DE1500256C3 - Sicherheitseinrichtung für Druckmittelbehälter - Google Patents

Description

vorgesehenes zusätzliches Absperrventil einwirken und damit eine weitere Druckmittelzufuhr zu unterbinden vermögen. Nach den älteren Vorschlägen soll dieses Meßglied auf ein Steuerventil einwirken, und das erwünschte Schaltverhalten desselben wird durch Benutzen von Drosselbohrungen, weiten Entlastungsöffnungen u. dgl. erreicht. Zur Meldung der Betätigung des Absperrventils sind diesem elektrische Überwachungskontakte zugeordnet. Die ausschließlich mechanisch-pneumatische bzw. pneumatisch-hydraulische Betätigung läßt zwar die gemeinsame Unterbringung des Meßgliedes, des Steuerventils sowie des Absperrventils mit Betätigungskolben in einem gemeinsamen Metallblock zu und erlaubt eine geschlossene und autarke Ausbildung einer solchen Schalteinheit. Sie ist aber im Aufbau verwickelt und daher schwierig herzustellen, und im Falle einer Nachprüfung, Überprüfung, im Falle notwendig werdender Justierungen od. dgl. ist der gesamte Block auszuwechseln bzw. zu überprüfen. Als schwierig ao wurde weiterhin erkannt, das Steuerventil derart auszubilden, daß es auch bei schleichender Überschreitung der Schwellwerte des Meßgliedes ein spontanes Schalten des Absperrventils herbeiführt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Sicherheitseinrichtung für Betriebsdruckmittelbehälter der oben bezeichneten Gattung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und hoher Zuverlässigkeit sowie reproduzierbaren Schaltschwellen die Speisung des Betriebsdruckmittelbehälters aus einem höheren Druckmittelniveau über ein Reduzierventil ermöglicht, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei schadhaftem Ventilsitz bzw. mangelhafter Abdichtung unerwünscht hohe Druckmittelentnahmen auftreten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung, indem ein als Meßglied vorgesehenes Kontaktmanometer über eine Meßleitung mit dem im Betriebsdruckmittelbehälter herrschenden Druck beaufschlagt ist und indem es beim Überschreiten einer vorgegebenen oberen, ersten Druckschwelle mittels seiner Kontakte ein Magnetventil betätigt, so daß dieses einen vom Betriebsdruckmittelbehälter gespeisten Steuerkolben des Absperrventils entlastet und dieses spontan sperrt, und indem beim Überschreiten einer zweiten, unteren Druckstelle des Betriebsdruckes das Absperrventil geöffnet wird.

Wie der in Betracht gezogene Stand der Technik zeigt, waren am Anmeldetage sowohl Magnetventile als auch deren druckabhängige Steuerung vermittels von Kontaktmanometern bekannt. Gemäß der Erfindung wird aber die anstehende Aufgabe gelöst, indem auf eine direkte Einwirkung des Kontaktmanometers auf das Reduzierventil verzichtet wird; die verläßliche, sichere Funktion wird vielmehr dadurch erreicht, daß das Kontaktmanometer an den Betriebsdruckmittelkessel selbst angeschlossen wird und allein auf den in diesem anstehenden Druck reagiert. Beim Auftreten von Überdruck wird mittels eines Magnetventils im Betriebsdruckmittelbehälter entnommenes Druckmittel dazu benutzt, ein servogesteuertes Absperrventil zu schließen und damit völlig unabhängig von dem Zustand des vorgeordneten Reduzierventils eine absolute Absperrung zu bewirken.

. Als von Vorteil wurde erkannt, die Betriebsdruckzuleitung mit der Steuerkammerzuleitung durch eine Drosselstrecke zu verbinden.

Ein besonders sicheres Schaltverhalten ergibt sich, wenn das Magnetventil als Dreiwegeventil ausgebildet ist, das beim Öffnen seines Betriebsstromkreises die Betriebsdruckzuleitung absperrt und die Zuleitung zur Steuerkammer des Steuerkolbens des Absperrventils entlastet. Ein praktisch absoluter Schutz gegen weiteres Ansteigen des Druckes im Betriebsdruckmittelbehälter wird erreicht, indem zwischen dem Betriebsdruckmittelbehälter und dem Absperrventil ein Rückschlagventil angeordnet und das Absperrventil als bei Betätigung des abgesperrten, zum Betriebsdruckmittelbehälter führenden Ausgang entlastendes Dreiwegeventil ausgebildet ist. Zweckmäßig wird das Kontaktmanometer mit mindestens einem weiteren Kontakt ausgestattet, der als Überwachungskontakt eine Meldeleitung beaufschlagt und das Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung kenntlich zu machen vermag.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der dieses darstellenden Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist ein Betriebsdruckmittelbehälter 1 dargestellt, der beispielsweise zur Bevorratung von Druckluft zum Betätigen von Hochspannungs-Schaltgeräten vorgesehen ist. Die Speisung des Betriebsdruckmittelbehälters 1 erfolgt über ein den Druck minderndes Reduzierventil 2 von einem Druckmittel-Vorratsbehälter 3 aus, in dem das Druckmittel, im vorliegenden Falle Preßluft, unter wesentlich Tiöherem Druck bevorratet wird, als er für die Betätigung der nachgeordneten Hochspannungs-Schaltgeräte gebraucht wird. Hierdurch läßt sich bei relativ kleinem Volumen des Druckmittel-Vorratsbehälters 3 eine relativ große Menge Druckluft bevorraten und bei Bedarf über Reduzierventile, beispielsweise Reduzierventil 2, im Druck auf den Betriebsdruck herabgesetzt, den einzelnen Betriebsdruckmittelbehältern, beispielsweise dem Betriebsdruckmittelbehälter 1, zuführen. Im Falle des Schadhaftwerdens, mangelhaften Arbeitens od. dgl. des Reduzierventils läßt dieses noch Druckmittel passieren, auch wenn der an der Ausgangsseite anstehende Druck die das Abschalten charakterisierende Druckschwelle bereits überschritten hat. Bei üblichen, keine weiteren Vorrichtungen aufweisenden Speiseleitungen besteht zunächst die Gefahr, daß der hohe Druck des Druckmittel-Vorratsbehälters 3 sich auch dem Betriebsdruckmittelbehälter 1 mitteilt und zu Schäden führt; ist dieser, wie üblich, mit einem Sicherheitsventil ausgestattet, so wird er zwar durch entsprechendes Abblasen desselben entlastet, jedoch würde laufend über das ■ Reduzierventil 2 weitere Druckluft zugeführt werden, und die Gefahr bestünde, daß der Druckmittel-Vorratsbehälter 3 derart entleert würde, daß auch andere, in der Figur nicht dargestellte Betriebsdruckmittelbehälter nicht mehr gespeist werden könnten und diesen nachgeordnete Geräte ausfielen.

Gemäß der Erfindung ist dem Betriebsdruckmittelbehälter 1 zur Sicherung gegen unzulässig hohe Drücke über eine Leitung 4 ein Kontaktmanometer 5 zugeordnet, dessen Kontakte als Ruhestromkontakt ausgebildet ist und die. im elektrischen Stromkreis der Pole 7 und 8 vorgesehene Magnetspule 9 des Magnetventils 10 schaltet. Im erregten Zustand, d. h. vor Überschreiten der oberen Druckschwelle des Kontaktmanometers 5 bzw. öffnen des Kontaktes 6, verbindet das Magnetventil 10 seinen Eingang 11 mit dem Ausgang 12 und damit den Betriebsdruckmit-

telbehälterl mit der Zylinderkammer 13 des Absperrventils 14. Der somit druckbeaufschlagte Stellkolben 15 desselben preßt über die Ventilspindel den Ventilteller 16 auf den Ventilsitz 17 und hebt den Ventilteller 18 vom Ventilsitz 19 ab, so daß über das Reduzierventil 2, im Druck entsprechend abgesenkt, Preßluft des Druckmittel-Vorratsbehälters 3 über die Zuleitung 20, das Absperrventil 14, die Zuleitung 21 und das Rückschlagventil 22 dem Betriebsdruckmittelbehälter 1 zugeführt zu werden vermag, bis dessen Druck dem des am Reduzierventil eingestellten entspricht.

Steigt, beispielsweise infolge eines schadhaften Reduzierventils 2, der Druck im Betriebsdruckmittelbehälter 1 unzulässig an, so öffnet die Membrane des Kontaktmanometers 5 den Kontakt 6, die Magnetspule 9 wird entregt, und das Magnetventil 10 fällt ab. Hierbei schließt es seinen Eingang 11 und verbindet den Ausgang 12 mit der Entlastungsöffnung 23, so daß die Verbindungsleitung 24 sowie die Zylinderkammer 13 des Absperrventils 14 spontan entlastet werden. Der auf dem Ventilteller 16 lastende Druck verschiebt die Ventilspindel in der Figur nach oben, so daß der Ventilteller 18 auf dem Ventilsitz 19 zur Anlage gelangt und durch den auf ihm lastenden Druck in dieser Stellung gehalten wird. Hierdurch werden die Druckmittelzuleitung 20 abgesperrt und der Druckmittel-Vorratsbehälter 3 gegen weiteren Verlust von Preßluft gesichert. Die Preßluftzuleitung 21 ist durch die Ausblaseöffnung 25 entlüftet, so daß selbst bei mangelhafter Abdichtung des Ventiltellers 18 auf dem Ventilsitz 19 der Druck des Betriebsdruckmittelbehälters 1 nicht durch weitere Druckmittelzufuhr gesteigert werden kann. Andererseits bleibt aber der Druck dieses Behälters 1 aufrechterhalten, da das Rückschlagventil 22 ein Ausblasen des Behälterinhaltes unterbindet. Damit bleiben die dem Betriebsdruckmittelbehälter 1 nachgeordneten Geräte weiterhin funktionsbereit. Wird durch ein Arbeitsspiel dem Betriebsdruckmittelbehalter 1 Druckluft entnommen, so sinkt der Druck, das KontaktmanometerS schließt seinen Ruhekontakt 6, das erregte Magnetventil 10 beaufschlagt den Arbeitskolben des Absperrventils und öffnet dieses, so daß der Betriebsdruckmittelbehälter 1 wieder aufgefüllt zu werden vermag. Damit aber bleibt die Arbeitsfähigkeit der Anlage selbst bei Ausfall eines Reduzierventils erhalten, und unzulässige Drücke des Betriebsdruckmittelbehälters 1 werden sicher vermieden. Zweckmäßig ist dem Kontaktmanometer 5 weiter ein Kontakt 26 zugeordnet, der als Überwachungskontakt nutzbar ist und das Ansprechen des Kontaktmanometers 5 über die Meldeleitung 27 anzuzeigen vermag.

Wird es für erforderlich gehalten, nach Absperren der Druckluftzufuhr den Druck im Betriebsdruckmittelbehälter 1 zu senken, so können beispielsweise der Eingang 11 sowie der Ausgang 12 des Magnetventils 10 durch eine in der Figur nicht dargestellte Drosselbohrung verbunden sein. Im Normalbetrieb weisen Ein- und Ausgang gleiche Potentiale auf, so daß die Drosselbohrung nicht wirksam wird. Nach Ansprechen des KontaktmanometerS 5 und nach Betätigung des Magnetventils 10 erfolgt eine langsame Entlastung des Betriebsdruckmittelbehälters 1 über die Drosselbohrung, da in dieser Stellung des Magnetventils der Ausgang 12 mit der Ausblaseöffnung 23 verbunden ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung stellt aufgabengemäß die Speisung und Funktion des Betriebsdruckmittelbehälters auch im Falle des Ausfalls bzw. Undichtwerdens des vorgeordneten Reduzierventils sicher: Während des ordnungsgemäßen Arbeitens des Reduzierventils dient die Sicherheitseinrichtung nur der Überwachung und wird selbst nicht tätig; fällt dagegen das Reduzierventil aus und wird undicht, so bewirkt die Sicherheitsvorrichtung von sich aus eine Aufrechterhaltung des Betriebsdruckes, indem bei ausreichendem Druck ein weiterer Anstieg durch Schaffen eines entlüfteten Abschnittes der Zuführungsleitung absolut sicher unterbunden wird, während nach Druckabfall der Betriebsdruckmittelbehälter wieder an das schadhafte Reduzierventil angeschlossen wird, bis der zur Aufrechterhaltung des Betriebes erforderliche Druck wieder aufgebaut ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 hängiger Betrieb einzelner druckmittelbetätigter GePatentansprüche: rate oder auch Gruppen solcher Geräte gesichert sein soll, wird eine Mehrzahl von Betriebsdruckmittelbe-

1. Sicherheitseinrichtung zur Unterbindung im- haltern vorgesehen, die jeweils nur ein oder mehrere zulässiger Druckspitzen für über eine Druckmit- 5 Geräte speisen. Insbesondere für Anlagen mit gerintelleitung, vorzugsweise unter Zwischenschaltung ger Schalthäufigkeit, wie sie beispielsweise bei druckeines Reduzierventils, gespeiste Druckmittelbehäl- luftbetätigten Hochspannungsschaltgeräten vorliegt, ter, insbesondere zentral versorgte Betriebsdruck- wird ein zentraler Druckmittel-Vorrtasbehältcr homittelbehälter, bei denen unter Einwirkung eines hen Druckes mit ihm zugeordneten Kompressoren behälterdruckbetätigten Meßgliedes beim Auftre- io vorgesehen, und die einzelnen Betriebsdruckmittelbeten von Überdruck die speisende Druckmittellei- halter werden über den Druck der zentralen, vom tung mittels eines Absperrventils zur Unterbin- Druckmittel-Vorratsbehälter ausgehenden Versordung weiterer Druckmittelzufuhr abgesperrt wird, gungsleitung mindernde Reduzierventile gespeist. Da dadurch gekennzeichnet, daß ein als entsprechend der geringen Schalthäufigkeit der BeMeßglied vorgesehenes Kontaktmanometer (5) 15 triebsdruckmittelverbrauch niedrig ist, arbeiten über eine Meßleitung (4) mit dem im Betriebs- Druckmittel-Vorratsbehälter mit geringem Speicherdruckmittelbehälter (1) herrschenden Druck be- volumen, aber hohem Speicherdruck zwar wirtschaftaufschlagt ist, daß es beim Überschreiten einer Hch, es besteht aber die Gefahr, daß beim Versagen vorgegebenen oberen, ersten Druckschwelle mit- von Reduzierventilen der Druck in den Betriebstels seiner Kontakte (6) ein Magnetventil (10) be- 20 druckmittelbehältern unzulässig ansteigt.

tätigt, so daß dieses einen vom Betriebsdruckmit- Beim Einsatz üblicher, durch Abblasen entlasten-

telbehälter gespeisten Steuerkolben des Absperr- der Sicherheitsventile werden zwar bei entsprechenventils (14) entlastet und dieses spontan sperrt, der Auslegung solch unzulässige Überdrücke vermie- und daß beim Unterschreiten einer zweiten, unte- den; da das schadhafte Reduzierventil aber laufend ren Druckschwelle des Betriebsdruckes das Ab- 25 mit gleichem, überhöhtem Druck weiteres Druckmitsperrventil geöffnet wird. tel nachführt, das durch das abblasende Sicherheits-

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, da- ventil dann entweicht, führt ein solches schadhaftes durch gekennzeichnet, daß die Betriebsdruckzu- Ventil eines einzelnen Betriebsdruckmittelbehälters leitung (11) mit der Steuerkammerzuleitung (12, unter Umständen zur schnellen Erschöpfung des zen-14) durch eine Drosselstrecke verbunden ist. 30 tralen Druckmittel-Vorratsbehälters, so daß die

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, da- Nachspeisung der gesamten Anlage ausfällt. Der Eindurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (9, satz eines elektrisch gesteuerten Hochdruckventils, 10) als Dreiwegeventil ausgebildet ist, das beim wie es durch die deutsche Patentschrift 857 723 für öffnen seines Betriebsstromkreises die Betriebs- Sicherheitszwecke oder zur Druckminderung angegedruckzuleitung (11) absperrt und die Zuleitung 35 ben wird, vermag hier keine Abhilfe zu bringen, (24) zur Steuerkammer (13) des Steuerkolbens denn auch hier werden unzulässige Druckspitzen nur (15) des Absperrventils (14) entlastet. durch Abblasen abgebaut bzw. vermieden, und das

4. Sicherheitseinrichtung nach den Ansprü- nach der älteren Patentschrift gelöste Problem der chen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- Reproduzierbarkeit der Schaltschwellcn bei höchsten sehen dem Betriebsdruckmittelbehälter (1) und 40 Drücken und demzufolge aus Festigkeitsgründen erdem Absperrventil (14) ein Rückschlagventil (22) forderlichen breiten Dichtflächen macht bei dem geangeordnet und das Absperrventil als bei Betäti- ringen Druck üblicher Betriebsdruckmittelbehälter gung des abgesperrten, zum Betriebsdruckmittel- keine besonderen Aufwendungen in. dieser Richtung behälter führenden Ausgang (19) entlastendes nötig.

Dreiwegeventil (16, 17, 25) ausgebildet ist. 45 Aus der deutschen Patentschrift 202 031 ist es be-

5. Sicherheitseinrichtung nach Ansprüchen 1 kannt, zur Verbesserung des Schaltverhaltens eines bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontakt- Druckminderventils ein vom einzustellenden Druck manometer (5) mindestens einen weiteren Kon- beaufschlagtes Kontaktmanometer vorzusehen und takt (26) aufweist, der als Überwachungskontakt das eigentliche Druckminderventil als von diesem eine Meldeleitung (27) beaufschlagt. 50 Manometer gesteuertes Magnetventil auszubilden.

Beim Einsatz eines solchen aus Kontaktmanometer und Magnetventil gebildeten Druckminderventils

kann auf ein Sicherheitsventil und dessen Funktion

nicht verzichtet werden: Beim Schadhaftwerden von 55 Dichtungsflächen des Magnetventils steigt der Druck

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung im nachgeordneten Kreis unzulässig an und muß zum Unterbinden unzulässiger Druckspitzen für über durch Abblasen des Sicherheitsventils und. damit geeine Druckmittelleitung, vorzugsweise unter Zwi- gebenenfalls erheblichem Druckmittelverbrauch bcschenschaltung eines Reduzierventils, gespeiste grenzt werden.

Druckmittelbehälter, insbesondere für zentral ver- 60 In der älteren deutschen Patentschrift 1 227 120 sorgte Betriebsdruckmittelbehälter, bei denen unter ist, um einerseits den Betriebsdruckmittelbehälter vor Einwirkung eines behälterdruckbetätigten Meßglie- unzulässig hohem Druck und andererseits den des beim Auftreten von Überdruck die speisende Druckmittel-Vorratsbehälter vor dauernden, seine Druckmittellcitung mittels eines Absperrventils zur Kapazität erschöpfenden Betriebsdruckmittelentnah-Unterbindung weiterer Druckmittelzufuhr abgesperrt 65 men zu schützen, bereits vorgeschlagen, die Druckwird, mittelbehälter jeweils mit pneumatischen Maßglie-Bei druckmittelbetätigten und/oder -gesteuerten dem zu verbinden, die beim Auftreten von Über-Anlagcn, bei denen ein von anderen Geräten unab- druck auf ein in der speisenden Druckmittelleitung