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R@tehstrQDgnspel're <SEP> zur <SEP> Terlginderung <SEP> des <SEP> Zurüekströmens <SEP> eines <SEP> gasförmigen <SEP> Nediuins
<tb> <B>in <SEP> eine</B> <SEP> Leitung. <SEP> . Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dazu dient, ein gas förmiges Medium in der einen Richtung durchzulassen, das gasförmige Medium je doch zu hindern, in entgegengesetzter R,ich- t:ung rückwärts zu strömen. Derartige Vor richtungen werden beispielsweise in Apparat- ausrüstungen für Gassehweisszwecke verwen det.
Die für diesen Zweck bisher verwen deten Vorrichtungen, die sogenannten Rück- strömspe rren, fordern eine verhältnismässig hohe Initialkraft, um ein Zurückströmen des ga < f@5rmigen Mediums effektiv verhindern zu köEinen, wodurch sie auch dem Vorwärtsströ men des gasförmigen Mediums einen verhält nismässig hohen Widerstand entgegensetzen.
Ausserdem verursachen die bekannten Sperren leicht ein brummendes Geräusch sowie Stö rungen in der Durchströmungsgeschwindigkeit des Mediums bei gewisser Mediumdurchströ- mungsmenge. All dieses bietet erhebliche achteile, besonders wenn es sich um Ga.s- schweissanlagen handelt.
Die Erfindung bezweckt, in Verbindung mit der Aufhebung dieser Nachteile eine sol che Sperrvorrichtung zustandezubringen, die den kleinstmöglichen Widerstand bietet, aber trotzdem ein Zurückströmen des gasförmi gen Mediums sicher verhindert, und die ausserdem auch das Entstehen eines brum menden Geräusches in der Vorrichtung ver hindern soll.
Zu diesem Zwecke ist bei der Rückströmsperre nach der Erfindung das mit 1llembranensteuerung versehene Ventilorgan, das unter dein Einfluss einer bestimmten Ini tialkraft darnach strebt, in Schliesslage zu kommen, so ausgebildet. dass es unter dem Einfluss des Vorwärtsströmens des gasförmi gen Mediums von einer, zweckmässig erheb lich, verringerten Initialkraft beeinflusst wird.
Zur Erläuterung des Ausdruckes "erheb- lich verringert" sei bemerkt, dass, wenn 1000 Liter Gas pro 3'1inute durchströmen, die Ini tialkraft zum Beispiel um den Druck von 250 mm Wassersäule verringert und bei 3000 Liter eine Druckverringerung von 1000 mm Wassersäule erreicht wird. Der Wert vari iert je nach der Konstruktion des Injektors.
Eine Ausführungsform gemäss vorliegen der Erfindung ist auf beiliegender Zeichnung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen Schweiss posten, der mit einer Riickströmsperre nach der Erfindung versehen ist. Fig. 2 zeigt einen Mittelschnitt durch die Rückströmsperre.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Schweiss posten wird einem Schweissbrenner 1 durch eine Zufuhrleitung 2, ein Absperrventil 3, einen Druckregler 4 und an einem Manometer 5 vorbei, sowie durch einen beweglichen Schlauch 6 Sauerstoff zugeführt. Acetylen wird dem Schweissbrenner durch eine Zufuhr leitung 7, ein Absperrventil 8, einen Druck regler 9 und eine Rückströmsperre 10 sowie durch einen beweglichen Schlauch 11 zuge führt. Die Absperrventile sind gemeinsam auf einem Befestigungsorgan 12 angebracht.
Die Zufuhrleitung 2 für Sauerstoff soll an eine Speiseleitung angeschlossen sein, die zu einer Sauerstoffzentrale führt, welche vor zugsweise aus einer Anzahl Sauerstoffbehäl tern besteht, während die Zufuhrleitung 7 für Acetylen an eine Speiseleitung angeschlossen sein soll, die in direkter Verbindung mit einem Acetylengenerator oder einer Anzahl Acetylenbehältern steht.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Rück strömsperre mit einem mit der Zufuhrleitung 7 kommunizierenden Zuflusskanal 13 ver sehen, der in eine Ventilkammer 14 führt, die auf der einen Wand mit einer Dichtungs scheibe 15 versehen ist, mit der ein Ventil sitz 16, der in einer Membrane 17 aufgehängt ist, zusammenwirken soll.
Auf derjenigen Seite der Membrane, die der mit dein Ventil sitz versehenen Seite entgegengesetzt ist, be findet sich eine Membranenkammer 18, in der eine Feder 19 angebracht ist, die den Ventil sitz 16 gegen die Dichtungsscheibe 15 drückt. Der Ventilsitz 16 ist auf einer Membranen- schraube 20 ausgebildet, die mit einem Ka nal 21 versehen ist. Der als Abflussleitung dienende Schlauch 11 ist über einen Sehlauen- . Sockel 22 an die Membranenkaminer 18 an geschlossen.
Wie aus der Zeichnung deutlich hervorgeht, bildet das eine Ende der :1Tem- branensehraube 20 eine Injektordüse und der Schlauchsockel 22 eine Injektorhülse.
Wenn das Brenngas, beispielsweise Ace tylen, durch den Zuflusskanal 13 zu der Rückströmsperre zugelassen ist, aber kein Acetylen durch dieselbe strömt, da das Ace tylenventil am Schweissbrenner geschlossen ist, wird der Sitz 16 von der Feder 19 mit einer gewissen Initialkraft gegen die Dich tungsscheibe 15 gedrückt. Diese Federkraft.
muss so gross sein, dass allein die Initialkraft sichere Dichtung zwischen den Teilen 16 und 15 gegen ein Zurückströmen des Sauerstoffes erzeugt, der sieh infolge Verstopfung im Mundstückkanal des Schweissbrenners oder infolge von Ventil- und Drnckreglerleckage unter dem Einfluss seines hohen Druckes vom Schweissbrenner durch den Sehlauch 11 zur Rückströmsperre hervorsucht. Vollkommene Dichte ist im allgemeinen auch erfor derlich, wenn der Sauerstoff im Verhältnis zum Druck in der Kammer 14 einen so ge ringen Überdruck hat, dass dieser Rückdruck auf die Membrane nicht, wesentlich dazu bei tragen kann, die Dichtungskraft zwischen den Teilen 16 und 15 zu erhöhen.
Da also die Membranenfeder kräftig ge wählt werden muss, um Dichte gewährleisten zu können, wenn ein Vorwärtsströmen von Acetylen nicht stattfindet, so hat dies zur Folge, dass die bisher vorkommenden Rück- strömsperren, in denen der Injektor fehlt, auch dem normalen Vorströmen einen erheb lichen Widerstand entgegensetzen. Wenn das Acetylen in der vorgesehenen Richtung durch die Rückströmsperre laut Fig. 2 strömt,
ent steht durch das Saugen des fnjektors in der Membranenkammer 18 ein gewisser Unier- druck, der entgegen der Federkraft wirkt, so dass der Ventilsitz 16 nun vag einer erheb lich herabgesetzten Initialkraft beeinflusst wird. Die Hubhöhe der Membrane nimmt durch die Federentlastung erheblich zu, und man erhält einen bedeutend kleineren Durch strömungswiderstand.
Der Hauptwiderstand im Apparat wird hierbei nicht mehr zwischen Sitz und Dichtungsscheibe auftreten, sondern im Kanal 21 der durchbohrten Membranen- schrauba. Versuche haben ergeben, dass man in einem Apparat mit Injektor und mit einem Kanal 21 von 3 mm Durchmesser geringeren Widerstand bekommen kann als im, gleichen Apparat ohne Injektor und mit einem Kanal 21 mit 6 mm Durchmesser.
Dieser verrin gerte Widerstand in der Rückströmsperre hat unter anderem zur Folge, dass in der Zuführ- leitung 7 kein so hoher Druck zu herrschen braueht, um trotzdem den erforderlichen Druck im Schweissbrenner erzielen zu kön nen. Die Zufuhrleitung 7 kann daher bei spielsweise direkt von einem Niederdruck acetylengenerator gespeist werden.
Der ver ringerte Widerstand in der Rückströmsperre ermöglicht es auch, einen grösseren Druckfall im Druckregler 9 zulassen zu können, so dass dieser unter einem grösseren Krafteinfluss arbeitet und man den erheblichen Vorteil er zielt, dass, wenn mehrere Gasschweiss- oder Gasschneideposten gemäss Fig. 1 von densel ben Speiseleitungen für Sauerstoff bezw. Acetylen gespeist werden, das Anlassen oder Absperren an dem einen Schweiss- oder Schneideposten die Funktion der andern Po sten nicht beeinflusst.
In den bekannten Rückströmsperren muss die Kraft der die Membrane beeinflussenden Feder mittels einer durch Drosselung zwi schen Ventilsitz und Dichtungsscheibe er zeugten Differenz zwischen den Gasdrücken in den Kammern zu jeder Seite der Mem brane überwunden werden, damit sich der Sil.z überhaupt von der Dichtungsscheibe hochheben kann.
Aber eine grosse Druckdif ferenz ergibt eine kleine erforderliche Durch für eine gewisse Gasmenge, \vas in diesem Falle bedeutet, dass sich der Sitz nur sehr wenig von der Dichtungsscheibe hochhebt, wenn geringe Gasmengen durch den Apparat strömen, Lind je grösser der Ka- nal in der Membranenschraube ist, desto klei ner fällt diese Hubhöhe aus. Wenn das Ace tylen durch den Apparat strömt und die Membrane also frei schwebt, befindet sich die Membrane in einer sehr labilen Gleich gewichtslage. Möglicherweise befindet sich dieselbe ständig in sehr kleinen periodischen Bewegungen.
Wenn die Hubhöhe dann sehr klein ist, werden diese kleinen Bewegungen die Durchströmungsfläche zwischen dem Sitz und der Dichtungsscheibe so sehr variieren, dass die Druckdifferenz zwischen den Kam mern zu jeder Seite der Membrane periodisch in so grosse Werte abgeändert wird, dass die Membrane in hörbare Vibrationen versetzt wird. Der Apparat "brummt", und das Gas strömt stossweise hindurch.
Wenn der Ace tylenverbrauch zunimmt, hören die Vibra- tionen auf, da die Hubhöhe zunimmt. Man kann diese Vibrationen auch bei sehr klei nen Acetylenmengen eliminieren, wenn der Kanal in der Membranenschraube klein genug dimensioniert wird. Aber in diesem Falle entsteht im Apparat ein grosser Widerstand bei grossen Acetylenmengen, was von grossem Nachteil ist, besonders wenn der Apparat an einer Niederdruckleitung angebracht ist.
In der Rückströmsperre gemäss vorliegen der Erfindung wird die Membrane dagegen, wie erwähnt, höher angehoben; es entstehen keine Vibrationen und auch kein brummendes Geräusch, und das Gas strömt ruhig durch die Rückströmsperre. Besonders der letzt genannte Umstand ist bei Schweissoperatio nen von wesentlicher Bedeutung.
Die Erfindung soll nicht als nur auf die hier beschriebene und auf der Zeichnung ver anschaulichte Ausführungsform beschränkt betrachtet werden., da die Erfindung in auf verschiedene Weise ausgeführten, mit Mem- branensteuerung versehenen Vorrichtungen der in Rede stehenden Art und für verschie dene Zwecke verwendet werden kann.
Es können zum Beispiel mehrere Membranen und/oder mehrere Injektoren im Apparat vor handen sein, wie auch mehrere Ventilkörper im gleichen Apparat je von einer eigenen oder von einer gemeinsamen Membrane beeinflusst werden können. Die die Membrane belastende Feder kann durch Gewichte, Mediumdruck oder dergleichen ersetzt sein.
Gemäss Fig. 2 ist die Membranenschraube mit einem Durchgangskanal versehen, aber dieser Kanal könnte statt dessen ausserhalb des Umkreises der Membrane durch die<B>Ge-</B> häuse der Sperre und zur Membranenkammer 18 verlaufen, wobei der Injektor zur Senkung des Druckes in der D1embranenkammer in einer andern geeigneten Weise angeordnet sein könnte.