss ausgeübte zerstörende Einwir kung.
Zu diesem Zwecke verbindet man den Membranzwischenraum ausser durch eine der Rohrleitung k entsprechende Leitung durch eine zweite gleichartige (nicht gezeichnete) Rohrleitung mit der Zapfleitung d und sorgt dadurch, dass man das eine Ende eines dieser beiden Rohre gegen, und das eine Ende des andern Rohres in Richtung des zurücktrer tenden Gasgemisches in das Rohr d einmün den lässt, dafür, dass die Gase in diesem end los geschlossenen Rohrsystem in Bewegung kommen und somit im Falle einer Explosion auch in dem Membranzwischenraum ein ex plosibles Gasgemisch sich vorfindet.
Protection against withdrawal of oxygen and against flashbacks in gas lines. There are fuses against flame flashbacks for gas lines, consisting of a diaphragm-controlled check valve with delay line, known, which is structurally united ver with a liquid valve to hold back creeping oxygen.
Since the effectiveness of such liquid valves is always dependent on a sufficient filling with liquid, the backup still lacks the property of full self-activity. This can be achieved by using another special type of valve, which does not work with liquid, in place of the liquid valve for the non-return valve, for the purpose of retaining the sneaking oxygen and also combining the control of both valves in a special way.
All valves which do not work with liquid and which have hitherto been used to prevent the receding of creeping oxygen do not work satisfactorily because their closing effect was based on the slight excess pressure of the receding oxygen. This overpressure should be collected by a membrane and transferred from this to a check valve.
Such valves do not meet the demands placed on them, because with the slightest back pressures of the sneaking oxygen, the collected pressure is not sufficient to overcome the friction and other resistance of even the lightest valve and the latter with the necessary minimum pressure on its seat to set, which is necessary for perfect sealing.
Rather, creeping oxygen recedes through leaks, even in a closed valve, so that a membrane is not even given the option of collecting a small overpressure. When using valves, reliable sealing of creeping oxygen can only be achieved ,
if one completely ignores the too low pressure effect of the creeping oxygen and at the slightest back pressure the end of the valve is based only on its own pressure on the valve seat, e.g. B. by Ge weight or spring, and the pressure is sufficiently strong. In this case, however - and for this reason it has not yet been possible to use valves with their own pressure - the usual gas pressures are no longer sufficient to lift the valve, even with high-pressure acetylenes, especially since the gas is being throttled too much by the Backup must be avoided.
A special device must therefore be created which, with the gas pressures available, enables the valve to be opened by the gas pressure despite its own closing pressure.
For this purpose, according to the invention, loosely interconnected membranes are used which are unequal in their effective area, the valve being opened as a result of the differential pressure of the two membranes by the operating pressure of the gas.
In the drawing, which shows an example of the subject matter of the invention, a represents a relatively heavy, movable valve body which is intended to hold back the creeping oxygen. It is led through the noses b. The fuel gas flows from the pipe c in the direction of the arrow to the pipe d, which leads to the place of use. The two membranes e and f, which are stiffened in the middle by the pressure transmission bodies g and h and are coupled to one another by these bodies, serve to open the valve body a.
The helical spring <I> i, </I> is used to transfer the pressure of the diaphragms from below to the valve body <I> i, </I>, which is applied on both sides without tension when the valve body a is closed, that is, when the valve body is in its rest position.
The lower membrane has a larger effective surface than the upper one. If the valve body a is closed, the difference in the gas pressures acts on the diaphragms from below in the sense of its opening. The prerequisite for this is that there is a lower pressure in the space between the two membranes than below the larger membrane. This is achieved by connecting this space with the pipe k to the discharge line.
If the valve body a is closed, the pressure in this space is relieved and the valve body a is raised by opening the dispensing line d.
When the gas line closes at the point of use, but also when the oxygen recedes, there is full pressure compensation in the entire pipe area; the same pressures act on both membranes on each of their sides and cancel each other out. As a result, the Ventilkör falls with its entire weight on its seat and closes the pipeline even against the slightest pressure from creeping oxygen. Instead of the weight-loading valve body a, a valve body loaded by spring pressure could analogously also be provided.
It is now possible to use such a valve, which is controlled by two coupled Mem branes with differential action and only serves to prevent the receding of creeping oxygen, with a check valve, e.g. B. according to the German patent No. 627 782, to unite in such a way that this is arranged directly or indirectly under the lower of the two membranes and comes into effect in the event of an explosion.
The two membranes would then serve two tasks at the same time - and this is primarily one of the inven tion ideas of the present patent namely on the one hand the opening of the valve, which acts against the creeping oxygen, and on the other hand the blocking of an explosion that has occurred in a known manner by closing the flame check valve , In the drawing, m represents the movable part of a flame check valve arranged under the larger membrane, which is connected by the strips n,
is performed and in the event of an explosion by the main Lich on the upper membrane becoming effective explosion pressure by means of the body per g and 1a is pressed ge on its seat down.
It is necessary that the pipe o, which connects the spaces below and above the two membranes, is hanging in such a way that it acts as a delay line. so that the flame only reaches the valve after it has closed. The stops <I> p </I> and <I> q </I> on the housing for the bodies g and h are provided to protect the two membranes against destruction as a result of the impact that has passed through the delay line, also the well-known mudguards r.
The spring i should be strong enough to be able to transfer the overpressure of the membrane e from below when the valve body a is lifted, without significantly compressing, but sufficiently resilient to prevent the body g and from underneath when strong explosions occur h to relieve the inertia resistance of the valve body a and thus protect against the risk of deformation.
It is advisable to ensure that the explosive mixture created as a result of the back-creeping oxygen can also get into the space between the two membranes, so that an explosion also takes place here, because if the oxygen recedes, its penetration into a closed space ( between the membranes) opening pipe k only go slowly, and with weak gas mixtures it could happen that only the explosion pressure acting on the upper, smaller membrane and a flameless impact on the lower membrane transmitted through the line k are not sufficient
in order to safely close the flame arrester valve, in addition, an explosion occurring between the membranes forms a protection against the destructive effect exerted on the lower membrane from below by the explosion shock.
For this purpose, apart from a line corresponding to pipeline k, the membrane gap is connected by a second pipeline of the same type (not shown) with tapping line d, thereby ensuring that one end of one of these two pipes is placed against and one end of the other pipe in the direction of the retreating gas mixture into the pipe d, so that the gases in this endlessly closed pipe system start to move and thus in the event of an explosion an explosible gas mixture is also found in the membrane space.