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Überdrucksicherheitsventil mit Hilfsventil Die Erfindung betrifft
ein überdrucksicherheitsventil mit einem Hilfsventil, das von einer Membran oder
einem Kolben gesteuert wird, der über eine Impulsleitung vom Druck im abzusichernden
Behälter beaufschlagt ist.
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Es ist schon ein Sicherheitsventil bekannt, in dem ein Hilfsventil
so angeordnet ist, daß ein ihm vorgelagerter Druckraum über eine Hilfsleitung, auch
Impulsleitung genannt, mit dem Ventilanschluß verbunden ist. Der Druckraum ist mittels
einer Membran gegen einen Raum geringeren Druckes abgetrennt. Der Membran liegt
ein Betätigungsorgan des Hilfsventils an. Ein im Ventilanschluß auftretender überdruck
wird über die Hilfsleitung auch im Druckraum für das Hilfsventil wirksam und kann
das Sicherheitsventil zum Ansprechen bringen. Ein solches Ventil wird aber nicht
einwandfrei arbeiten, wenn das zu schützende Gerät über eine längere Druckluftleitung
mit dem Ventil verbunden werden muß. Es kann zwar eine örtliche Druckabsenkung in
der Verbindungsleitung, nicht aber eine wirksame Druckminderung in dem zu schützenden
Gerät in kürzerer Zeit erreicht werden. Bei gestörter Hilfsleitung ist ein ordnungsgemäßes
Arbeiten des Sicherheitsventils überhaupt nicht möglich.
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Das Sicherheitsventil nach der Erfindung entspricht in seinem Grundaufbau
im wesentlichen einem Ventil der vorbeschriebenen Bauart. Um die Betriebssicherheit
des Ventils in jedem Fall zu gewährleisten, mündet erfindungsgemäß in den Druckraum
vor der Membran oder dem Kolben außer der Impulsleitung eine zweite Leitung, die
den Druckraum mit dem Anschluß des Hilfsventils verbindet, wobei an der Mündung
ein Überschlagventil angeschlossen ist, das schließt, wenn der Druck im Druckraum
höher ist als in der zweiten Leitung. Der wesentliche Vorteil des Ventils nach der
Erfindung besteht darin, daß außer der Tastleitung zusätzlich eine zweite Leitung
mit Rückschlagventil vom Anschluß des Ventils zu dessen Druckraum gelegt ist, um
zu gewährleisten, daß auch bei rasch abfallendem Druck infolge Öffnens des Steuerventils
ein definiertes Ansprechen und eine einwandfreie Funktion gesichert sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Bild 1 schematisch die Ventilanordnung innerhalb des Druckluftsystems
und Bild 2 das Sicherheitsventil im Schnitt.
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In Bild 1 ist mit 1 der Druckluftvorratsbehälter des zu schützenden
Gerätes, beispielsweise eines Druckluftschalters, bezeichnet. Über eine Speiseleitung
2 wird dem Vorratsbehälter die Druckluft zugeführt. Ein Reduzierventil3 am Anfang
der Versorgungsleitung verbindet das Schaltgerät z. B. mit einer zentralen Hochdruckanlage.
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über eine Abzweigung 4 ist an die Speiseleitung ein Sicherheitsventil
s angeschlossen. Eine Hilfsleitung 6 führt von diesem Abzweig zum Druckraum des
Hilfsventils. Eine Tastleitung 7 verbindet den Vorratsbehälter des Schalters erfindungsgemäß
ebenfalls mit dem Druckraum des Hilfsventils.
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An Hand des Bildes 2 sollen der Aufbau und die Wirkungsweise des Sicherheitsventils
näher erläutert werden. Die im Bild 1 benutzten Bezugszeichen sind auch im Bild
2 verwendet worden.
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In dem Gehäuse 10 des Sicherheitsventils ist in der Nähe des
Ventilanschlusses 11 der Hauptventilteller 12 angeordnet. Dieser wird mit einer
schwachen Andruckfeder 13 gegen den Sitz des Gehäuses gedrückt und verschließt die
Abströmöffnungen 14, wenn das Ventil druckfrei ist. Darüber hinaus weist der Ventilteller
12 eine zentrale Bohrung 15 auf. Da der wirksame Querschnitt über dem Hauptventilteller
12 größer ist als der vom Druck beaufschlagte Querschnitt, wird der Ventilteller
12 im Betrieb von der Druckluft gegen seinen Dichtsitz gedrückt.
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Gegenüber dem Ventilanschluß 11 ist ein Druckraum 16 vorgesehen, der
mit Hilfe einer Membran 17 gegen die freie Atmosphäre abgeschlossen ist. An Stelle
der Membran 17 kann beispielsweise auch ein Kolben, ein Federbalger, od. ä. eingebaut
werden. Der Membran liegt ein Betätigungsorgan 18 des Hilfsventils an, das über
eine Stange 19 mit dem Hilfsventilteller 20 verbunden ist. Dem Organ 18 ist eine
Druckfeder 21 zugeordnet, die mittels eines Anschlages 22 einstellbar ist und den
Ansprechdruck des Hilfsventils bestimmt. Der Ventilteller 20 verschließt den Raum
23 hinter dem Hauptventilteller 12.
Gemäß der Erfindung wird dem
Druckraum 16 über die Rückschlagventile 25 und 26 einmal vom Ventilanschluß über
die Hilfsleitung 6 und zum anderen vom Vorratsbehälter des Schaltgerätes über die
Tastleitung 7 Druckluft zugeführt. Zum Rückschlagventil 25 ist eine Leitung 27 mit
einer festen oder einstellbaren Blende 28 parallel gelegt.
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Die Wirkungsweise des Sicherheitsventils ist folgende. Im normalen
Betrieb herrschen in den beiden Leitungen 6 und 7 und im Raum 16 derselbe Druck,
die Rückschlagventile 25 und 26 sind geöffnet. Tritt jetzt im Vorratsbehälter 1
des Schaltgerätes ein Überdruck auf, der üb*; die Tastleitung 7 und das Rückschlägventil26,
das dadurch in der Offenstellung bleibt, im Druckraum 16 wirksam wird, so wird über
die elastische Membran 17 das Betätigungsorgan 18 des Hilfsventils gegen den Druck
der Feder 21 so bewegt, daß der mit ihm verbundene Ventilteller
20
von seinem Sitz abgehoben wird. Damit wird der Raum 23, der normalerweise
über die Bohrung 15 mit Druckluft gefüllt ist, druckentlastet, wodurch der Hauptventilteller
12 durch die anstehende Druckluft nach oben geschoben wird und der Überdruck durch
die Abströmöffnungen 14 entweichen kann. Da es nun in den Leitungen 2, 4 und 6 zu
einer Druckabsenkung kommt, während in der Tastleitung 7 und im Vorratsbehälter
noch der volle Überdruck herrscht, schließt das Rückschlagventil 25. Der Druck im
Raum 16 wird nur noch über die Tastleitung 7 gesteuert. Erst wenn
der Druck im Vorratsbehälter ausreichend abgesunken ist, kann das Hilfsventil auf
Grund der Kraft der Feder 21 seinen Ventilteller 20 in die Schließlage zurückführen.
Damit kann wieder Druckluft durch die Bohrung 15 in den Raum 23 gelangen, die den
Hauptventilteller 12 in die Schließstellung bringt. Die Feder 13 dient dabei nur
zum leichten Andrücken des Hauptventiltellers auf seinen Sitz, wenn keine Druckluft
mehr ansteht. Sollte die Tastleitung 7 gestört sein, so erfolgt die Steuerung des
Druckes im Raum 16 immer noch über die Hilfsleitung 6. Um zu gewährleisten, daß
sich in diesem Fall nach einem Schließen des Rückschlagventils 25 der Überdruck
im Raum 16 abbauen kann, ist eine Parallelleitung 27 mit einer Blende 28 vorgesehen,
über die ein annähernd flatterfreies Arbeiten des Ventils herbeiführbar ist.