DD232335A5

DD232335A5 - DEVICE FOR AVOIDING OVERPRESSURE IN THE HOUSING OF SHEARING EQUIPMENT

Info

Publication number: DD232335A5
Application number: DD27291085A
Authority: DD
Inventors: Walter Meyer; Theo Gikadi
Original assignee: Deutsche Babcock Werke Ag,De
Priority date: 1984-02-01
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-01-22
Also published as: FR2558921A1; BE901597A; CS257270B2; FR2558921B1; DE3403379A1; DE3403379C2

Abstract

Um einen Ueberdruck im Gehaeuse (2) einer Absperreinrichtung (1) nicht entstehen zu lassen, ist ausserhalb des Gehaeuses (2) ein Zylinder (18) vorgesehen, der mit zwei einander gegenueberliegenden Bohrungen (10, 11) und einer quer zu diesen verlaufenden Bohrung versehen ist. Die gegenueberliegenden Bohrungen (10, 11) sind mit den Rohrstutzen (3, 4) der Absperreinrichtung (1) und die weitere Bohrung ist mit dem Gehaeuse (2) verbunden. In dem Zylinder (18) ist ein Kolben (19) in einen radialen, als Drosselstrecke ausgebildeten, Abstand gefuehrt. Der Kolben (19) verschliesst stets die mit dem druckbeaufschlagten Rohrstutzen (3, 4) verbundene Eintrittsoeffnung der Bohrungen (10, 11). Die Eintrittsoeffnungen der Bohrungen (10, 11) in den Zylinder (18) weisen unterschiedliche Durchmesser auf, wobei die der groesseren Eintrittsoeffnungen gegenueberliegende Stirnseite des Kolbens (19) ueber Federn (22) abgestuetzt ist. FigurIn order not to give rise to an overpressure in the housing (2) of a shut-off device (1), a cylinder (18) is provided outside the housing (2) and provided with two bores (10, 11) opposite one another and a bore running transversely thereto is provided. The opposite holes (10, 11) are connected to the pipe socket (3, 4) of the shut-off device (1) and the further bore is connected to the housing (2). In the cylinder (18), a piston (19) is guided in a radial, designed as a throttle path, distance. The piston (19) always closes the inlet opening of the bores (10, 11) connected to the pressurized pipe socket (3, 4). The inlet openings of the holes (10, 11) in the cylinder (18) have different diameters, wherein the larger inlet openings opposite end face of the piston (19) via springs (22) is abgestuetzt. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung eines Überdruckes im Gehäuse von Absperreinrichtungen mit wechselnder Druckbeaufschlagung, bei der eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Kammer zwei einander gegenüberliegende Bohrungen aufweist, deren Eintrittsöffnungen in die Kammer von Dichtflächen umgeben sind, und die jeweils über eine Druckleitung mit dem einen bzw. anderen der an die Absperreinrichtung angeschlossenen Rohrstutzen verbunden sind, wobei in die Kammer quer zur Achse der Bohrungen eine weitere Druckleitung in Verbindung steht. Derartige Einrichtungen werden bei Absperrschiebern für Rohrleitungen verwendet, in denen ein flüssiges oder gasförmiges Medium, wie Öl, Wasser, Dampf oder Gas strömt. Sie dienen dazu, unzulässig hohe Druckanstiege zu vermeiden, die bei Absperrschiebern mit doppelter Absperrung im geschlossenen Zustand durch Erwärmung des im Schiebergehäuse eingeschlossenen Mediums entstehen können.The invention relates to a device for preventing overpressure in the housing of shut-off devices with alternating pressurization, in which a chamber disposed outside the housing has two opposing bores whose inlet openings are surrounded in the chamber by sealing surfaces, and each via a pressure line to the one or other connected to the shut-off pipe stub, wherein in the chamber transverse to the axis of the bores another pressure line is in communication. Such devices are used in shut-off valves for pipelines in which a liquid or gaseous medium, such as oil, water, steam or gas flows. They serve to avoid impermissibly high pressure increases, which can occur in the case of shut-off valves with double shut-off in the closed state by heating the medium enclosed in the valve housing.

Characteristic of the known technical solutions

Bei einer aus der DE-PS 2651986 bekannten Einrichtung sind die Dichtelemente zum Verschließen der Öffnungen der Kammer über je einen Faltenbalg mit einem zwischen ihnen liegenden Mittelstück gasdicht verbunden. Zusätzlich zu den Faltenbälgen ist mindestens eine Feder vorgesehen, auf die sich die Dichtelemente gegeneinander abstützen. Beide Öffnungen der Druckleitungen werden bei dieser Einrichtung durch die dabei unter dem Druck der einen Druckleitung und der Federn stehenden Dichtelemente abgedichtet. Die druckseitige Dichtung wird erst dann von ihrem Dichtsitz unter Bildung eines Durchtrittsspaltes abgehoben, wenn in dem Gehäuse der Absperreinrichtung ein Überdruck, der einen vorgegebenen Differenzdruck überschreitet, entstanden ist und über die weitere Druckleitung auf den Faltenbalg wirkt. Der Faltenbalg wird zusammengedrückt, so daß das Dichtelement zur Seite des höheren Druckes hin öffnet und das Gehäuse der Absperreinrichtung von dem Überdruck entlastet wird.In one known from DE-PS 2651986 device, the sealing elements for closing the openings of the chamber via a respective bellows with a middle piece lying between them are connected gas-tight. In addition to the bellows at least one spring is provided, on which the sealing elements are supported against each other. Both openings of the pressure lines are sealed in this device by doing standing under the pressure of a pressure line and the springs sealing elements. The pressure-side seal is then lifted from its sealing seat to form a passage gap when in the housing of the shut-off device, an overpressure which exceeds a predetermined differential pressure, is formed and acts on the bellows via the further pressure line. The bellows is compressed, so that the sealing element opens to the side of the higher pressure and the housing of the shut-off device is relieved of the pressure.

Die bekannte Einrichtung hat sich im Betrieb zwar grundsätzlich bewährt, kann jedoch in einigen Punkten noch verbessert werden. So ist die bekannte Einrichtung wegen der verwendeten Faltenbälge im Einsatzbereich begrenzt. Darüber hinaus findet der Druckausgleich nur zeitweilig und erst nach Überschreiten eines vorgegebenen Überdruckwertes statt.Although the known device has basically proven itself in operation, it can still be improved in some respects. Thus, the known device is limited because of the bellows used in the field. In addition, the pressure compensation takes place only temporarily and only after exceeding a predetermined pressure value.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, den Bauaufwand der bekannten Einrichtung zu verringern und deren Einsatzbereich zu erweitern.It is the object of the invention to reduce the construction cost of the known device and to expand its application.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung so zu verbessern, daß ein ständiger Druckausgleich zwischen der jeweiligen Druckleitung und dem Gehäuse der Absperreinrichtung stattfinden kann, wobei der Dichtkörper mit einer kontrollierbaren Kraft angepreßt wird.The invention has for its object to improve the generic device so that a constant pressure equalization between the respective pressure line and the housing of the shut-off can take place, wherein the sealing body is pressed with a controllable force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kammer als Zylinder mit Drosselführung ausgebildet ist, in dem ein zweiseitig beaufschlagbarer kolbenstangenloser Kolben verschiebbar geführt ist, der an seinen beiden Stirnseiten mit Sitzflächen versehen ist, die mit den Dichtflächen der Bohrungen zusammenwirken und daß die Eintrittsöffnung der einen Bohrung einen größeren Durchmesser aufweist als d^;3 Eintrittsöffnung der anderen Bohrung.This object is achieved in that the chamber is designed as a cylinder with throttle guide, in which a two-sided acted piston rod piston is slidably guided, which is provided at its two end faces with seating surfaces which cooperate with the sealing surfaces of the holes and that the inlet opening of a bore has a larger diameter than d ^; 3 entrance hole of the other hole.

Über diese Einrichtung ist stets eine Verbindung zwischen der druckführenden Seite und dem Innenraum des Gehäuses der Absperreinrichtung vorhanden, so daß sich ein überdruck im Gehäuse gar nicht erst ausbilden kann. Der verwendete Kolben wird bevorzugt durch den Druck des Mediums auf den Sitz an der drucklosen Seite gedrückt. Damit sind die Anpreßdrücke kontrollier- und berechenbar. Die Federn nach der Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen dienen dazu, bei geringen Druckunterschieden noch eine eindeutige Stellung des Kolbens sicherzu stellen. In die Berechnung der Anpreßkraft gehen die Federkräfte nicht als die ausschlaggebende Größe ein. Die Einrichtung selbst verwendet nur einfache Konstruktionselemente, so daß sie wenig störanfällig ist. -.....About this device is always a connection between the pressure-carrying side and the interior of the housing of the shut-off device available, so that an overpressure in the housing can not even form. The piston used is preferably pressed by the pressure of the medium on the seat on the non-pressurized side. Thus, the contact pressures are controlled and calculable. The springs according to the embodiment according to the subclaims serve to make sicherzu at low pressure differences still a unique position of the piston. In the calculation of the contact pressure spring forces are not the decisive factor. The device itself uses only simple construction elements, so that it is less susceptible to interference. -.....

jsführungsbeispieljsführungsbeispiel

η Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung slit den Längsschnitt durch eine Überdrucksicherung gemäß der Erfindung dar.Embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. The drawing slit the longitudinal section through an overpressure protection according to the invention.

e gezeigte Absperreinrichtung 1 stellt einen Absperrschieber dar, der aus einem Gehäuse 2 mit seitlich angeschlossenen shrstutzen 3,4 besteht. Mit Hilfe einer Spindel 5 werden die Schieberplatten 6 in Offen- oder Schließstellung gebracht.Shut-off device 1 shown represents a gate valve, which consists of a housing 2 with side-connected shrub 3.4 3.4. With the help of a spindle 5, the slide plates 6 are brought into the open or closed position.

jßerhalb des Gehäuses 2 der Absperreinrichtung 1 ist eine Kammer vorgesehen, die durch ein Gehäuse 7 gebildet ist. Das 3häuse7 ist durch einen Deckel 24 verschließbar, der eine der Stirnwände 8,9 der Kammer darstellt. Beide Stirnwände 8,9 sind >n je einer Bohrung 10,11 durchdrungen und mit einer Dichtfläche 12,13 versehen, die die Eintrittsöffnungen der jeweiligen jhrungen 10,11 umgeben. Die Bohrungen 10,11 sind über Druckleitungen 14,15 mit den Rohrstutzen 3,4 der Dsperreinrichtung 1 verbunden. In die Seitenwand 16 der Kammer mündet eine weitere Druckleitung 17 hinein, die in den nenraum des Gehäuses 2 der Absperreinrichtung 1 geführt ist.Outside the housing 2 of the shut-off device 1, a chamber is provided, which is formed by a housing 7. The 3häuse7 is closed by a cover 24, which is one of the end walls 8.9 of the chamber. Both end walls 8,9 are> n each a bore 10,11 penetrated and provided with a sealing surface 12,13, which surrounds the inlet openings of the respective years 10,11. The holes 10,11 are connected via pressure lines 14,15 with the pipe socket 3,4 of Dsperreinrichtung 1. In the side wall 16 of the chamber, a further pressure line 17 opens, which is guided in the nenraum of the housing 2 of the shut-off device 1.

sr Innenraum der Kammer ist als Zylinder 18 ausgebildet, in der ein kolbenstangenloser Kolben 19 verschiebbar geführt ist.The interior of the chamber is designed as a cylinder 18, in which a piston rodless piston 19 is displaceably guided.

abei ist ein Spiel zwischen dem Außendurchmesser Di des Kolbens 19 und dem Innendurchmesser des Zylinders 18 ngehalten. Auf diese Weise stellt die Führung des Kolbens 19 in dem Zylinder 18 eine Drosselstrecke dar.From a game between the outer diameter Di of the piston 19 and the inner diameter of the cylinder 18 is kept low. In this way, the leadership of the piston 19 in the cylinder 18 is a throttle section.

sr Kolben 19 ist an seinen Stirnseiten mit Sitzflächen 20,21 versehen, die den ihnen gegenüberliegenden Dichtflächen 12,13 ϊγ Stirnwände 8,9 entsprechen und mit diesen zur Herstellung einer Abdichtung zusammenwirken. Die Länge des Kolbens 19 t etwas geringer als die Länge des Zylinders 18, so daß je nach der Stellung des Kolbens 19 zwischen den Dichtflächen 12,13 id den Sitzflächen 20,21 an der eine oder anderen Stirnwand 8,9 ein Spalt s besteht.sr piston 19 is provided at its end faces with seats 20,21, which correspond to their opposite sealing surfaces 12,13 ϊγ end walls 8,9 and cooperate with these to produce a seal. The length of the piston 19 t is slightly less than the length of the cylinder 18, so that depending on the position of the piston 19 between the sealing surfaces 12,13 id the seat surfaces 20,21 at one or the other end wall 8,9 a gap s exists.

ie Eintrittsöffnungen der beiden in den Stirnwänden 8,9 angebrachten Bohrungen 10,11 weisen unterschiedliche Durchmesser jf. Dementsprechend sind auch die mittleren Durchmesser der kreisringförmigen Dichtflächen 12,13 unterschiedlich großThe inlet openings of the two bores 10, 11 mounted in the end walls 8, 9 have different diameters jf. Accordingly, the average diameter of the annular sealing surfaces 12,13 are different in size

ie Stirnseite des Kolbens 19, deren Sitzfläche 21 den größeren Durchmesser aufweist, kann über Federn 22, zum Beispiel :hraubenfedern auf der Stirnwand 9 abgestützt sein. Diese Federn 22 dienen dazu, den Kolben 19 in einer definierten Stellung nerhalb des Zylinders 18 zu bringen und zu halten. Auf der Stirnseite des Kolbens 19 mit der kleineren Sitzfläche 20 können Denfalls Federn 23 vorgesehen werden. Die Federkraft dieser zusätzlichen Federn 23 ist geringer als die der Federn 22 auf der sgenüberliegenden Seite des Kolbens 19.The end face of the piston 19, whose seat surface 21 has the larger diameter, can be supported on the end wall 9 via springs 22, for example: helical springs. These springs 22 serve to bring the piston 19 in a defined position within the cylinder 18 and hold. On the front side of the piston 19 with the smaller seat 20 Denfalls springs 23 can be provided. The spring force of these additional springs 23 is less than that of the springs 22 on the opposite side of the piston 19th

π drucklosen Zustand nimmt der Kolben 19 innerhalb des Zylinders 18 aufgrund der herrschenden Federkräfte die in der sichnung dargestellte Stellung ein, d.h. der Kolben 19 wird mit seiner Sitzfläche 20 auf die Dichtfläche 12 mit dem kleineren urchmesserd gedruckt. Dabei ist über die Bohrung 11, die Druckleitungen 15,17 und die Drosselstrecke des Kolbens 19 eine erbindung zwischen dem Innenraum des Gehäuses 2 und dem Rohrstutzen 3 der Absperreinrichtung 1 hergestellt. Die gleiche teilung nimmt der Kolben 19 ein, wenn die Absperreinrichtung 1 geschlosssen ist und der Systemdruck auf der Seite des ruckstutzens 3 ansteht. In diesem Fall ist eine Verbindung des Gehäuses 2 der Absperreinrichtung 1 zu der druckführenden eite geschaffen, so daß gilt:π pressure-free state, the piston 19 assumes within the cylinder 18 due to the prevailing spring forces the position shown in the position, i. the piston 19 is printed with its seat 20 on the sealing surface 12 with the smaller diameter. In this case, a connection between the interior of the housing 2 and the pipe socket 3 of the shut-off device 1 is made via the bore 11, the pressure lines 15,17 and the throttle section of the piston 19. The same division takes the piston 19 when the shut-off device 1 is closed and the system pressure is present on the side of the jerk neck 3. In this case, a compound of the housing 2 of the shut-off device 1 is created to the pressurized eite, so that applies:

( 1 ) P₂ = P₁ τ, P(1) P ₂ = P ₁ τ, P

ie Dichtkraft, mit der der Kolben 19 gegen die Dichtfläche 12 gedrückt wird, ergibt sich aus dem Systemdruck P₂ multipliziert mit er von der kleineren Dichtfläche 12 umschlossenen Fläche:The sealing force with which the piston 19 is pressed against the sealing surface 12 results from the system pressure P ₂ multiplied by the area enclosed by the smaller sealing surface 12:

( 2 ) F = P₂ . d² .K (2) F = P ₂ . d ² .K

lind Federn 22,23 vorgesehen, so kommt als Dichtkraft die Federkraft der Federn 22 vermindert um die Federkraft der Federn 23Lind springs 22,23 provided so comes as a sealing force, the spring force of the springs 22 is reduced by the spring force of the springs 23rd

iteht bei geschlossener Absperreinrichtung 1 der Systemdruck auf der Seite des Rohrstutzens 4 an, so wirkt dieser über die iruckleitung 14 auf die von der Sitzfläche 20 umschlossene Fläche des Kolbens 19 und erzeugt damit eine Druckkraft vonif the system pressure on the side of the pipe socket 4 is applied when the shut-off device 1 is closed, then this acts via the irrigation line 14 on the surface of the piston 19 enclosed by the seat surface 20 and thus generates a pressure force of

( 3 ) F = P . d² ^(3) F = P. d ² ^

liese Druckkraft ist größer als die Federkraft der Federn 22, so daß der Kolben 19 von der Dichtfläche 12 abhebt. Aufgrund der wischen dem Kolben 19 und dem Zylinder 18 bestehenden Drosselstrecke wird der Druck nicht sogleich abgebaut. Vielmehr i/ird nach dem Abheben des Kolbens 19 die wirksame Druckkraft wegen der nun größeren Wirkfläche sprunghaft größer und der kolben 19 drückt mit einer Kraft vonread compressive force is greater than the spring force of the springs 22, so that the piston 19 lifts from the sealing surface 12. Due to the wiper piston 19 and the cylinder 18 existing throttle section, the pressure is not reduced immediately. Rather, after lifting off the piston 19, the effective pressure force suddenly increases due to the larger effective area and the piston 19 presses with a force of

( 4 ) F = ρ . D² .K (4) F = ρ. D ² .K

jnter Überwindung der Federkraft der Federn 22 gegen die Dichtfläche 13. Auf diese Weise ist über die Druckleitung 14,17, die 3ohrung 10 und die Drosselstrecke zwischen dem Kolben 19 und dem Zylinder 18 eine Verbindung zwischen dem Innenraum des 3ehäuses2 und dem Rohrstutzen 4 auf der druckbeaufschlagten Seite der Absperreinrichtung 1 geschaffen. Es gilt:Overcoming the spring force of the springs 22 against the sealing surface 13. In this way, via the pressure line 14,17, the 3ohrung 10 and the throttle section between the piston 19 and the cylinder 18, a connection between the interior of the 3ehäuses2 and the pipe socket 4 on the pressurized side of the shut-off device 1 created. The following applies:

( 5 ) P = P₁ > P₂ (5) P = P ₁ > P ₂

Λ/enn sich später in dem gesamten Zylinder 18 ein Druckgleichgewicht eingestellt hat, so.genügt.die Druckkraft, die aus dem Produkt des Systemdruckes und der von der Sitzfläche 21 umschlossenen Fläche abzüglich der Federkraft der Federn 22 gebildet ist, um einen ausreichenden Dichtdruck des Kolbens 19 auf die Dichtfläche 13 der Stirnwand auszuüben. Die Durchmesser d, D der die Eintrittsöffnungen der Bohrungen 10,11 umschließenden Dichtflächen 12,13 sind in Abhängigkeit von der Federkraft derIf a pressure equilibrium has been established later in the entire cylinder 18, the pressure force, which is formed from the product of the system pressure and the area enclosed by the seating surface 21 less the spring force of the springs 22, will suffice to provide sufficient sealing pressure To exert piston 19 on the sealing surface 13 of the end wall. The diameters d, D of the inlet openings of the bores 10,11 enclosing sealing surfaces 12,13 are in dependence on the spring force of

Claims

- M bW I V

claims:

1. A device for preventing overpressure in the housing (2) of shut-off devices (1) with alternating pressurization, in which a chamber arranged outside the housing (2) has two opposing bores (10,11) whose inlet openings into the chamber of sealing surfaces (12,13) are surrounded, and in each case via a pressure line (14,15) with one or the other of the shut-off device (1) connected to the pipe socket (3,4) are connected, wherein in the chamber transverse to the axis of Holes (10,11) a further pressure line (17) opens, which communicates with the interior of the housing (2) of the shut-off device (1), characterized in that the chamber is designed as a cylinder (18) with throttle guide, in the a two-sided acted upon rodless piston (19) is displaceably guided, which is provided at its two end faces with seating surfaces (20,21) zusa with the sealing surfaces (12,13) of the holes (10,11) zusa cooperate and that the inlet opening of the one bore (12) has a larger diameter than the inlet opening of the other bore (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that the piston (19) on the end wall (9) of the cylinder (18) which has the inlet opening with the larger diameter, by springs (22) is supported.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the piston (19) on both end walls (8,9) of the cylinder (18) by springs (22,23) is supported, wherein the springs (22) to the the end wall (9) with the larger diameter of the inlet opening of the bore (11) rest, have a higher spring force.

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