Ventilanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanord nung zur Steuerung des Durchflusses von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere zur Druck steuerung bei Druckgasschaltern. Derartige Schalter sind zumeist so gebaut, dass bei ihnen in der Aus schaltstellung eine Schaltkammer, in der die Unter brechung des Strompfades erfolgt, unter Druckluft gesetzt wird und dass zum Zwecke des Einschaltens die Schaltkammer entlüftet wird. Dabei bewirkt die in die Schaltlöschkammer eingeführte Druckluft die Kontakttrennung der Schaltstücke und hält die Tren nung der Schaltstücke mit ihrem Verbleib in der Schaltkammer aufrecht.
Die Entlüftung der Schalt kammer führt dann unter Vermittlung zusätzlich ein gebrachter Druckfedern zum Kontaktschluss der Schaltstücke. Der Aufbau der Schalter im besonderen richtet sich nach den geforderten Leistungen. Für kleinere Spannungen und Leistungen können z. B. pro Pol je ein Stützisolator mit je einer Schaltkammer verwendet werden, wobei die Stützisolatoren alle einem gemeinsamen Druckluftvorratsbehälter zuge ordnet sind. Für höhere Spannungen und grössere Leistungen finden dagegen pro Pol mehrere Stütz isolatoren Verwendung. Die letzteren tragen die er forderliche, in Reihe geschalteten Schaltkammern, wobei die zu einem Pol gehörenden Stützisolatoren auf einem oder auch auf mehreren Druckluftkesseln sitzen.
Dadurch, dass bei diesen Schaltern mehrere Stütz isolatoren einem Druckluftkessel zugeordnet sein kön nen, besteht die Gefahr, dass bei Schadhaftwerden eines Stützisolators oder einer Schaltkammer, oder bei Undichtwerden eines Druckluftkessels diejenigen Stützisolatoren bzw. Schaltkammern, die nicht vom Schaden betroffen sind, ebenfalls das Druckmedium verlieren. Das kann aber dazu führen, dass die Schalt strecken ungewollte Schaltungen vollziehen. Tritt z. B. an einem Stützisolator oder an einer Schaltkammer ein Schaden auf, so kann es im zugehörigen Druck luftkessel zu einer Druckabsenkung kommen, die sich auch auf die anderen Stützisolatoren und Schaltkam mern auswirkt.
Sind beispielsweise die Schaltstrecken ausgeschaltet, so können sie ungewollt bei einer be stimmten schadenbedingten Druckabsenkung schlie ssen.
Anderseits kann es vorkommen, dass bei einer Leckage an einem Kessel die ihm zugeordneten Schaltkammern oder die mit ihm in Verbindung ste henden anderen Kessel vom Verlust an Druckmedium ebenfalls betroffen werden. Erschwerend kommt hinzu, dass an den Schaltkammern ohnehin und stän dig ein gewisser Verlust an Druckmedium eintritt (Spaltluft), der durch Nachschleusung aus dem Kessel gedeckt werden muss. Ein direktes Absperren der Ein zelteile ist also nicht möglich. Auch ein Absperren durch ein Rückschlagventil bringt keine Abhilfe, da hiermit noch kein Sperrschutz für die Druckluftströ mung in beiden Richtungen gegeben ist. Man hat deshalb auch schon sogenannte Zusatzventile vor geschlagen, die z.
B. den Hauptsteuerventilen zwi schen Schaltkammer und Druckluftvorratsbehälter parallel liegen und die dem Druckausgleich und der Nachschleusung des Druckmediums, insbesondere der Druckluft, zu den Schaltkammern dienen sollen, so dass die Hauptsteuerventile nur kurzzeitig zu betäti gen sind.
Diese Zusatzventile, die auch der Verbindung zwi schen den Kesseln dienen können, sind druckabhän gig gesteuert, d. h. sie können nur für einen bestimm ten Druckbereich offengehalten werden. Der Nach teil ist jedoch auch hier, dass durch diese Steuerung über einen Druckbereich der Durchlass immer nur von der einen Seite des Ventils her, also entweder von der Schaltkammerseite her oder von der Kessel seite her geöffnet werden kann.
Abhilfe schafft hier erfindungsgemäss eine Ventil anordnung, bei der in kennzeichnender Weise das Medium nacheinander zwei Öffnungen eines Hohl körpers durchfliesst, zwischen denen ein oder zwei strömungsbetätigbare Ventilkörper liegen, die ab hängig von der Grösse und Richtung des Strömungs- bzw. Druckgefälles eine der beiden Öffnungen ver schliessen, sobald das Strömungs- bzw. Druckgefälle einen bestimmten, einstellbaren Wert überschreitet. Dabei bilden in besonders einfacher und zweckmässi ger Weise die Einzelteile eine zusammenhängende bauliche Einheit.
In bestimmten Fällen erweist es sich als zweck mässig, den Ventilkörper einseitig durch eine Druck feder zu belasten, wobei diese derart bemessen ist, dass die eine der beiden Öffnungen bei dem Druck gefälle Null geschlossen ist und sich bei einem ganz bestimmten von Null verschiedenen Wert des Druck gefälles öffnet, während die andere Öffnung bei einem ganz bestimmten höheren Wert des Druckgefälles schliesst. In der Zeichnung ist ein besonders einfaches und vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungs gemässen Ventilanordnung schematisch wiedergege ben. Da es sich dabei nur um eine Ausführungsform handelt, ist die Erfindung als solche nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
Die Ventilvorrichtung ist dabei in einem zylindri schen Gehäuse 1 untergebracht, das an seinen beiden Enden mittels nicht näher gekennzeichneter kreis scheibenförmiger Deckplatten abgeschlossen ist. Durch Deck- und Bodenplatten ist je ein mit Gewinde versehenes Rohrstück 6 bzw. 6a geführt. Diese Rohr stücke können mittels ebenfalls nicht näher gekenn zeichneter Muttern und Unterlegscheiben in bestimm ten Lagen innerhalb des zylindrischen Gehäuses fest gelegt werden. An ihren gehäuseinneren Enden be sitzen die Rohrstücke 6, 6a kreisringförmige Scheiben, deren Öffnungen 2, 2a einen Durchmesser aufweisen, welcher der lichten Weite der Rohrstücke 6, 6a ent spricht.
Ein im Mittelteil des zylindrischen Gehäuses 1 durch die Federn 5 und 5a gehaltener, ebenfalls zylindrischer Ventilkörper 3 trägt beiderseits je einen fest aufgebrachten Ventilsitz 4 bzw. 4a. Je nach Grösse und Richtung des Druckgefälles eines durch das eine Rohrstück zu und durch das andere Rohr stück ausströmenden Mediums kann dann die eine oder die andere der beiden Telleröffnungen 2 und 2a verschlossen werden. Dabei erfolgt die Betätigung bzw. Bewegung des Ventilkörpers 3 selbsttätig.
Es kann das Druckgefälle bei entsprechender Dimen- sionierung der sich an den Gehäusedeckeln und am Ventilkörper '3 abstützenden Federn 5, 5a wie auch entsprechend der Einschraubtiefe der die zentralen Öffnungen 2, 2a aufweisenden Teller einen Wert an nehmen, derart, dass der Ventilkörper auch in einer Lage verweilen kann, die beidie Öffnungen freigibt. Die Strömung des Druckmediums verläuft dabei durch Längsrillen oder Kanäle 7, die in die zylindri- sehen Aussenflächen des Ventilkörpers 3 eingelassen sind.
Das bewegungsmässige Ansprechen des Ventil körpers, wie auch der endgültige Verschluss einer der beiden Öffnungen kann durch entsprechende Bemes sung der Druckfedern 5, 5a oder durch mehr oder weniger starkes Hineindrehen der Zuführungsrohre 6, 6a in das zylindrische Gehäuse, d. h. durch Verklei nern der Abstände der Ventilsitze von den Rohr tellern, eingestellt werden.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federn 5,<I>5a</I> so dimensioniert, dass, wenn kein Druck gefälle zwischen den Durchlassöffnungen 2, 2a vor handen ist, der Ventilkörper 3 eine Grundstellung einnimmt, die beide Öffnungen freigibt. Tritt jetzt auf der einen Seite, beispielsweise der des Rohrstückes 6, eine Druckabsenkung auf, so kann die Luft über die Rillen 7 am Ventilkörper von der Seite des Rohr stückes 6a zur Seite des Rohrstückes 6 nachströmen. Wird jedoch hierbei das Druckgefälle zwischen den Öffnungen 2a und 2 zu gross, so setzt der Ventil körper 3 mit seinem Sitz 4 auf den Rand des die zentrale Öffnung 2 aufweisenden Tellers auf und un terbricht die Luftströmung.
Die gleiche Wirkung tritt in umgekehrter Richtung ein, wenn die Druckabsen kung auf der anderen Seite auftreten würde.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Rillen 7 für den Druckluftdurchlass kann es zweckmässig sein, diese schraubenlinienförmig mit einer Steigung aus zuführen, um beim Betätigen des Ventilkörpers die sem einen Drall zu erteilen. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Ventilkörpers verhindert. Anstelle der Rillen können auch Bohrungen im Ventilkörper vor gcsehen werden, dies insbesondere dann, wenn jeder Durchlassöffnung ein getrennter Ventilkörper zuge ordnet ist. Letzteres kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Ventilkörper keine bauliche Ein heit bilden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Rillen 7 statt im Ventilkörper 3 im Gehäuse 1 vorzusehen. Das bringt fertigungstechnische Vorteile unter Umständen mit sich.
Für bestimmte Drucksteuerungen ist es vorteil haft, die Grund- oder Ausgangsstellung der Ventil anordnung so vorzusehen, dass sie beim Druckgefälle Null stets eine Durchlassöffnung verschliesst. Das er weist sich schon deshalb als zweckmässig, weil es eine sehr exakte Justierarbeit erfordert, die Grundstellung so zu wählen, dass beide Durchlassöffnungen offen gehalten werden. Von Vorteil ist diese Anordnung z. B., wenn sie bei Druckluftschaltern zwischen Schalt kammern- und Kessel parallel zum Hauptschaltventil angeordnet wird.
Da hierbei immer der in der Schalt kammer vorhandene Druck der wichtigere ist, ist es allgemein unerwünscht, dass ein Druckausgleich von der Schaltkammer zurück in den Kessel erfolgt. Die Ventilanordnung wird hier u. a. also so verwendet, dass die Richtung von der Schaltkammer zum Kessel gesperrt ist, dass aber bei einem genügenden Druck in der Schaltkammer, der z. B. durch kurzseitiges Öffnen des Hauptschaltventils erreicht wird, eine Nachschleusung von Druckluft aus dem Kessel zur Schaltkammer erfolgen kann. Der entsprechende Druck ist an der Ventilanordnung einstellbar. Die Ven tilanordnung öffnet sich also, wenn auf der Schalt kammerseite ein erforderlicher Mindestdruck vorhan den ist.
Geht der Druck infolge irgendeiner zu grossen Druckabsenkung auf der Schaltkammerseite verloren, dann wird die Druckdifferenz in der Ventilanordnung wieder zu gross, und der Ventilkörper verschliesst die vorher freigegebene Öffnung wieder. Hat sich da gegen auf beiden Seiten Druckgleichheit eingestellt, so nimmt der Ventilkörper seine Grundstellung ein und verschliesst in diesem Fall die andere Öffnung. Um in diesem Fall eine Umkehr der Strömungsrichtung sicher zu vermeiden, kann die Ventilanordnung so eingestellt werden, dass sie schon kurz vor Erreichen der Druckgleichheit die andere Öffnung, also die Öffnung auf der Kesselseite sperrt.
Es liegt hier eine Ventilanordnung vor, die die eine Strömungsrichtung ständig unterbindet und die die andere Strömungs richtung nur für einen bestimmten einstellbaren Be reich des Druckgefälles zwischen den beiden Durch lassöffnungen freigibt.
Kommt es dagegen allein auf die Steuerung des Druckausgleichs z. B. zwischen zwei Kesseln an, so wird zweckmässig allein eine Ventilanordnung zwi schen diesen beiden Kesseln geschaltet, die in beiden Richtungen druckabhängig die Ausgleichsströmung freigibt. Hier ist im allgemeinen eine Ventilanord nung zu verwenden, in deren Grundstellung beide öff- nungen freigegeben sind.
Erwähnt sei noch, dass die beschriebene Ventil anordnung bzw. das beschriebene Steuerungsorgan nicht allein auf die Steuerung des Druckausgleichs zwischen Druckluftbehältern anwendbar ist, sondern dass auch eine Anwendung in Form einer hydrauli schen Steuerungsvorrichtung möglich ist.