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Sicherheitskontrollvorrichtung mit einem die Flüssigkeitsströmung
in einer Leitung steuernden Hauptventil Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitskontrollvorrichtung
-mit einem Hauptventil, das die Flüssigkeitsströmung in einer Leitung in Abhängigkeit
von dem Druck steuert, der in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen der Leitung
und einer Umhüllung für dieselbe herrscht, wobei Mittel für die Erzeugung einer
Druckdifferenz zwischen dem ringförmigen Zwischenraum und der Atmosphäre vorgesehen
sind sowie ein Fühler, der bei ausreichend großer solcher Druckdifferenz das Hauptventil
zwecks Durchlasses der Flüssigkeit durch die Leitung öffnet.
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Bei bekannten Kontrollvorrichtungen dieser Art wird entweder auf genügenden
Unter- oder aber überdruck im ringförmigen Zwischenraum geprüft. Die Erfindung stellt
sich darüber hinaus die Aufgabe, eine Anordnung derart zu treffen, daß zusätzlich
darauf geprüft wird, daß ein normales, in die Leitung eingeschaltetes Arbeitsventil
richtig arbeitet.
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Dementsprechend schließt sich gemäß der Erfindung an die Leitung eine
Schwimmerkammer mit einem schwimmerbetätigten und den normalen Flüssigkeitsstand
regelnden Arbeitsventil an. Dabei trägt die Schwimmerkammer ein Entlastungsventil,
welches den ringförmigen Zwischenraum mit der Atmosphäre verbindet und normalerweise
geschlossen ist, jedoch zwecks hydraulischer oder pneumatischer Einwirkung auf das
Hauptventil unter dem Einfluß der Schwerkraft öffnet, wenn die Schwimmerkammer winkelmäßig
um einen bestimmten Wert aus der Normal-Stellung gekippt wird. Schließt etwa bei
einer solchen Anordnung das Arbeitsventil nicht richtig, weil die Schwimmerkammer
aus ihrer Normalstellung gekippt wurde, so tritt das Entlastungsventil in Tätigkeit
und wirkt beispielsweise pneumatisch auf das Hauptventil im Sinne einer Sperrung
desselben ein. Dies bedeutet eine erhöhte Betriebssicherheit.
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Man hat zwar bei einer der bekannten Einrichtungen auch schon zusätzliche
Leitungen vorgesehen, die es gestatten, pneumatisch auf das Hauptventil im Sinne
einer Schließung derselben einzuwirken. Jedoch soll es auf diese Weise lediglich
möglich sein, von Hand von entfernten Stellen aus die Absperrvorrichtung zu beherrschen,
und die zusätzlichen Leitungen sollen außerdem bei Unfällen durch Zerstörung die
Absperrung des Hauptventils bewirken. Zwar ist auf diese Weise bereits die zusätzliche
Verwendung des beispielsweise evakuierten ringförmigen Zwischenraumes nicht nur
als Sicherung gegen Rohrbruch, sondern auch für andere Fälle bzw. Zwecke bekanntgeworden,
jedoch handelt es sich insoweit noch nicht um einen der Erfindung vergleichbaren
Aufbau mit der Möglichkeit auf gleichzeitige überprüfung des Arbeitsventils bzw.
der richtigen Stellung der Schwimmerkammer.
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Bei einem bekannten Verschluß für Behälteranschlußleitungen ist es
zwar ebenfalls bereits erreicht, den Schließvorgang in Abhängigkeit vom Kippen des
Behälters auszulösen. Jedoch wird hierbei ein Pendel benutzt, das bei Neigung des
Behälters gegenüber diesem eine Schräglage einnimmt und dabei etwa mittels einer
becherförmigen Verlängerung die Schließkugel eines Ventils in die Schließstellung
versetzt. Nachteilig ist jedoch hierbei, daß für eine solche Betätigung der Ventilkugel
ein ziemlich hoher Kraftaufwand erforderlich ist, vor allem dann, wenn durch das
Pendel die Kugel entgegen der Schwerkraft in die Schließstellung angehoben und ausreichend
dicht an den Ventilsitz angepreßt werden soll. Es besteht hier die Gefahr, daß ein
wirklich dichter Abschluß der Leitung beim Kippen des Gerätes und bei Neigung des
Pendels nicht erreicht wird. Verwendet man zusätzlich eine die Kugel in Richtung
der Schließbewegung belastende Vorspannfeder, so wird hierdurch die Bewegung des
Pendels aus der Normalstellung noch weiter erschwert. Andererseits tritt bei Verwendung
einer Hohlkugel als Ventilelement die
Schwierigkeit der Abdichtung
zwischen dieser Hohlkugel und dem Ventilsitz hinzu. Gegenüber dieser bekannten Bauweise
ergibt die Erfindung den Vorteil, daß es nur einer sehr geringen Kraft bedarf, beim
Kippen der Schwimmerkammer das Entlastungsventil zu öffnen.
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Die Erfindung unterscheidet sich auch vorteilhaft von einem bekannten
Wasserstandszeiger, dessen Standglas mit einem zweiten Glaszylinder umgeben ist,
wobei das Springen des Standglases zur Folge hat, daß der ausströmende Dampf über
eine Leitung einen Fühlerkolben betätigt, der Ventile verschließt, die dem Wasserstandszeiger
zugeordnet sind. Unter anderem wird bei einer solchen Einrichtung nämlich nicht
ständig auch auf Dichtheit der Umhüllung bzw. des zweiten Glaszylinders geprüft.
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Ähnlich verhält es sich bei einer weiteren bekannten Rohrbruchsicherung,
bei welcher das zu sichernde Rohr von einem Hüllrohr umgeben ist, das jedoch mit
der Außenluft in Verbindung steht. Infolgedessen kann mit einer solchen Einrichtung
nur erreicht werden, daß das bei Bruch der Innenleitung ausströmende Medium von
der Hülleitung aufgefangen und in einen Prüfbehälter geleitet wird, der das Ventil
verschließt.
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Schließlich eignet sich eine andere bekannte Anlage nur für spezielle
Zwecke, nämlich für die überwachung eines Dampfkessels, bei welcher an den Kessel
über eine Düse ein Gefäß angeschlossen ist, in dem sich bei einem Leitungsbruch
infolge des ausströmenden Dampfes das mitgerissene Wasser sammelt, wodurch ein Schwimmer
angehoben wird, der den Kessel absperrt.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist in der
Schwimmerkammer ein Hilfsschwimmer untergebracht, der das Entlastungsventil in dem
Fall aufstößt, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Schwimmerkammer eine bestimmte
Höhe überschreitet. Bei einer bekannten Vorrichtung wird zwar ebenfalls ein Hilfsschwimmer
betätigt, der sich in einem abgetrennten Teil der Schwimmerkammer befindet, wobei
dieser abgetrennte Teil bei zu hohem Flüssigkeitsspiegel durch Überlauf gefüllt
wird. Jedoch wirkt bei dieser Anordnung der Hilfsschwimmer ebenso wie der Hauptschwimmer
mechanisch auf das Arbeitsventil ein. Arbeitet dagegen gemäß der Erfindung der Hilfsschwimmer
mit dem Entlastungsventil zusammen, wobei dieses in der geschilderten Weise besonders
leicht zu betätigen ist, so ist die Sicherheit, die sich durch den Hilfsschwimmer
erreichen läßt, erhöht und darüber hinaus eine Kombination mit der Überwachungseinrichtung
auf Leitungsbruch erzielt. Im übrigen können Hilfsschwimmer einerseits und Hauptventil
an verschiedenen Stellen untergebracht sein, und man ist nicht auf den Einbau dieser
Teile in ein und demselben Gehäuse angewiesen.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand eines
in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zur Verwendung
mit einem tragbaren CSlofen, der als Konvektor oder Strahlofen ausgebildet ist,
näher erläutert.
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Das Paraffin oder ein anderer Brennstoff ist in einem Tank eingelagert.
Vom Unterteil des Behälters 1 geht ein Auslaß aus, der mit einem handgesteuerten
Abstellventil 3 versehen ist. Der Auslaß 2 führt zu einer Kammer 4, in die der Brennstoff
vom Tank 1 durch Schwerkraft oder durch Pumpe gefördert wird. Diese Kammer enthält
ein Auslaßrohr 5 für den Brennstoff, das einen kurzen aufragenden Teil umfaßt, der
sich in die Kammer 4 erstreckt und daraus eine kurze Strecke herausragt, um die
Befestigung der biegsamen Leitung 6 zu erleichtern. Das Auslaßrohr 5 erstreckt sich
aufwärts in die Kammer 4, um eine Auslaßöffnung 7 für den Brennstoff zu schaffen,
der normalerweise durch eine Membran 8 aus Gummi oder anderem elastischem Material
verschlossen ist. Die Membran 8 erstreckt sich über die Öffnung einer zylindrischen
Kammer 9, aus der ein abgedichtetes Rohr 10 herausführt. Dieses abgedichtete Rohr
10 stellt eine Verbindung mit einem kurzen, sich abwärts erstreckenden Rohr 11 her,
das am Unterteil der Kammer abdichtend angebracht ist und den Teil des Auslasses
5 umgibt, der aus der Kammer herausragt.
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An dem abwärts ragenden Rohr 11 ist ein Schlauch 12 befestigt, der
die Brennstoffleitung 6 umgibt bzw. umhüllt. Die Verwendung einer elastisch biegsamen
Leitung und Umhüllung bietet den Vorteil, daß der Ofen oder eine andere Vorrichtung,
die dadurch gespeist wird, transportabel und nicht ortsgebunden ist. Wenn beispielsweise
Paraffin als Brennstoff verwendet wird, können beide Rohre aus Polyäthylen oder
Polypropylen oder einem anderen Material hergestellt sein, das gegen die Flüssigkeit
widerstandsfähig ist, die gefördert wird, und die gewünschte Lebensdauer hat.
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Die anderen Enden der beiden Rohre oder Leitungen stellen die Verbindung
mit einer Schwimmerkammer 13 her, wobei die Brennstoffleitung 6 in die Schwimmerkammer
selbst führt und die Umhüllung 12 an der Außenseite der Schwimmerkammer abdichtend
befestigt ist, aber eine Ableitung 14 zu dem nachstehend beschriebenen Zwecke hat.
Zur Erleichterung der Verbindung können die Schläuche 6 und 12 kräftig auf starre
Stutzen aufgebracht sein, die sich fest aus der Schwimmerkammer heraus erstrecken.
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Das Ableitungsrohr 14, das mit dem ringförmigen Zwischenraum zwischen
Leitung 6 und Umhüllung 12 Verbindung herstellt, führt in eine kleine Kammer 15,
die auf der Oberseite der Schwimmerkammmer 13 angeordnet und davon abgedichtet ist.
In der oberen Wandung der Kammer 15 befindet sich zwecks Bildung eines Entlastungsventils
ein Lufteinlaßloch 16, das normalerweise durch ein Schließorgan 17 geschlossen ist,
das von beliebiger Form sein kann, unter der Voraussetzung, daß es, wenn die Schwimmerkammer
um einen bestimmten Winkel gekippt wird, entweder herunterfällt oder um ein Scharnier
verschwenkt wird, so daß der Lufteinlaß 16 frei wird und dadurch die Kammer 15 und
damit der Ringraum zwischen Leitung 6 und Umhüllung 12 mit der Außenluft in Verbindung
gebracht wird. Ebenso ist mit der Kammer 15 ein Rohr 18 verbunden, das mit einem
Saugball 19 oder einer anderen Einrichtung verbunden ist, um innerhalb des
Raumes zwischen der Membran 8 an einem Leitungsende und der Kammer 15 am anderen
Ende einen Unterdruck zu erzeugen.
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Die Schwimmerkammer 13 enthält zwei Schwimmer. Ein Hauptschwimmer,
der schematisch bei 20 gezeigt ist, betätigt ein Arbeitsventil 21, das den Einlaß
von der Leitung 6 in die Schwimmerkammer schließt, wenn der Brennstoff in der Schwimmerkammer
die gewünschte Höhe erreicht. Der zusätzlich vorhandene Hilfsschwimmer 22 ist mit
einem Hebel 23 verbunden, der bei 24 so drehbar ist, daß
sich
der - Hebel 23 mit dem Flüssigkeitsspiegel des Brennstoffes aufwärts und abwärts
bewegt. Durch eine Öffnung 25 in der Schwimmerkammer erstreckt sich ein Stift 26,
der auf einen Polsteranschlag 27 drückt, der am Hebelarm 23 montiert ist. Die Länge
des Stiftes ist so, daß, wenn aus irgendeinem Grunde das Ventil 21 nicht richtig
schließt, obwohl der Brennstoff in der Schwimmerkammer das gewünschte Niveau übersteigt,
der Stift vom Hebelarm 23 aufwärts bewegt wird, bis er gegen das Schließorgan 17
schlägt und dieses anhebt, um Luft durch die Öffnung 16 in die Kammer 15 eindringen
zu lassen.
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Das Rohr 28 führt von der Schwimmerkammer zum Ölofen oder einer anderen
Einrichtung, wobei das Niveau des Brennstoffes in der Schwimmerkammer so eingestellt
wird, daß sich das gewünschte Niveau des Brennstoffs im Ofen oder der anderen Vorrichtung
ergibt. Die Schwimmerkammer ist starr auf der Vorrichtung montiert.
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Es kann auch ein von Hand betätigter Hebel 29
vorgesehen sein,
der durch einen Schlitz in der Schwimmerkammer herausragt, wobei der Schlitz über
dem geforderten Niveau des Brennstoffes in der Schwimmerkammer liegt und wirksam
mit dem Hebel 23 verbunden ist, so daß, wenn es aus irgendeinem Grunde erwünscht
ist, die Flüssigkeitszufuhr zur Schwimmerkammer abzustellen, der Hebel
29
niedergedrückt werden kann, um den Hebel 23 und damit den Stift
26 anzuheben. Für den Betrieb der Vorrichtung wird das von Hand zu betätigende »Ein-Aus«-Ventil
in die Stellung »EIN« gedrückt, um Brennstoff in die Kammer 4 einzuleiten. Der Ball
oder eine andere Vorrichtung 19 wird betätigt, um die Kammer 15, das Ableitungsrohr
14, den Ringraum zwischen Leitung 6 und Umhüllung 12, die Leitung 10 und
den Bereich über der Membran 8 teilweise luftleer zu machen und darin einen
verringerten Druck zu schaffen. Dadurch wird die Membran 8 von der Oberseite des
Rohres 5 abgehoben, und sie gestattet so dem Brennstoff, durch Einlaß 7 und Leitung
6 in die Schwimmerkammer 13 zu fließen, bis der Flüssigkeitsspiegel in der Schwimmerkammer
auf die normale Höhe gestiegen ist und so das Ventil 21 betätigt, um den weiteren
Zufluß in die Schwimmerkammer zu unterbrechen bzw. zu steuern. Der Brennstoff fließt
durch die Leitung 28 aus und stellt in der Vorrichtung das gewünschte Niveau her.
Während des normalen Betriebes der Vorrichtung bleibt die Membran 8 vom Rohr 5 abgehalten,
und die Schwimmerkammer arbeitet in üblicher Weise. Der am Hebelarm 23 befestigte
Schwimmer 22 steigt dabei zwar mit dem Brennstoff in der Schwimmerkammer, aber nicht
hoch genug, um den Stift 26 zu betätigen.
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Sollten Leitung 6 und Schlauch bzw. Umhüllung 12 oder eines dieser
Teile sich lösen oder brechen, so verschwindet das Vakuum im ringförmigen Zwischenraum,
und die Membran 8 kann auf die Röhre 5 fallen und selbsttätig die Zuleitung von
Brennstoff an dieser Stelle unterbrechen. Falls notwendig, kann die Membran 8 durch
Federdruck oder in anderer Art und Weise belastet sein, um sie gegen die Leitung
5 zu drücken, wenn das Vakuum in der Kammer 9 nicht mehr besteht.
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Sollten die Leitungen und verschiedenen Rohre intakt bleiben, aber
die Vorrichtung selbst in gefährlicher Weise gekippt oder vollständig umgedreht
werden, wird das .Schließorgan 17 von seinem Lager gehoben und gestattet so der
Luft, durch die Öffnung 16 einzudringen, um das teilweise Vakuum aufzuheben, und
auch in diesem Falle senkt sich die Membran 8, um den Auslaß 7 zu schließen. Wenn
schließlich aus irgendeinem Grunde das Arbeitsventil 21 nicht richtig schließt,
obwohl der Brennstoff in der Kammer die normale Höhe erreicht hat bzw. diese übersteigt,
hebt der Hilfsschwimmer 22 den Arm 23, um den Stift 26 gegen das Schließorgan 27
zu drükken und Luft durch die Öffnung 16 eindringen zu lassen, so daß das Vakuum
aufgehoben wird und das Hauptventil, d. h. die Membran 8, den Einlaß 7 schließen
kann.
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Es versteht sich, daß die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung
nur eine Anordnung ist, die in den Rahmen der Erfindung fällt, und Abwandlungen
können getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Wenn beispielsweise
Brennstoff unter Pumpendruck in die Kammer 4 geführt wird und das Hauptventil einen
beträchtlichen Druck auszuhalten hat, kann die Bauweise dieses Ventils komplizierter
sein und die Form eines Nadel- oder Konusventils haben, das durch Gestänge von einer
barometrischen Kapsel betätigt wird, die die Kammer 9 ersetzen würde, wobei die
Vorrichtung 19 dann dazu dient, die Kapsel teilweise luftleer zu machen, um das
Ventil zu betätigen.
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Es versteht sich, daß die Erfindung auch durch Einführen von überdruck
in den Ringraum verwirk-' licht werden kann, der über den atmosphärischen Druck
und/oder über den Druck des Mediums, das in der Leitung gefördert wird, hinausgeht,
wobei ein Brechen der Leitung oder eine sonstige Verbindung des Druckraumes mit
der Außenluft dazu dient, das Hauptventil zu schließen.
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Falls erwünscht, kann die Umhüllung eine- Vielzahl von Leitungen für
das zu fördernde Medium aufnehmen. Wo es. beispielsweise erwünscht ist, eine Sicherheit
gegen die Zerstörung von Rohren zu bieten, beispielsweise in Häfen, in denen Öl
ausgeladen wird, können als Rohrleitungen, die vom Kai zu den Vorratstanks führen,
über den Bereich, in dem sie zusammen verlaufen, in einer abgedichteten Umhüllung
eingeschlossen sein, wobei das Vakuum oder der überdruck im Zwischenraum ein Hauptventil
steuert, das gegebenenfalls selbsttätig den Strom des Öls unterbricht, wobei zusätzlich
in einer Schwimm erkanuner auf Einhaltung eines gewissen Flüssigkeitsniveaus
geprüft wird. Das Hauptventil würde sich in diesem Fall auch- schließen, wenn nur
eine der Leitungen innerhalb der Umhüllung bricht.
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Die Erfindung ist auf das Fördern beliebiger Medien in Leitungen anwendbar.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist jedoch hauptsächlich zur Verwendung in Wohnhäusern
oder anderen Gebäuden geeignet, wo es erwünscht ist, einen Ölofen oder eine Öllampe
mit einem Vorratsbehälter durch einen Schlauch zu verbinden, wobei sich der Vorratsbehälter
in einer gewissen Entfernung vom Ofen oder der Lampe befindet.