DE1073268B - Auf Über und Unterdruck ansprechendes Sicherheitsventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, den unerwünschten Druckabfall zu verhindern, der nach dem Ansprechen eines Sicherheitsventils infolge des auftretenden dynamischen Druckes entsteht und das rechtzeitige Schließen des Ventils verhindert.

Insbesondere für große Behälter mit flüchtigen Flüssigkeiten ist es notwendig", in ihnen den Druck konstant zu halten. Wenn im Freien vorgesehene Behälter während des Tages höherer Temperatur ausgesetzt sind, findet eine Verdampfung statt. Die damit verbundene Drücksteigerung muß durch Ventile innerhalb vernünftiger Grenzen gehalten werden. Die während der Nacht erfolgende Abkühlung bedingt einen Unterdruck, der auch durch Ventile geregelt werden muß. Hierzu würden bisher einfache, üblicherweise belastete Rückschlagventile benutzt. Der Nachteil der Anordnung Gesteht darin, daß, wenn der Druck'im Behälter bis auf den Öffnungsdruck des Ventils gestiegen ist ttnd dasselbe öffnet, das Ventil in der offenen Stellung bleibt, bis ein Druck im Behälter erreicht ist, der beträchtlich unterhalb des Öffnungsdruckes liegt;' Diese Bedingung entsteht auf Grund des dynamischen Druckes, der vom Gasfluß verursacht ist und welcher in den meisten Fällen weit über dem statischen Öffnungsdruck liegt. Aus diesem Grunde bleibt das Ventil'in der geöffneten Stellung, bis der dynamische Ausflußdruck auf einen Wert gesunken ist,' der etwas "unterhalb "desjenigen des statischen öffnu'ngsdruckes. liegt. Wenn das Ventil sich schließt, ist im Behälter ein Druck vorhanden, der niedriger ist als der statische öffnungsdruck. "

Sicherheitsventile, äi&:in beiden Richtungen, d.h. sowohl auf inneren Überdruck als auch auf inneren Unierdruck ' ansprechen, 'sind an sich bekannt. ■ Bei 'diesen ist jedoch dip -Wirkung des dynamischen Druckes nicht berücksichtigt. Es'-hat auch nicht an Versuchen: gefehlt, den. Einfluß des ati der Absperrstelle herrschenden dynamischen.- Druckes auf den Hub eines Ventils auszuschalten. Bei den bekannten Ausführungsformen wirkt der Druck aber auf einen Kolben, der von der Absperrstelle entfernt liegt. Schließlich ist ein Ventil' "mit zwei Ventiltellern für Ballone bekanntgeworden, bei dem der. dynamische Druck auf den einen Ventilteller dem auf dem anderen Ventilteller entgegenwirkt. Dieses' Ventil öffnet -at>er nicht bei innerem Druck: AuGh fehlt hier die Erkenntnis der Kompensation des dynamischen Druckes. Alle bisherigen Konstruktionen entsprachen daher nicht den Anforderungen der Praxis.

Hier setzt die Erfindung ein, die darin besteht, daß bei einem auf Über- und Unterdruck ansprechenden Sicherheitsventil zwei Ventilteller vorgesehen sind, von denen sich der eine, der etwas größere, beim Ansprechen des Ventils auf Überdruck in Strömungs-Auf über- und Unterdruck
ansprechendes Sicherheitsventil

Anmelder:
Eric Olof Thörnros, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.jux. W.Böhme, Patentanwalt, Nürnberg, Frauentorgraben ?3

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 12. August 1954

Eric Olof Thörnros, Stockholm,
ist als Erfinder genannt "worden,-

richtung, der andere gegen Strörnungsrichtung bewegt, wobei der sich gegen Strömungsrichtung öffnende derart federnd mit dem- ersten Ventilteller verbunden ist, daß er sich bei Überdruck zwangläufig mit dem ersten, bei Unterdruck aliein in öffnüngsrichtung bewegt. ' ".""". '

.Wie der dynamische Druck kompensiert wird, wenn

er auf Überdruck" anspricht, ist nachstehend an Hand des Ausführungsbeispieles" beschrieben. - Es zeigt

Fig. 1 einen Seitenschnitt durch das erfiridungsgeniäße Ventil und - -■ " . '

Ffg. 2 eine Draufsicht auf das Ventil.

"Das Ventil besteht aus^r einem HosenfianschstückT, das einen- Flansch 2 besitzt, um es: an einer Rohrleitung oder einem Behälter mittels Bolzen befestigen zu können. In dem Abzweigrohr" 3 ist eine Achse 5 vorgesehen, welche in Funrungen.:4 gleiten-kann und ein als Scheibenveritit ausgebildetes Hauptyentil 6 trägt. Dieses Hauptventil 6 sitzt auf einem Flansch 7 des Abzweigrohres 3, Dife Führungen 4 sind mit dein Abzweigrohr mittels Stege S verbunden. Das Haupte ventil 6 ist mittels einer Lasche 10 mit einem Hebel 11 verbunden, der um eine Achse 12 drehbar ist.-Die Achse 12 ist am oberen'End&.eines'Lasgeibockes 13 vorgesehen, der auf dem Hosenfianschstück 1 befestigt ist. Der Hebel 11 besitzt ein Gewicht 14, welches auf

- - dem Hebel längs verschiebbar ist. Im anderen Abzweigrohr 15 ist eine weitere Achse 17 montiert, die in Führungen 16 gleiten kann und ein als Scheibenventil ausgebildetes Hilfsventil 18 trägt. Das letztere liegt an der Innenseite eines Flansches 19 am oberen Teil des Abzweigrohres 15 an. Die Führungen 16

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sind, ebenso wie im Abzweigrohr 3, durch Stege mit dem Abzweigrohr 15 verbunden. Am oberen Ende des Abzweigrohres 15 ist als Halterung für eine Schraubenfeder 22 ein gebogener Stab 23 vorgesehen. Das untere Ende der Schraubenfeder 22 ist an einer Verlängerung 24 der Achse 17 angebracht. Die Schraubenfeder besitzt eine derartige Zugkraft, daß sie normalerweise das Hilfsventil 18 gegen die Innenseite des Flansches 19 zieht. An der Verlängerung 24 ist eine Scheibe 25 angebracht, die mit dem freien, als Gabel 26 ausgebildeten Ende des Hebels 11 zusammenwirkt. Und zwar ruht die Gabel 26 auf der Oberfläche der Scheibe 25., wobei die Verlängerung 24 zwischen den Armen der Gabel liegt. Wenn das Hilfsventil geschlossen ist, d. h., wenn das Hauptventil 6 auf dem Flansch 19 aufliegt, soll die Scheibe 25 an der Gabel 26 anliegen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Oberfläche des Hauptventils 6, die dem Druck ausgesetzt ist, größer als die entsprechende Oberfläche des Hilfsventils 18.

Die Wirkungsweise des Ventils ist wie folgt: Es ist vorausgesetzt, daß das Hauptventil geschlossen ist. Das Gewicht 14 ist auf einen solchen Wert gesetzt, der einem Druck entspricht, bei dem das Ventilaggregat sich öffnen soll. Wenn Druckgas in das Hosenflanschstück 1 geleitet wird, wird das Hauptventil 6 in Öffnungsrichtung, dagegen das Hilfsventil 18 in Schließrichtung getrieben. Diese Schließkraft wird über den Hebel 11 auf das Hauptventil 6 übertragen und durch das Gewicht 14 vergrößert. Das Hauptventil 6 wird geschlossen gehalten. Wenn nun der Druck derart steigt, daß das Hauptventil 6 des entsprechend eingestellten Aggregats geöffnet wird, wird dieses, auf Grund seiner größeren Fläche, mit einer Kraft belastet, die ausreicht, um die Schließkraft des Hilfsventils 18 und des Gewichtes 14 zu überwältigen. Das Hauptventil 6 öffnet sich und zwingt dabei auch das Hilfsventil 18 in die Öffnungsstellung. Wegen des Flusses des Fluidums zwischen dem Flansch 7 und dem Hauptventil 6 wird das Hauptventil mit einer Öffnungskraft belastet, die viel größer ist als der statische öffnungsdruck. Dieser dynamischen Kraft, die durch den Fluß verursacht ist, wirkt die das Hilfsventil 18 in Schließrichtung beaufschlagende Flußkraft entgegen. Diese auf das Hilfsventil 18 wirkende Kraft ist von einer solchen Größe, daß beide Ventile bei einem solchen Druck geschlossen, werden, welcher nur wenig unterhalb des statischen Öffnungsdruckes des Hauptventils liegt. Damit kann, durch Benutzung der dynamischen Kraft des ausfließenden Fluidums in Schließrichtung, der Druckunterschied innerhalb sehr enger Grenzen gehalten werden.

Sollte dagegen in. dem Hosenflanschstück 1 ein Unterdruck vorhanden sein, welcher den erlaubten Wert unterschreitet, öffnet sich das Hilfsventil 18 ohne Rücksicht auf das Hauptventil 6, da sich die Achse 24 frei in Öffnungsrichtung zwischen den Armen der Gabel 26 bewegen kann. Ein Behälter oder eine Rohrleitung kann also durch das oben beschriebene erfindungsgemäße Ventil gegen unzulässige Über- und Unterdrücke geschützt werden.

Es ist nicht notwendig, die beschriebenen Scheibenventile zu verwenden. Es können auch andere zweckentsprechende Ventile Verwendung finden. Auch ist es nicht notwendig, die Ventile in eine Rohrleitung einzufügen. Das Ventil kann auch am Ausgang einer Druck- oder Vakuumleitung bzw. eines Behälters angeordnet sein. Die Ventile können auch am Ende desjenigen Rohres angebracht sein, welches mit einer Druck- oder Vakuumquelle verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Ventilen braucht nicht unbedingt über einen Hebel zu erfolgen, sondern es können auch andere entsprechende Übertragungsmittel Anwendung" finden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsventil, das auf Überdruck und Unterdruck anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ventilteller vorgesehen sind, von denen sich der eine, der etwas größere, bei Ansprechen des Ventils auf Überdruck in Strömungsrichtung, der andere gegen Strömungsrichtung bewegt, wobei der sich gegen Strömungsrichtung öffnende derart federnd mit dem ersten Ventilteller verbunden ist, daß er sich bei Überdruck zwangläufig mit dem ersten, bei Unterdruck allein in Öffnungsrichtung bewegt.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilteller in getrennte Durchflußkanäle eingebaut sind.

3. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilteller miteinander durch einen zweiarmigen Hebel derart verbunden sind, daß sie sich bei Überdruck gleichzeitig öffnen, während sich bei Unterdruck nur der kleinere Ventilteller öffnet.

4. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Ventilteller derart belastet ist, daß er sich bei einem unter dem Öffnungsdruck des- größeren Ventiltellers liegenden Druck öffnet.

5. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteller an einem Leitungsrohr angebracht sind, das mit einem das Fluidum enthaltenden Behälter verbunden ist, und daß das Leitungsrohr das Hebelwerk trägt, welches die Ventilteller untereinander verbindet.

6. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr verzweigt ist und die Ventilteller auf je einem der Abzweigrohre angeordnet sind, während der Hebel auf einem Lagerbock angeordnet ist, der zwischen den Abzweigrohren angebracht ist.

7. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilteller in einem gemeinsamen Durchflußstrang angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 109536, 909166;
schweizerische Patentschrift Nr. 56415;
USA.-Patentschrift Nr. 2 719015.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen