CH207598A - Sicherheitsvorrichtung gegen Rückströmung von explosiven Gasgemischen in Gasleitungen und darauf folgende Explosionen. - Google Patents

Description

  Sicherheitsvorrichtung gegen     Rückströmung    von explosiven     Glasgemischen     in Gasleitungen und darauf folgende Explosionen.    Die Erfindung betrifft eine Sicherheits  vorrichtung gegen Rückströmung von explo  siven Gasgemischen in Gasleitungen und  gegen darauf folgende     Explosionen.    . .  



  Das Wesen der Erfindung besteht darin,  dass ein     Abschlusso.rgan    in der     Gasleitung     zwischen zwei beweglichen, entgegengesetzt  auf dasselbe     einwirkenden    Steuerorganen  angeordnet ist, von denen das eine dem  Überdruck der Gaszuleitung ausgesetzt ist,  um das     Abschlussorgan    zu öffnen.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel des Gegenstandes der Erfindung  dargestellt. Es zeigt:       Fig.1    die Vorrichtung im Schnitt, teil  weise in Ansicht, in unbenutztem Zustand,       Fig.    2 die gleiche     Vorrichtung    im     Schnitt     während des normalen Betriebszustandes in  Überwachungsstellung,       Fig.    3 die gleiche     Vorrichtung    bei ge  schlossenem und gesperrtem     Abschlussorgan     vor     bezw,    während einer Explosion.    1 ist das Gehäuse der     Vorrichtung,        das     bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel  vierteilig ausgeführt ist.

   Die     Brenngas-          leitung    wird an den Stutzen 2 des Gehäuse  teils 3 angeschlossen, während die nach dem  Schweiss- oder     Schneidbrenner    führende  Brenngasleitung an dem     Stutzen    4 des Ge  häuseteils 5 angeschlossen wird. Die Ge  häuseteile 6 und 7 liegen     zwischen    den Tei  len 3 und 5. Zwischen den Flanschen 8 und  9 der Gehäuseteile 5 und 7 ist als Steuer  organ eine bewegliche Membran 10 angeord  net. Die Flanschen 8     und    9 sind durch Bol  zen 11 miteinander verbunden, die gleich  zeitig die Membran 10 halten.

   Zwischen den  Flanschen 12 und 13 der Gehäuseteile 3 und  6 ist als entgegengesetzt zum Steuerorgan 10  wirkendes Steuerorgan eine Membran 14 an  geordnet, wobei Bolzen 15 die Flanschen  miteinander verbinden und gleichzeitig die  Membran 14 aalten. Zwischen den Flanschen  16 und 17 der Gehäuseteile 6 und 7 liegt als      Abdichtungskörper eine bewegliche Membran  18. Die Flanschen 16 und 17, sowie die  Membran 18 werden durch Bolzen 19 zusam  mengehalten. Am untern Ende des Gehäuse  teils 6 liegt als Abdichtungskörper eine     be-          weglicheMembran    21,     welche    mit dem Ring  flansch 22 und Bolzen 23 am Gehäuseteil 6  befestigt ist.

   Der Gehäuseteil 6 enthält das       Abschlussorgan    24 mit     Führungs-    und  Steuerspindel 25, welche in einem Kanal 26  in Längsrichtung gleitend angeordnet ist und  sich auf die Abdichtungsmembran 21 auf  stützt. Das     Abschlussorgan    24 legt sich mit  einer     Dichtungsscheibe    27 aus     Gummi    oder  dergleichen unter .dem Einfluss einer Fe  der 28     naohgiebiig    auf einen Ventilsitz  29. Die Feder 28 ist von einer Schutz  kappe 30 umgeben, deren obere Deckwand  sie gegen die Abdichtungsmembran 18  drückt.

   Von oben her legt sich eine Spindel  31 gegen die Abdichtungsmembran 18, wo  bei das obere Ende der Spindel 31 als  Teller 32 ausgebildet ist und an der Unter  seite der Steuermembran 10 anliegt. Die  Spindel 31, welche in Längsrichtung in  einem Kanal 33 des Gehäuseteils 7 geführt  ist, besitzt eine Ringaussparung 34. in welche  eine rechtwinklig zur Steuerspindel 31 im  Gehäuseteil 7 geführte Sperrstange 35 unter  dem Einfluss einer Feder 36 eingreifen kann.  Die in die Ringnut 34 eingeklinkte Sperr  stange 35 kann durch eine Handhabe 37 wie  der in die rückwärtige Überwachungs  stellung gezogen werden. Zwischen der  Steuermembran 14 und der Abdichtungs  membran 21 ist eine Spindel 38 mit.

   Teller 39  angeordnet, deren oberes Ende durch den  Ringflansch 22 hindurchgeht und an der       141embran    21 anliegt, während der Teller 39  am untern Ende auf der Membran 14 ruht.  Der Raum 40 unter der Steuermembran 10  ist durch     Öffnungen    41, und der Raum 42  über der     Steuermembran    14 durch Öffnun  gen 43 mit der freien Luft     verbunden.          Zwischen    einem     seitlichen        Stutzen    44     ,

  des     Gehäuseteils 3 und     einem        Stutzen    45 des  Gehäuseteils 6     ist    eine     Verbindunb        leiturig     lösbar     angeordnet,        welche    den Raum 47    unter der Steuermembran 14 über die Boh  rung 48 im Stutzen 45 mit dem die Ventil  spindel 25 umgebenden Kanal 26 verbindet.  Die Ventilspindel 25 besitzt im Bereiche der  Bohrung 48 eine ringförmige     Ausnehmung     49 und gegebenenfalls Längsrillen zur Ver  bindung mit dem     Ventilkammerraum    50 über  dem Ventilsitz 29 bei geöffnetem     Abschluss-          organ    24.

   Von dieser Kammer 50 führt eine  Bohrung 51 im Stutzen 52 und eine       schlangenförmig    gewundene Verzögerungs  leitung 53 mit häufigen     Richtungsänderun-          gen    und einer Mindestlänge von zirka 6 m  nach dem Stutzen 54 des Gehäuseteils 5, an  dessen Bohrung 55 sich ein Kanal oder Rohr  56 und der Raum 57 über der Steuermembran  10 anschliesst. Der Raum 5 7 ist bis zu dem  seitlichen Stutzen 4     hochgeführt,    an welchem  die nach dem Brenner führende     Schlauch-          oder    Rohrleitung angeschlossen ist.

   Die Ver  zögerungsleitung 53 ist vorzugsweise in einer  Ebene angeordnet, damit sie einen flachen  Körper bildet, und ist zur Erreichung der  erforderlichen Mindestlänge mehrfach um       ihre    anfänglichen     Zickzaekwiiidtirigen    herum  geführt, so dass die Verzögerungsleitung 53  mit den übrigen Teilen der Vorrichtung auf  einer Platte befestigt. werden kann. Die Flan  schen 8, 16, 12 greifen zweckmässig mit einem  äussern Ringsteg über die äussern Ränder der  ihnen gegenüberliegenden Flanschen 9, 17, 13  hinweg.  



  Die Wirkungsweise der Sicherheitsvor  richtung ist wie folgt:  In unbenutztem Zustand nehmen die ein  zelnen Teile die aus     Fig.    1 ersichtliche Lage  ein, in welcher das     Abschlussorgan    24 unter  dem Einfluss der Feder 28 auf dem Ventilsitz  29 ruht und geschlossen ist.  



  Wird an der mit dem Stutzen 2 verbun  denen     Brenngaserzeugungsanlage    der Ab  sperrhahn geöffnet, so strömt aus dem       Brenngaserzeugungs-    oder     -aufbewahrungs-          behälter    Brenngas durch den     Stutzen    2 in die  Kammer 47,     beaufschlagt    die Membran 14  und drückt diese etwas nach oben durch, so  dass die     Steuerspindel    38 mit dem Teller 39,  die Membran 21 und die Ventilspindel 25      mit dem     Abschlussorgan    24 etwas angehoben  werden und das Ventil 24 geöffnet wird.

    Nunmehr kann das Brenngas durch den  Stutzen 44, die Leitung 46, den Stutzen 45,  dessen Bohrung 48, die Ringnut 49 der  Ventilspindel 25 und den Zwischenraum  zwischen dieser und der Wand des Kanals  26 in die Ventilkammer 50 strömen. Von  hier aus strömt das     Brenngas    durch die Boh  rung 51 im Stutzen 52, die Verzögerungs  leitung 53, den Stutzen 54 mit der Bohrung  55, den Kanal 56 in den Raum 57 über der  Membran 10 und von hier aus durch den  Stutzen 4 und die anschliessende Verbin  dungsleitung nach dem Brenner. Die einzel  nen Teile der Sicherheitsvorrichtung nehmen  während des normalen Betriebes dann die aus       Fig.    2 ersichtliche Stellung ein, und das  Brenngas strömt in Pfeilrichtung.  



  Wird durch Verstopfung des Brenners       bezw.    der     Brennerdüse    oder durch andere  Störungen die     Brenngasströmung    gedrosselt       bezw.    zum Stillstand gebracht, so wird die       Steuermembran    10, welche     etwas    grösser als  die Steuermembran 14 ausgeführt ist, von  dem Brenngasdruck     beaufschlagt    und biegt  sich etwas nach unten durch. Hierbei werden  die Spindel 31 mit Teller 32 und die Mem  bran 18 etwas nach unten bewegt     bezw.     durchgebogen und drücken auf die Kappe 30  und das darunter liegende     Abschlussorgan    24.  



  Gleichzeitig kommt auch die Gegen  druckfeder 28 zur Auswirkung und drückt  einmal von sich aus infolge Nachlassens des  ihr entgegenwirkenden Strömungsdruckes  der     Brenngasströmung    und zum andern  infolge des Druckes der Membran 21 von  oben auf das Ventil 24 und schliesst dieses  mehr und mehr. Erfolgt nun infolge Still  standes der     Brenngasströmung    bei verstopf  tem Brenner Rückströmung von Sauerstoff  in die Brenngasleitung und in den Raum 57  über der Steuermembran 10, so verstärkt  sich die     Durchbiegung    der Membran 10 nach  unten, und der Druck auf das Ventil 24 im  schliessenden Sinne.

   Senkt sich dabei die       Hilfssteuerspindel    31 so weit, dass deren  Ringnut 34 gegenüber der Sperrstange 35 zu    liegen kommt, so     wird    die sich auf zur  Ventilbewegungsrichtung senkrechten Wider  lagerflächen abstützende Sperrstange 35  durch die Feder 36 in die Nut 34 gedrückt  und hält die     Hilfssteuerspindel    31 in der  Stellung, in welcher das Ventil 24 geschlos  sen ist, fest. Der Sauerstoff oder das explo  sive Gasgemisch kann also nur bis zur Ven  tilkammer 50 vordringen, welche durch das  geschlossene Ventil 24 von der nach der       Brenngaserzeugungsanlage    führenden Brenn  gasleitung getrennt ist.

   Wenn darnach beim  Erlöschen der Gasflamme an der Brenner  düse und nachfolgendem     Neuanzünden    das  in der Zuführungsleitung befindliche Gas  gemisch entzündet wird, so macht die Stich  flamme in der     Ventilkammer    50 halt. In  dieser Ventilkammer 50 sind die Gegen  druckfeder 28 und das     Abschlussventil    24  durch die Kappe 30 gegen die Stichflamme  geschützt.

   Das Schliessen und     Sperren    des       Abschlussventils    24 erfolgt also nicht erst  durch den von der zurückschlagenden  Flamme erzeugten Explosionsdruck, sondern  schon vorher beim Nachlassen     bezw.    beim       Stillstand.    :der     BrenngasArömung    in     Richtung     auf den Schweissbrenner.

   Soweit dieser Be  triebszustand noch nicht ganz zum Schliessen  und Sperren des     Abschlussventils    24 aus  reicht, bewirkt der     zurückschleichende    Sauer  stoff durch Druckerhöhung in der Kammer  57 diese     Vorbeugungsmassnahme.    Durch das  von     aussen    sichtbare Einklinken der Sperr  stange 35 in die Ringnut 34 der Spindel 31  kann aber der     Bedienungsmann        am        Schweiss-          brenner    schon gewarnt werden, so dass er  nicht mehr die erloschene Flamme neu an  zündet, wodurch eine Explosion infolge  Rückschlagens der     Stichflamme    hervorgeru  fen würde.

   Durch ausreichende Länge der  Verzögerungsleitung 53 wird die Sicherheit  des Schliessens und Sperrens des     Abschluss-          ventils    24 vor der Ankunft der     Stichflamme     in der Ventilkammer 50 weiter erhöht. Nach  Überprüfung der Leitung des Schweissbren  ners. zwischen Schweissbrenner und Sicher  heitsvorrichtung kann vor erneuter Inbetrieb  nahme der Anlage die Sperrstange 35 aus      der Sperrlage in die     Über-,vachungslage    ge  zogen werden, und die ganze Sicherheitsvor  richtung geht in die Überwachungsstellung  nach     Fig.    2 zurück.

   Die Steuer- und Abdich  tungsorgane 10, 18, 21, 14 können auch als  Schlauchmembranen     bezw.    als     Kolben    aus  geführt werden. Das     Abschlussorgan    24 kann  auf seiner der     Einströmseite    des Brenngases  zugekehrten Seite mit grösserer     beaufschlag-          ter    Fläche als auf der gegenüberliegenden  Seite versehen werden, wodurch die Gegen  feder 28 stärker ausgebildet und die  Sicherheitsvorrichtung für das     reehtzeitige     Schliessen des     Abschlussventils    24 empfind  licher gestaltet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Sicherheitsvorrichtung gegen Rückströ mung von explosiven Gasgemischen in Gas leitungen und darauf folgende Explosionen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschluss- organ (24) in der Gasleitung zwischen zwei beweglichen, entgegengesetzt auf dasselbe einwirkenden Steuerorganen (10, 14) an geordnet ist, von denen das eine (14) dem Überdruck der Gaszuleitung ausgesetzt ist, um das Abschlussorgan (24) zu öffnen. UNTERANSPRÜCHE: 1..

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerorgane biegsame Membranen (10, 14) sind, wobei die zwischen Ausström ende der Gasleitung und Abschlussorgan (24) liegende Membran (10) mit grösserer wirksamer Fläche ausgeführt ist als die zwischen Einströmende der Gasleitung und Abschlussorgan (?4) liegende Mem bran.

   2. Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckräume (40, 42) der bei den entgegengesetzt auf das Abschluss- organ (24) einwirkenden Steuermembra nen (10, 14) mit einem grösseren, ständig gleichen Druck aufweisenden Raum ver bunden sind. 3.

   Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Ventilkammer (50) des Abschluss- organes (24) gegenüber den Gegendruck räumen (40, 42) der beiden Steuermem branen (10, 14) durch weitere lIembra- nen (18, 21) abgedichtet ist. 4.

   Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Steuermembran (10) auf der Ausströmseite der Vorrichtung und der auf der gleichen Seite liegenden Ab dichtungsmembran (18) der Ventilkam mer (50) eine mit senkrecht zur Be\ve- gungsrichtung des Abschlussorganes (24) verlaufenden Widerlagfläehen ausge rüstete und unter nachgiebiger Belastung stehende Sperrvorrichtung (35, 36, 37) für ein das Abschlussorgan (24)

   im schliessenden Sinne beeinflussendes Hilf s- steuerorgan (31) vorgesehen ist. 5. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussorgan (24) auf der von dem Steuerorgan (10) der Ausströmseite be- einflussten Seite zusätzlich von einer Gegendruckfeder (28) im schliessenden Sinne beeinflusst wird. 6.

   Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Cregendruckfeder (28) gegenüber einer Verbindungsleitung zwischen Ab- schlussventilkammer (50) und Ausström- seite durch eine Kappe (30) abgeschirmt ist. 7. Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Steuermembranen (10, 14) und dem Abschlussorgan (24)' Hilfs- steuerorgane (31, 25, 38) angeordnet sind, die an den Abdichtungsmembranen (18, 21) anliegen. B.

   Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssteuerorgane (31, 38), welche Berührungsstellen mit den Steuermem branen (10, 14) aufweisen, daselbst mit tellerartigen trweiterengen (32, 39) ver sehen sind. 9.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abschlussventilkammer (50) und der vom Rückströmungsdruck beauf- schlagten Seite des Steuerorganes (10) an der Ausströmseite eine Verzögerungs- leitung (53) vorgesehen ist, die mit häu figer Richtungsänderung und einer Länge von mehr als 6 m derart angeord net ist, dass sie einen flachen Körper bildet.