DE1128713B

DE1128713B - Pipe burst protection to shut off lines for gases and liquids

Info

Publication number: DE1128713B
Application number: DEM45559A
Authority: DE
Inventors: Josef Gottfried
Original assignee: Rudolf Majert & Co K G
Current assignee: Rudolf Majert & Co K G
Priority date: 1960-06-07
Filing date: 1960-06-07
Publication date: 1962-04-26

Description

Rohrbruchsicherung zum Absperren von Leitungen für Gase und Flüssigkeiten Bei Fernleitungen zum Transport gasförmiger Medien, wie z. B. Erdgas, oder flüssiger Medien, wie z. B. Öl, besteht immer die Gefahr, besonders wenn sie in der Erde verlegt sind, daß diese durch Erdverschiebungen zu Bruch gehen und das Medium ausströmt.Pipe rupture protection for shutting off lines for gases and liquids In the case of long-distance lines for the transport of gaseous media, such as B. natural gas, or liquid Media such as B. Oil, there is always a danger, especially if laid in the ground are that these break due to the earth's displacement and the medium flows out.

In fast allen Fällen ist die maximale Durchflußmenge bekannt. Tritt nun ein Rohrbruch auf, so steigert sich die Durchflußmenge, die Fließgeschwindigkeit des Mediums nimmt zu, und durch den erhöhten Strömungswiderstand in der Rohrleitung wird der Druck abfallen. Um im Falle eines Rohrbruches die Rohrleitung automatisch abzusperren, können Sicherheitsschieber in bestimmten Entfernungen eingebaut werden, die zufolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit oder des Druckabfalles die Rohrleitung automatisch abriegeln. Es wurden bereits Rohrbruchventile vorgeschlagen; die auf eine bestimmte Fließgeschwindigkeit des Mediums eingestellt werden können und bei Überschreitung dieser Fließgeschwindigkeit einen in der Offenstellung gehaltenen Strömungskegel zum Abschluß der Rohrleitung bringen. Es sind auch Sicherheitsschieber bekannt, die auf einen bestimmten Mindestdruck eingestellt werden können und dann die Rohrleitung automatisch abschließen.In almost all cases the maximum flow rate is known. Kick if a pipe bursts, the flow rate increases, the flow rate of the medium increases, and due to the increased flow resistance in the pipeline the pressure will drop. In order to automatically cut the pipe in the event of a pipe burst shut off, safety slides can be installed at certain distances, which, as a result of the increased flow velocity or the pressure drop, the pipeline lock automatically. Pipe rupture valves have been proposed; the on a certain flow rate of the medium can be set and at Exceeding this flow rate a held in the open position Bring the flow cone to the end of the pipeline. There are also safety slides known, which can be set to a certain minimum pressure and then close the pipeline automatically.

Die in dem fließenden Medium mitgeführten Fremdstoffe setzen sich mit der Zeit an den Innenwandungen der Rohrleitungen ab. Die Rohrleitungen müssen daher von Zeit zu Zeit mit einem vom Druck des Mediums angetriebenen Reinigungsmolch gesäubert werden. Die Verwendung eines solchen Reinigungsmolches setzt aber einen fortlaufend freien Querschnitt der Rohrleitung voraus. Da bekannte Rohrbruchventile einen innenliegenden Schließkegel haben, sind sie für diesen Zweck nicht zu verwenden.The foreign matter carried along in the flowing medium settles over time on the inner walls of the pipelines. The pipelines must therefore from time to time with a cleaning pig driven by the pressure of the medium to be cleaned. The use of such a cleaning pig is one continuous free cross-section of the pipeline ahead. As known pipe rupture valves have an internal locking cone, they are not to be used for this purpose.

Bekannt ist eine Rohrbruchsicherung, die auf einen Druckabfall in der Leitung anspricht und schließt, wenn der Druck schneller abfällt, als einem vorbestimmten Maß entspricht und wobei ein Druckspeicher vorgesehen ist, der nach dem Ansprechen der Armatur vom Leitungsdruck her wieder aufgefüllt wird.A pipe burst safety device is known, which reacts to a pressure drop in the line responds and closes when the pressure drops faster than one corresponds to a predetermined amount and wherein a pressure accumulator is provided, which according to when the valve responds, it is refilled from the line pressure.

Nach der Erfindung sind auf plötzlichen Druckabfall in der Leitung ansprechende Rohrbruchsicherungen mit einem Druckspeicher gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Einen zweiten Druckbehälter, der über eine Drossel ständig mit der Leitung verbunden ist; b) eine Membran, die einerseits vom Druck im zweiten Druckbehälter, andererseits vom Druck in der Leitung beaufschlagt ist; c) ein. Steuerventil, das von der Membran betätigt wird und beim Ansprechen der Membran, den Zufluß von Druckmittel aus dem ersten Druckbehälter zum Zylinder mit dem Stehkolben für das Hauptabsperrorgan der Rohrbruchsicherung freigibt.According to the invention are on sudden pressure drop in the line Appropriate pipe burst protection with a pressure accumulator characterized by the following Features: a) A second pressure vessel, which is constantly connected to the Line is connected; b) a membrane, on the one hand from the pressure in the second pressure vessel, on the other hand is acted upon by the pressure in the line; c) a. Control valve that is actuated by the membrane and when the membrane responds, the influx of pressure medium from the first pressure vessel to the cylinder with the piston for the main shut-off element the pipe rupture protection releases.

Nach der Erfindung wird erreicht, daß der erste Druckbehälter, der von dem zweiten getrennt ist, ständig unter dem höchsten Druck steht, der in der Rohrleitung zu irgendeinem Zeitpunkt herrscht und im Druckbehälter durch ein Rückschlagventil aufrechterhalten wird. Dieser Druck steht dann beim Ansprechen der Rohrbruchsicherung zur Verfügung. Der Druckbehälter braucht nicht aus der Leitung gespeist zu werden, es kann sich auch um eine unabhängige Kraftspeicherung handeln, z. B. um eine größere Preßluftflasche. Wichtig ist, das unabhängig vom Druck in der Leitung eine hohe Kraft zum Betätigen der Rohrbruchsicherung zur Verfügung steht.According to the invention it is achieved that the first pressure vessel, the is separated from the second, is constantly under the highest pressure in the Pipeline prevails at some point and in the pressure vessel through a check valve is maintained. This pressure is then available when the pipe rupture protection device responds to disposal. The pressure vessel does not need to be fed from the line, it can also be an independent energy storage device, e.g. B. a larger one Compressed air cylinder. It is important that this is a high one, regardless of the pressure in the line Force to operate the pipe rupture safety device is available.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail.

Der Schieber 1, innerhalb der mit Pfeil dargestellten Rohrleitung zum Befördern gasförmiger und flüssiger Medien, besitzt eine Schieberplatte 2, die bei offenem Schieber den vollen Durchgangsquerschnitt der Rohrleitung freigibt.The slide 1, within the pipeline for conveying gaseous and liquid media shown with an arrow, has a slide plate 2 which, when the slide is open, releases the full passage cross section of the pipeline.

Diese Schieberplatte 2 wird betätigt durch den Kolbenantrieb 3. Im Behälter 4 ist ein gasförmiges Medium gespeichert, welches über den Druckminderer 5 und das Steuerventil 6 zum Schließen des Schiebers in einen Raum oberhalb des Kolbens 3 geleitet, zum Öffnen des Schiebers in den Raum unterhalb des Kolbens 3 geleitet wird.This slide plate 2 is actuated by the piston drive 3. In the container 4 , a gaseous medium is stored, which is passed through the pressure reducer 5 and the control valve 6 to close the slide in a space above the piston 3, to open the slide in the space below the Piston 3 is directed.

Wenn in der Rohrleitung 1 Gas befördert wird, dann ist der Behälter 4 mit dem gleichen Gas gefüllt, das dann über die Rohrleitung 16 und das Rückschlagventil15 in diesen Behälter gelangt. Der Behälter 4 wird stets mit dem höchsten Druck der Rohrleitung gefüllt sein, da das Rückschlagventil15 ein Zurückfließen des Druckes bei abfallendem Druck in der Rohrleitung verhindert. Bei einem Transport von Flüssigkeit in der Rohrleitung ist der Behälter 4 ohne eine Verbindung zur Rohrleitung mit Druckluft gefüllt.If gas is conveyed in the pipeline 1, then the container 4 is filled with the same gas, which then reaches this container via the pipeline 16 and the check valve 15. The container 4 will always be filled with the highest pressure in the pipeline, since the check valve 15 prevents the pressure from flowing back when the pressure in the pipeline drops. When liquid is transported in the pipeline, the container 4 is filled with compressed air without a connection to the pipeline.

Die Vorrichtung zum Steuern des Schließkolbens 3 besteht aus dem Behälter 7, der über das Feinfilter 18 und die Rohrleitung 17 durch die Dosierung 9 in Gestalt einer Öffnung mit geringem Querschnitt mit dem Leitungsdruck aufgefüllt wird. Bei normaler Durchflußmenge, die in den zulässigen Grenzen liegt, erfolgt der Druckausgleich zwischen Behälter 7 und Rohrleitung durch die Dosierung 9 hindurch, ohne daß sich dabei die durch die Druckfeder 10 hochgehaltene Membraneinrichtung B bewegt. Tritt nun ein Rohrbruch ein, so erhöht sich die Gasgeschwindigkeit in der Rohrleitung sehr stark, und der Druck 'fällt so stark ab, daß der Druckausgleich zwischen Behälter 7 und der Rohrleitung 1 über die Dosierung 9 nicht schnell genug erfolgen kann. Da der Druck im Behälter 7 überwiegt, drückt dieser nun auf die Membraneinrichtung 8 und schiebt die Führungsstange 11 nach unten, die nunmehr das obere Ventil 61 der Steuereinrichtung 6 betätigt.The device for controlling the closing piston 3 consists of the container 7, which is filled with the line pressure via the fine filter 18 and the pipe 17 through the metering device 9 in the form of an opening with a small cross section. With a normal flow rate, which is within the permissible limits, the pressure equalization between the container 7 and the pipeline takes place through the metering unit 9 without the membrane device B held up by the compression spring 10 moving. If a pipe burst now occurs, the gas velocity in the pipeline increases very sharply and the pressure drops so sharply that the pressure equalization between the container 7 and the pipeline 1 via the metering device 9 cannot take place quickly enough. Since the pressure in the container 7 predominates, it now presses on the membrane device 8 and pushes the guide rod 11 downwards, which now actuates the upper valve 61 of the control device 6.

Im Ruhezustand ist der Raum oberhalb und unterhalb des Kolbens 3 über die beiden Ventile 61 und 62 entlüftet. Beim Niedergehen der Membran 8 drückt die Führungsstange 11 das obere Ventil 61 nach unten und schließt das Ventilgehäuse nach außen hin ab, so daß aus dem Behälter 4 über den Druckminderer 5 und die Leitung 19 Druck auf den Kolben 3 gelangt und den Schieber schließt.At rest, the space above and below the piston 3 is over the two valves 61 and 62 are vented. When the membrane 8 goes down, the presses Guide rod 11 the upper valve 61 down and closes the valve housing to the outside, so that from the container 4 via the pressure reducer 5 and the line 19 Pressure reaches the piston 3 and closes the slide.

Zuerst wird der vor der Bruchstelle liegende Schieber in Schließstellung gehen. Da von hier aus kein Medium mehr nachfließen kann, wird nun aus der hinter der. Bruchstelle liegenden Rohrleitung das Gas zurückströmen, so daß auch an dem hinter der Bruchstelle liegenden Schieber eine erhöhte Durchflußaeschwindigkeit entsteht. Somit geht auch dieser Schieber in Schließstellung, wodurch die Rohrleitung vor und hinter der Bruchstelle abgeriegelt ist. Dann gleicht sich der Druck im Behälter 7 langsam aus, und die Membraneinrichtung 8 wird durch die Feder 10 wieder hochgehoben. Nach der Reparatur der gebrochenen Rohrleitung wird von Hand das untere Ventil 62 hochgedrückt, so daß der Druck aus dem Behälter 4 über den Druckminderer 5 und die Leitung 19 nun unter den Kolben 3 gelangt und den Schieber wieder in Öffnungsstellung bringt. Der Behälter 4 füllt sich wieder mit Druck auf, und der alte Zustand ist wieder hergestellt.First, the slide in front of the break is in the closed position walk. Since no more medium can flow from here, the behind the. Breakage lying pipeline, the gas flow back, so that also at the behind the rupture point there is an increased flow rate arises. Thus, this slide also goes into the closed position, whereby the pipeline is sealed off in front of and behind the break. Then the pressure in the container is equal 7 slowly off, and the membrane device 8 is lifted up again by the spring 10. After repairing the broken pipeline, the lower valve 62 pushed up, so that the pressure from the container 4 via the pressure reducer 5 and the Line 19 now passes under the piston 3 and the slide is back in the open position brings. The container 4 fills up again with pressure, and the old state is restored.

An Stelle der fest eingebauten Dosierung 9 kann auch eine einstellbare Dosierung 12 außerhalb des Membrangehäuses angebracht werden, so daß der Dosierungsquerschnitt verändert werden kann, wenn die zulässige Durchflußmenge in der Hauptrohrleitung sich einmal ändern sollte. Da aber von der Bemessung der Dosierung 9 der ganze Steuervorgang abhängig ist, wird der Einbau einer festen Dosierung 9 empfohlen. Bei der verstellbaren Dosierung 12 kann zu leicht die Kontrolle verlorengehen bzw. ein Unbefugter eine Verstellung vornehmen.Instead of the permanently installed dosage 9, an adjustable one can also be used Dosage 12 are attached outside of the membrane housing, so that the dosing cross-section can be changed if the permissible flow rate in the main pipeline should change once. Since, however, the entire control process depends on the measurement of the dosage 9 the installation of a fixed dosage 9 is recommended. With the adjustable Dosage 12 can be too easy to lose control or an unauthorized person one Make adjustment.

Da ein flüssiges Medium praktisch nicht kompressibel ist, kann auch keine nachhaltige Druckspeicherung im Behälter 7 vorgenommen werden, die eine Betätigung der Membran 8 erreichen ließe. Beim Transport von flüssigem Medium in der Rohrleitung wird daher ein Windkessel 13 vorgeschlagen, der für die erforderliche Druckspeicherung sorgt und genügend Volumen aufspeichert, um über die Membraneinriehtung 8 und den Stößel 11 das Steuerventil 61 zu betätigen.Since a liquid medium is practically incompressible, there is also no sustainable pressure storage in the container 7 that would enable the membrane 8 to be actuated. When transporting liquid medium in the pipeline, an air vessel 13 is therefore proposed which ensures the required pressure storage and stores sufficient volume to actuate the control valve 61 via the membrane device 8 and the plunger 11.

Damit die Luft im Windkessel 13 nicht verlorengeht, wird diese vom flüssigen Medium im Raum 20 durch eine Trennmembran 14 abgeschirmt. Der Druck des flüssigen Mediums im Raum 20 wird also die Membran 14 hochdrücken und damit die Luft im Raum 13 komprimieren.So that the air in the air chamber 13 is not lost, it is shielded from the liquid medium in the space 20 by a separating membrane 14. The pressure of the liquid medium in space 20 will therefore push up membrane 14 and thus compress the air in space 13.

In gleicher Weise kann der Behälter 4 unterteilt und gefüllt sein, zweckmäßig ist jedoch, ihn ohne Verbindung mit der Rohrleitung mit Druckluft zu füllen, die, sofern sie zum Schließen und Öffnen des Schiebers verbraucht ist, nachgefüllt werden kann.In the same way, the container 4 can be divided and filled, however, it is advisable to apply compressed air to it without a connection to the pipeline fill, which, if used to close and open the slide, is refilled can be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A pipe burst safety device with a pressure accumulator which responds to a sudden drop in pressure in the line, characterized by the following features: a) A second pressure vessel (7) which is continuously connected to the line (1) via a throttle (9), b) a Diaphragm (8), which is acted upon on the one hand by the pressure in the second pressure vessel and on the other hand by the pressure in the line, c) a control valve (61) which is actuated by the diaphragm (8) and, when the diaphragm responds, the influx of pressure medium from the releases the first pressure vessel (4) to the cylinder with the upright piston (3) for the main shut-off device of the pipe burst protection.

2. Pipe burst protection according to claim 1, characterized in that the throttle opening (9) in the membrane is arranged and when the membrane (8) responds to the end of a plunger (11) acts, which transmits the movement of the membrane (8) to the control valve (61).

3. Pipe burst protection according to claim 1 or? characterized in that the throttle (9) is made up of a replaceable part.

4. Pipe burst protection according to claim 1, characterized in that the space below and above the membrane (8) through a line laid outside the diaphragm housing is connected to the metering valve (12) is.

5. Pipe rupture protection device according to one of the preceding claims, characterized in that that the control valve actuated by the membrane (8) is one part of a switching valve (5) with two locking pieces, which one side of the actuating piston with the first pressure vessel (4) connects, while the other part (62), the arbitrary can be operated from the outside, the other side of the piston with an outlet or connect to the atmosphere: both parts are connected by a spring (64) be pushed into the position closing off the inlet at the front of the pressure vessel (4).

6th Pipe rupture protection device according to one of the preceding claims, characterized., that in a known manner the pressure vessel (4) for the safety valve (2) in the Weis is constantly connected to the line (1) via a check valve, that it is always subjected to the greatest line pressure. Considered Publications: USA: Patent No. 2,763,286.