DE102004031574A1

DE102004031574A1 - Doppelwandiger Sicherheitstank mit Ventil

Info

Publication number: DE102004031574A1
Application number: DE200410031574
Authority: DE
Inventors: Britta Dipl.-Ing. Daume
Original assignee: Daume Regelarmaturen GmbH
Current assignee: DAUME, BRITTA, DE
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-02-09
Also published as: US20070151608A1; WO2006002716A1; EP1792112A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Kanal, in dem ein Ventilsitz und ein beweglich angeordneter Dichtkörper zum Verschließen des Kanals vorgesehen sind, wobei das Ventil doppelwandig einen Zwischenraum aufweisend ausgebildet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß Funktionsüberwachungsmittel vorgesehen sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Sicherheitstank mit einem doppelwandigen Behälter und mindestens einer Ablauföffnung, an der ein erfindungsgemäßes Ventil angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Kanal, in dem ein Ventilsitz und ein beweglich angeordneter Dichtkörper zum Verschließen des Kanales vorgesehen sind, sowie einen doppelwandigen Sicherheitstank mit einem doppelwandigen Behälter und wenigstens einer Ablauföffnung, an der ein Ventil angeschlossen ist.
Derartige doppelwandige Sicherheitstanks werden zur Lagerung und zum Transport von Flüssigkeiten, insbesondere von umweltgefährdenden Flüssigkeiten, verwendet. Dabei muß der Behälter des Sicherheitstankes doppelwandig einen Zwischenraum aufweisend ausgebildet sein. Das an der Ablauföffnung des Behälters angefügte Ventil ist ebenfalls doppelwandig einen Zwischenraum aufweisend ausgebildet, wobei der Zwischenraum des Sicherheitstankes mit dem Zwischenraum des Ventiles durchgängig verbunden ist, so daß der Sicherheitstank mit dem an der Ablauföffnung angeschlossenen Ventil einen gemeinsamen Zwischenraum aufweisen.
Um zuverlässig ein Austreten umweltgefährdender Flüssigkeiten zu verhindern, ist aus der EP 1 179 505 B1 ein doppelwandiger Behälter mit Leckagedetektionseinrichtung bekannt, bei dem an ein erstes Ventil, das an einem Ablauf eines doppelwandigen Behälters angeschlossen ist, ein zweites Ventil angeschlossen ist, das ebenfalls doppelwandig ausgebildet ist. Dabei bil den die Zwischenräume des Behälters, des ersten und des zweiten Ventiles einen gemeinsamen Zwischenraum. Der gemeinsame Überwachungsraum wird mit einem Druck-Leckageanzeigegerät überwacht, das bei einer Leckage ein Signal an eine entsprechende Meldeeinrichtung weitergibt. Mit dieser Vorrichtung wird eine Erhöhung der Sicherheit erreicht, da ein gleichzeitiges Versagen beider Ventile und der innen bzw. äußeren Wandung des Tankes und der doppelwandigen Rohrleitung des Ablaufes ausgeschlossen werden kann.
Jedoch weist der doppelwandige Behälter mit Leckagedetektionseinrichtung gemäß der EP 1 179 505 B1 durch die Verwendung zweier Ventile einen komplizierten Aufbau auf, bei dem beide Ventile zugleich gesteuert werden müssen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Sicherheitstank mit vereinfachtem Aufbau bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Sicherheitstank nach Anspruch 14 mit einem doppelwandigen Behälter und wenigstens einer Ablauföffnung, an der ein Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeschlossen ist.
Das erfindungsgemäße Ventil nach Anspruch 1 weist einen Kanal auf, in dem ein Ventilsitz und ein beweglich angeordneter Dichtkörper zum Verschließen des Kanales vorgesehen sind, wobei das Ventil doppelwandig einen Zwischenraum aufweisend ausgebildet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß Funktionsüberwachungsmittel vorgesehen sind.
Die Funktionsüberwachungsmittel erlauben die Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Ventiles und der Dichtigkeit des doppelwandig ausgebildeten Behälters des Sicherheitstankes auf das Auftreten einer Leckage hin. Somit ist die Verwendung von zwei in Reihe ange ordneten, doppelwandigen Ventilen nicht erforderlich, was die Kosten reduziert. Dabei sind die Funktionsüberwachungsmittel derart ausgebildet, daß sie am Dichtkörper oder Ventilsitz angeordnet sind und wenigstens eine Überwachung der Funktionsfähigkeit des Ventiles in geschlossenem Zustand auf Dichtigkeit hin erlauben. Alternativ können die Funktionsüberwachungsmittel zur Differenzdruckmessung ausgebildet sein, mit denen die Druckdifferenz gemessen werden kann, die über eine oder mehrere Drosselstellen oder den Dichtkörper/Ventilsitz abfällt.
Das Ventil kann fest, z.B. durch Schweißen, an die Ablauföffnung eines Behälters eines Sicherheitstankes oder an ein Ende einer doppelwandigen Rohrleitung angefügt sein. Jedoch ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Ventil zum Anschluß an einen doppelwandig ausgebildeten Behälter ausgebildet ist, wobei der Zwischenraum des Ventiles mit dem Zwischenraum des doppelwandigen Behälters durch eine geeignete Verbindung derart verbunden werden, daß sie einen gemeinsamen Zwischenraum bilden. Eine derartige Verbindung kann mit Flanschen erreicht werden, die Durchgänge aufweisen, die eine Verbindung zwischen den einzelnen Zwischenräumen herstellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Funktionsüberwachungsmittel wenigstens eine Meßkammer am Dichtkörper und/oder am Ventilsitz auf. Diese Anordnung einer Meßkammer erlaubt bei geschlossenem Ventil, bei der der Dichtkörper auf dem Ventilsitz ruht, einen Funktionstest auf Dichtigkeit des geschlossenen Ventiles.
Vorzugsweise ist dabei die Meßkammer als Nut ausgebildet, die an der Innenseite des Dichtkörpers oder an der Außenseite des den Ventilsitzes umlaufend ausgebildet ist.
Wenn die Meßkammer an der Außenseite des Ventilsitzes angeordnet ist, weist in einer bevorzugten Ausführungsform das Ventil einen Durchgang auf, der die wenigstens eine Meßkammer mit der Außenseite des Gehäuses verbindet. Am gehäuseaußenseitigen Ende des Durchganges kann der Druck selbst erfaßt oder durch Meßwandler, wie Drucksensoren, in eine elektrische Größe transformiert werden.
Ist jedoch die Meßkammer an der Innenseite des Dichtkörpers angeordnet, weist der Dichtkörper einen Durchgang auf, der sich durch die Ventilspindel durchlaufend fortsetzt. An einer Öffnung der Ventilspindel oder an deren oberem Ende kann ein Meßwandler zur Wandlung des gemessenen Druckes in eine elektrische Größe angeschlossen werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein Meßwandler in der wenigstens einen Meßkammer selbst angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform entfällt die Notwendigkeit, einen Durchgang bereitzustellen, sondern es kann der gemessene Druck vor Ort in der Meßkammer in eine elektrische Größe transformiert werden und diese durch entsprechende Leitungen an weitere Geräte übertragen werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Dichtkörper doppelwandig ausgebildet ist. Durch diese doppelwandige Ausbildung des Dichtkörpers wird gewährleistet, daß auch der Dichtkörper des Ventiles auf Undichtigkeiten oder Leckagen hin, die beispielsweise Folge eine Bruches sein können, überwacht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der doppelwandige Dichtkörper einen Überwachungsraum aufweist, der in wenigstens einer Stellung des doppelwandigen Dichtkörpers eine Verbindung zur Meßkammer aufweist. So kann beispielsweise bei ge schlossenem Ventil, wenn der doppelwandige Dichtkörper auf dem Ventilsitz ruht, der Überwachungsraum derart ausgebildet sein, daß er eine Verbindung zur Meßkammer des Ventilsitzes aufweist. Somit kann dann durch einen Meßwandler in der Meßkammer oder durch Messen des Druckes am Ende des Durchganges der Überwachungsraum des doppelwandigen Dichtkörpers ohne weitere Hilfsmittel überwacht werden.
Vorzugsweise weist das Ventil eine Überwachungseinrichtung auf, die zur Erfassung des gemessenen Druckes ausgebildet ist. Die Überwachungseinrichtung kann einen Drucksensor umfassen und generiert bei Auftreten einer Leckage ein Alarmsignal.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Überwachungseinheit eine Schnittstelle zum Austausch von Daten und/oder Befehlen mit Computernetzwerken auf, so daß weitere Daten und ein generiertes Alarmsignal in das Computernetzwerk, beispielsweise zur Überwachung einer Anlage, eingespeist werden können.
Das Ventil kann einen manuellen, pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromagnetischen Ventilantrieb aufweisen, mit dem der Dichtkörper in eine geöffnete oder geschlossene Stellung gebracht werden kann.
Vorzugsweise jedoch ist das Ventil ein Dreipunktregelventil. Damit kann der Dichtkörper auch in eine teilgeöffnete Stellung gebracht werden. Derartige Dreipunktregelventile erlauben es, auch Stoffströme großer Trägheit zu steuern, wobei vor Verschließen einer Ablauföffnung eines Tankes oder einer Rohrleitung durch Erreichen der geschlossenen Stellung des Dichtkörpers auf dem Ventilsitz die teilgeöffnete Stellung angesteuert wird. In dieser Stellung wird der Stoffstrom vor dem Verschließen des Ventiles gedrosselt und so die mechanischen Belastungen für die Rohrleitung durch Flüssigkeitsschläge reduziert. Ferner erlaubt die Verwendung eines Dreipunktregelventiles eine besonders genaue Dosierung der abgegebenen Flüssigkeitsmenge, da durch ein vorheriges Positionieren des Dichtkörpers in eine halbgeöffnete Stellung der Schließvorgang sehr schnell ohne Verzögerung bei Erreichen der vorgegebenen Menge ausgeführt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Hub des Dichtkörpers in der teilgeöffneten Stellung 0 bis 100%, insbesondere 0 bis 15%, des Gesamthubes betragen.
Dabei ist das Ventil vorzugsweise derart ausgebildet, daß der Hub in der teilweise geöffneten Stellung in diesem Bereich eingestellt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil mit einem Dreipunktventilantrieb,
2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil mit einem Zweipunktventilantrieb,
3 einen vergrößerten Ausschnitt des Ventiles gemäß 1 in geschlossenem Zustand,
4 einen vergrößerten Ausschnitt des Ventiles gemäß 1 in halbgeöffneter Position,
5 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 in geöffnetem Zustand und
6 einen vergrößerten Ausschnitt eines Ventiles mit einem doppelwandigen Dichtkörper
Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen.
Dargestellt ist ein Ventil mit einem einlaßseitigen Eingang 14 und einem auslaßseitigen Ausgang 16, die durch einen Kanal 2 miteinander verbunden sind, in dem ein Ventilsitz 4 und ein beweglich angeordneter Dichtkörper 6 zum Verschließen des Kanales 2 vorgesehen sind.
Mit dem einlaßseitigen Eingang 14 des Ventiles kann dieses an einen Ablauf eines doppelwandig ausgebildeten Behälters eines Sicherheitstankes angeschlossen werden. Das Gehäuse 10 des Ventiles ist doppelwandig ausgebildet und weist einen Zwischenraum 20 auf, wobei an dem einlaßseitigen Eingang 14 und dem ausgangsseitigen Ausgang 16 zum Anschluß ausgebildete Flansche 22, 24 vorgesehen sind. Die Flansche 22, 24 weisen Durchgänge 18 auf, mit denen der Zwischenraum 20 des Ventiles mit dem Zwischenraum eines doppelwandig ausgebildeten Behälters eines Sicherheitstankes verbunden werden kann, so daß ein gemeinsamer Zwischenraum entsteht. Dieser gemeinsame Zwischenraum kann beispielsweise mit einem Drucksensor (nicht dargestellt) überwacht werden.
Der Dichtkörper 6 ist über eine Ventilspindel 26 mit einem Ventilantrieb verbunden, der, wie in 1 gezeigt, die Verstellung des Dichtkörpers 6 in drei Stellungen erlaubt, während der Ventilantrieb gemäß 2 eine Verstellung des Dichtkörpers 6 nur zwischen einer geöffneten oder geschlossenen Stellung erlaubt. Der Ventilantrieb gemäß der 1 und 2 wird pneumatisch betrieben, jedoch können auch ein manueller Antrieb, ein Hydraulikantrieb, Elektromotoren oder Elektromagnete verwendet werden.
Es wird nun auf die 3 bis 5 Bezug genom men.
Die Funktionsüberwachungsmittel sind aus einer Meßkammer 8 gebildet, die als an der Innenseite des Ventilsitzes 4 umlaufende Nut ausgebildet ist. Durch den Ventilsitz 4 verläuft ein Durchgang 12, der die als umlaufende Nut ausgebildete Meßkammer 8 mit der Außenseite des Gehäuses 10 des Ventiles verbindet, wobei eine druckdichte Durchführung 18 durch den Zwischenraum 20 vorgesehen ist. An der Außenseite des Gehäuses kann somit der Druck gemessen werden.
Der Dichtkörper 6 weist eine erste Dichtung 28 und eine zweite Dichtung 30 auf, die beide in umlaufende Nuten des Dichtkörpers 6 eingesetzt sind.
In geschlossener Stellung kann die Dichtigkeit der ersten Dichtung 28 durch Messung des Druckes in der Meßkammer 8 gemessen werden, während in teilgeöffneter Stellung des Dichtkörpers 6 die Dichtigkeit der zweiten Dichtung 30 überprüft werden kann, so daß durch Bereitstellen einer einzigen Meßkammer mit einem Meßwertaufnehmer die Überwachung und Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer Absperrarmatur mit einem Dreipunktregelventil erreicht werden kann.
Es wird nunmehr auf die 6 Bezug genommen.
Bei dem Ventil gemäß 6 umfassen die Funktionsüberwachungsmittel neben einer Meßkammer 8 an der Innenseite des Ventiles und einem Durchgang 12, der eine Verbindung zwischen der Meßkammer 8 und der Außenseite des Gehäuses 10 und des Ventiles herstellt, einen Überwachungsraum 32, der in einem doppelwandigen Dichtkörper 34 angeordnet ist.
Damit kann in geschlossener Stellung des doppelwandigen Dichtkörpers 34 sowohl die Funktionsfähigkeit der Dichtung 28 überwacht werden als auch eine Undichtigkeit des doppelwandigen Dichtkörpers 34 festgestellt werden. Somit können auch Undichtigkeiten oder Leckagen mithilfe eines einen Überwachungsraum 32 aufweisenden doppelwandigen Dichtkörpers 34 in den Fällen festgestellt werden, in denen der Dichtkörper 34 des Ventiles beispielsweise durch einen Bruch oder eine andere Undichtigkeit beschädigt ist.

2: Kanal
4: Ventilsitz
6: Dichtkörper
8: Meßkammer
10: Gehäuse
12: Durchgang
14: Einlaßseitiger Eingang
16: Auslaßseitiger Ausgang
18: Durchführung
20: Zwischenraum
22: Flansch
24: Flansch
26: Ventilspindel
28: Dichtung
30: Dichtung
32: Überwachungsraum
34: Doppelwandiger Dichtkörper

Claims

Ventil mit einem Kanal (2), in dem ein Ventilsitz (4) und ein beweglich angeordneter Dichtkörper (6, 34) zum Verschließen des Kanales (2) vorgesehen sind, wobei das Ventil doppelwandig einen Zwischenraum (20) aufweisend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Funktionsüberwachungsmittel vorgesehen sind.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zum Anschluß an einen Ablauf eines doppelwandig ausgebildeten Behälters oder an eine doppelwandige Rohrleitung ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsüberwachungsmittel wenigstens eine Meßkammer (8) am Dichtkörper (6, 34) und/oder am Ventilsitz (4) aufweisen.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (8) als Nut ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Durchgang (12), der die Meßkammer (8) mit der Außenseite des Gehäuses (10) verbindet.
Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwandler in der Meßkammer (8) angeordnet ist.
Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (34) doppelwandig ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelwandige Dichtkörper (34) einen Überwachungsraum aufweist, der in wenigstens einer Stellung eine Verbindung zur Meßkammer (8) aufweist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung, die zur Erfassung des gemessenen Druckes ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung eine Schnittstelle zum Austausch von Daten und/oder Befehlen mit einem Computernetzwerk aufweist.
Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Dreipunktregelventil aufweist.
Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Dichtkörpers (6, 34) in der teilweise geöffneten Stellung 0 bis 100%, insbesondere 0 bis 15%, beträgt.
Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Dichtkörpers (6, 34) in der teilweise geöffneten Stellung einstellbar ist.
Sicherheitstank mit einem doppelwandigen Behälter und wenigstens einer Ablauföffnung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ablauföffnung ein Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeschlossen ist.