CH635409A5

CH635409A5 - Sicherheitsabsperrventil.

Info

Publication number: CH635409A5
Application number: CH204479A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Fischer; Werner Pick
Original assignee: Regel Messtechnik Gmbh
Priority date: 1978-03-22
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1983-03-31
Also published as: GB2017271B; FR2420702B1; DE2812484C2; NL7901709A; DE2812484A1; FR2420702A1; GB2017271A

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsabsperrventil, insbesondere für Gas-Druckregelanlagen, welches im Störungsoder Versagensfalle der Druckregelgeräte den Durchfluss des Gasstromes selbsttätig absperrt, sobald dessen Druck auf der Ausgangsseite der Druckregelanlage einen unzulässig hohen bzw. niedrigen Wert erreicht, und bei welchem die dem Auslösen des Sicherheitsabsperrventils dienenden mechanischen Mittel, der Stellantrieb, derauf einer Schaltstange angeordnete Ventilteller sowie das mit der Schaltstange zusammenwirkende Schaltlager des Auslösemechanismus in einem ihnen gemeinsamen Gehäuse funktionell zusammengefasst sind, und das Schliessen des Ventils schlagartig durch eine der Schaltstange vermittelte Schubbewegung erfolgt.

In der DE-OS 2 303 715 wurde bereits ein Sicherheitsabsperrventil vorgeschlagen. Bei diesem ist der Auslösemechanismus unter Verzicht auf Hebelgestänge oder Klinkengesperre ausserhalb des Stellgerät-Strömungsraumes angeordnet. Der Auslösemechanismus Iässt sich dem Vorschlag zufolge durch mehrere, voneinander unabhängige Einrichtungen zur Wirkung bringen. Der Auslösemechanismus nach DE-OS 2 303 715 ist nach Art einer Walzenschaltung ausgebildet, welche mittels eines drehbar gelagerten Schaltlagers im Normalbetrieb eingerastet ist, während sie bei Störungen ausrastet.

Das Stellglied und der Stellantrieb sind bei dem bekannten Vorschlag über eine Welle mit dem Auslösemechnismus derart verbunden, dass sich beide bei eingerasteter Walzenschaltung in Öffnungsstellung und im ausgerasteten Zustand in Schliessstellung befinden. Es versteht sich, dass ein derartiger Auslösemechanismus lediglich bei Sicherheitsabsperrventilen mit drehbeweglichem Stellglied Anwendung finden kann.

Vorgeschlagen wurde ferner schon (DE-OS 2 658 988) ein Sicherheitsabsperrventil, dessen Auslösemechnismus im wesentlichen aus einer achsial verschiebbaren Schaltstange besteht, an deren oberem Ende der Ventilteller und in deren Mittelbereich mit achsialem Abstand eine Führungsbuchse sowie eine Schaltbuchse angeordnet sind. Die Führungsbuchse wirkt dem Vorschlag zufolge gleichermassen mit im wesentlichen aus Federn und Kugeln bestehenden Aggregaten und mit der partiell zu den Kugeln korrespondierend ausgebildeten Schaltstange im Sinne einer ersten, die Hauptlast tragenden Rast zusammen. Diese Rast wiederum ist mittels einer zweiten, etwa gleichartig aufgebauten und im wesentlichen aus Schaltbuchse, umfangsverteilt angeordneten Kugeln sowie partiell zu diesen Kugeln korrespondierend ausgebildeten Schaltstange bestehenden, jedoch eine kleinere (Zusatz-) Last tragenden Rast nach Art einer Kaskade auslösbar.

Der Lösungsvorschlag nach der DE-OS 2 303 715 hat im praktischen Betrieb die in ihn gesetzten Erwartungen gleichermassen gut erfüllt wie die Lösung nach der DE-OS 2 658 988. Angesichts dessen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Sicherheitsabsperrventil zu schaffen, welches die Vorteile beider Lösungen in sich vereinigt, nämlich zum einen das bewährte Schaltlager-Prinzip und zum anderen das achsiale Verschieben der Schaltstange. Hieraus ergibt sich ein vor allem in fertigungstechnischer Hinsicht einfaches und deshalb leicht realisierbares Sicherheitsabsperrventil.

Ihre erfindungsgemässe Lösung erfährt diese Aufgabe dadurch, dass das Auslösen der Schubbewegung durch eine lediglich partielle Drehbewegung der nach Art einer Kugelschaltung ausgebildeten mechanischen Mittel bewirkt wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung dieses die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedankens besteht die Kugelschaltung aus einem Schaltlager, welches in an sich bekannter Weise mit mehreren umfangsverteilten Ausnehmungen an seiner Peripherie sowie - ebenfalls umfangsverteilt - mit mehreren Schaltnocken im Inneren seiner Zentralbohrung versehen ist. Das Schaltlager ist dabei mit definiertem radialen Abstand zur Schaltstange drehbeweglich im Gehäuse gelagert. Dieser Abstand ist derart bemessen, dass er das Zwischenfügen einer gehäusefesten Führungsbuchse gestattet. Zwischen dem unteren Teil der Schaltstange und dem zu dieser koaxial angeordneten Schaltlager ist hingegen ein der Aufnahme von wenigstens zwei umfangsverteilten, sich vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Kugeln dienender Radialabstand vorgesehen.

Ein weiteres Merkmal der Ausgestaltung besteht darin,

dass die Kugeln zum einen in korrespondierend ausgebildeten, am unteren Ende der Führungsbuchse angeordneten Ausnehmungen geführt und zum anderen unter einem an der Schaltstange befindlichen Bund einrastbar sind. Vervollkommnet wird dieses Merkmal schliesslich auch noch dadurch, dass die am unteren Ende der Führungsbuchse angeordneten Ausnehmungen sich diametral gegenüberliegen.

Mit der insoweit vorgeschlagenen Erfindung geht nicht nur der Vorteil hoher Betriebssicherheit und fertigungstechni2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

SS

60

65

scher Einfachheit einher, sondern die Erfindung ermöglicht es zudem auch, mehr als nur eine Kontroll- bzw. Auslösevorrichtung anzubauen. Diesem letztgenannten Kriterium liegen vor allem sicherheitstechnische Erwägungen zugrunde, welche in der Gas-Druckregeltechriik grosse Bedeutung haben.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Sicherheitsabsperrventil,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch das den Auslösemechanismus aufnehmende Gehäuse entlang der Linie I... I der Fig. 1, in welchem die Stellung des Auslösemechanismus dem des geöffneten Sicherheitsabsperrventils entspricht, und schliesslich

Fig. 3 einen Horizontalschnitt analog Fig. 2, in welchem jedoch die Stellung des Auslösemechanismus dem des geschlossenen Sicherheitsabsperrventils entspricht.

In Fig. 1 durchströmt der durch den Pfeil 1 symbolisierte Gasstrom den Raum 2a des Stellgliedgehäuses 2. Der Gasstrom tritt bei geöffnetem Ventilteller 3 bei Pfeil 4 wieder aus.

Die Schaltstange 5 ist mit dem Ventilteller 3 fest verbunden. Sie lagert in der Führungsbuchse 6 und durchragt den nachfolgend näher beschriebenen Auslösemechanismus. Dieser ist nach Art einer Kugelschaltung ausgebildet und besteht im wesentlichen aus dem unteren Teil 5a der Schaltstange 5, dem unteren Teil 6a der Führungsbuchse 6, dem Schaltlager 7 mit Schaltnocken 7a (Fig. 2,3), dem Kugellager 8 und den Kugeln 9.

Die Schaltstange 5 hat in ihrem unteren Teil 5a einen Bund 5b, auf welchem die Kugeln 9 einrasten können. Diese liegen in den Ausnehmungen 6b am Ende des unteren Teiles 6a der Führungsbuchse 6. Das Gehäuse 10 mit seinem Deckel 11 dient der Aufnahme der Führungsbuchse 6 und des Kugellagers 8. Zwischen diesen beiden Teilen ist das Schaltlager 7 drehbeweglich angeordnet, welches an seiner Zentralbohrung 7c mehrere Schaltnocken 7a trägt. Im eingerasteten Zustand liegen die Schaltnocken 7a den Kugeln 9 gegenüber. Dem Schaltlager 7 ist eine Rückholfeder 12 zugeordnet, unter deren Wirkung das Schaltlager 7 in die Einrastlage zurückgedreht wird, sobald der auslösende Impuls nicht mehr einwirkt.

635409

Das Schaltlager 7 ist mit mehreren peripheren Ausnehmungen oder dgl. 7b versehen. Diese treten beim Auslösen des Schnellschlusses des Ventiltellers 3 mit Auslöseschiebern, -stiften oder dgl. 13 in Wirkverbindung. Diese wiederum sind integrierender Bestandteil besonderer Kontrolleinrichtungen 14. Diese Einrichtungen können dabei - je nach Bedarf oder Wunsch - entweder pneumatisch oder elektrisch zur Wirkung gebracht werden; die Auslöseeinrichtung 15 wird manuell betätigt.

Die als Druckfeder ausgebildete Schliessfeder 16 ist zwischen Ventilteller 3 und Boden 16a des Antriebsgehäuses 17 angeordnet. Die Federkraft ist so gross bemessen, dass der Dichtring 18 in der Nut 19 des Ventiltellers 3 auch bei geringen Betriebsdrücken so verformt wird, dass eine absolute Dichtheit zwischen Ventilteller 3 und Ventilsitz 20 gewährleistet ist.

Das Sicherheitsabsperrventil mit seiner Auslösemechanik hat folgende Wirkungsweise:

Das Öffnen des Ventiltellers 3 erfolgt durch Drücken des auf dem oberen Ende der Schaltstange 5 befestigten Knopfes (nicht dargestellt). Hierbei wird die Schaltstange 5 so weit nach unten bewegt, dass das unter der Wirkung der Rückholfeder 12 stehende Schaltlager 7 die Kugeln 9 unter dem Bund' 5b der Schaltstange 5 einrastet. Infolge des Einrastens der Kugeln 9 entsteht eine lösbare Verbindung zwischen der feststehenden Führungsbuchse 6 und der schubbeweglichen Schaltstange 5. Zugleich mit der Schubbewegung der Schaltstange 5 während des Öffnungsvorganges wird die Schliessfeder 16 gespannt.

Besteht akuter Anlass, das Sicherheitsabsperrventil im Schnellschluss zu schliessen, so geschieht dies durch eine der Auslöseeinrichtungen (Kontrolleinrichtung 14, Handauslösung 15). Beim Schnellschluss wird das Schaltlager 7 unter der Wirkung einer der Auslöseeinrichtungen 14,15 einer Drehbewegung unterworfen; bei dieser Bewegung geben die Schaltnocken 7a im Schaltlager 7 die Kugeln 9 und diese wiederum die Schaltstange 5 frei. Die unter der Wirkung der Schliessfeder 16 stehende Schaltstange 5 führt dabei samt dem auf ihr befestigten Ventilteller 3 eine Schubbewegung in Richtung auf den Ventilsitz 20 aus und sperrt den Durchfluss des Mediums ab. Der Eingangsdruck des absperrenden Mediums drückt auf den Ventilteller 3 und unterstützt die Dichtkraft der Schliessfeder ab.

3

s

10

15

20

25

30

35

40

B

2 Blatt Zeichnungen

Claims

635409 PATENTANSPRÜCHE

1. Sicherheitsabsperrventil, insbesondere für Gas-Druckregelanlagen, welches im Störungs- oder Versagensfalle der Druckregelgeräte den Durchfluss des Gasstromes selbsttätig absperrt, sobald dessen Druck auf der Ausgangsseite der Druckregelanlage einen unzulässig hohen bzw. niedrigen Wert erreicht, und bei welchem die dem Auslösen des Sicherheitsabsperrventils dienenden mechanischen Mittel, der Stellenantrieb, der auf einer Schaltstange angeordnete Ventilteller sowie das mit der Schaltstange zusammenwirkende Schaltlager des Auslösemechanismus in einem ihnen gemeinsamen Gehäuse funktionell zusammengefasst sind, und das Schliessen des Ventils schlagartig durch eine der Schaltstange vermittelte Schubbewegung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen der Schubbewegung durch eine lediglich partielle Drehbewegung der nach Art einer Kugelschaltung ausgebildeten mechanischen Mittel bewirkt wird.

2. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelschaltung im wesentlichen aus einem Schaltlager (7) besteht, welches mit mehreren umfangsverteilten Ausnehmungen (7b) an seiner Peripherie sowie - ebenfalls umfangsverteilt - mit mehreren Schaltnocken (7a) im Inneren seiner Zentralbohrung (7c) versehen ist, wobei das Schaltlager (7) mit definiertem radialem Abstand zur Schaltstange (5) drehbeweglich im Gehäuse (10) gelagert und dieser Abstand dabei derart bemessen ist, dass er das Zwischenfügen einer gehäusefesten Führungsbuchse (6) gestattet, während zwischen dem unteren Teil (5a) der Schaltstange (5) und dem zu dieser koaxial angeordneten Schaltlager (7) ein der Aufnahme von wenigstens zwei umfangsverteilten, sich vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Kugeln (9) dienender Radialabstand vorgesehen ist.

3. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (9) zum einen in korrespondierend ausgebildeten, am unteren Ende (6a) der Führungsbuchse (6) angeordneten Ausnehmungen (6b) geführt und zum anderen unter einem an der Schaltstange (5) befindlichen Bund (5b) einrastbar sind.

4. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am unteren Ende (6a) der Führungsbuchse (6) angeordneten Ausnehmungen (6b) sich diametral gegenüberliegen.