DE1629859A1

DE1629859A1 - Sicherheitsabsperrventil

Info

Publication number: DE1629859A1
Application number: DE19671629859
Authority: DE
Inventors: Sydney Farrer
Original assignee: Bryan Donkin Co Ltd
Current assignee: Bryan Donkin Co Ltd
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1967-07-19
Publication date: 1970-08-06
Also published as: GB1147234A; NL6709967A; DE1629859B2; DE1629859C3; US3422841A; AT280715B; NL151180B; ES343684A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsabsperrventil für ein Gasversorgungssystem, mit einem Abschlußorgan, das gegen einen Ventilsitz oder von diesem weg bewegbar ist, wobei zum Halten des Abschlußorganes in der Offenstellung im Abstand vom Ventilsitz während des normalen Betriebes ein Paar feststehender Polstücke vorgesehen ist, die durch einen Magneten magnetisch erregbar sind, der durch eine druckempfindliche Membran gegen die Polstücke oder von diesen weg bewegbar ist.

Bei bekannten Sicherheitsabsperrventilen dieser Art wird der durch die Membran bewegbare Permanentmagnet von den Polstücken durch Abheben getrennt, wobei die ganze Kraft des Magneten zu überwinden ist. Bereits eine geringe Veränderung der Magnetkraft beeinflußt somit direkt den vorgesehenen Änsprechdruck des Ventils.

Dieser !lachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Polstücke durch Auf- oder Abgleiten des Magneten auf bzw. von einer freiliegenden fläche der Polstücke magnetisch erregbar bzw. entregbar sind.

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Die Pole des Magneten werden also auf den Seitenflächen der Polstücke verschoben, wodurch sie aus einer wirksamen Stellung in eine unwirksame Stellung gebracht werden. Dabei ist die zum Schließen des Ventils aufzubringende Gesamtkraft die Summe der zur Überwindung der Spannung der Ventilfeder notwendigen Kraft und der zur Trennung des Magneten von den Polstücken erforderlichen Kraft. Die Trennung durch Abgleiten erfordert vergleichsweise geringeren Kraftaufwand als die Trennung durch Abheben, und eine geringfügige Änderung der Stärke des Magneten beeinflußt den jeweiligen Ansprechdruck des Ventiles kaum. Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet somit weitaus verläßlicher als die bekannten Ventile der eingangs erwähnten Art.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein magnetischer Halter vorgesehen, der unmittelbar vor dem Abgleiten des Magneten von den Polstücken und somit vor der Entregung derselben mit dem Magneten in Berührung kommt.

Die Magnetpole gleiten also unmittelbar vor dem Trennen des Magneten von den Hauptpolstücken auf einen Kurzschluß-Magnethalter auf. Dadurch wird erreicht, daß ab diesem Augenblick praktisch überhaupt, keine magnetische Kraft mehr überwunden zu werden braucht, um den Magneten von den Hauptpol stücken endgültig zu trennen. " _t

- Vorteilhafterweise kann ein Klinkenmechanismus vorge- ' sehen sein, durch welchen das Abschlußorgan in seiner Offen- ; stellung gehalten wird, wenn die Polstücke magnetisch erregt sind. Aufgrund dieses Klinkenmechanismus braucht der Magnet nur ^: verhältnismäßig schwach dimensioniert zu sein und gewährleistet ^: trotzdem eine zufriedenstellende Arbeitsweise. j

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfin-

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dungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch ein -Sicherheitsabsperrventil nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5r5 in Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Absperrventils nach der Erfindung in Kombination mit einem herkömmlichen Kegelventil.

Das Sicherheitssperrventil nach den Fig. 1 bis 5 zum Einbau in einem Gasversorgungssystem umfaßt ein Gehäuse 10 mit koaxialen Einlaß- und Auslaßkanälen 12 bzw. 14. Innerhalb'des Gehäuses ist auf einem Zapfen bzw. einer Spindel 17 (Fig. 4) ein Abschlußorgan 16 schwenkbar gelagert. Dieses kann gegen oder von einem Ventilsitz weg bewegt werden, der von einer Stirnfläche eines in den Auslaßkanal eingeschraubten Einsatzes 18 gebildet ist. Im Gehäuse 10 ist außerdem ein Klinkenmechanismus vorgesehen, der mit dem Abschlußorgan 16 zusammenarbeitet, wenn sich dieses in seiner Offenstellung, d.h. im .Abstand vom Ventilsitz, befindet, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Klinkenmechanismus wird von einem Hebel .19 gebildet, der auf einem Lagerzapfen 20 schwenkbar gelagert ist und mit einem Nasenteil 22 versehen ist, der mit einem Vorsprung 24 eines das Abschlußorgan 16 tragenden Armes 26 zusammenarbeitet, um das Abschlußorgan gegen die Wirkung einer Drehfeder 28 in seiner Offenstell.ung zu halten.

Der den Arm 26 tragende Zapfen 17 ist in einem Einsatz ¹ gelagert (Fig. 4) und weist sechskantige und zylindrische Ab-• schnitte auf, wobei sich die zylindrischen Abschnitte während i des normalen·Betriebes des Ventils, d.h. wenn das Ventil offen ! ist, in sechseckigen Öffnungen von Stegen des Armes 26 befinden,

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so daß sich der Arm frei bewegen kann, Die neben den Stegen an ·' die zylindrischen Abschnitte angrenzenden sechskantigen Abschnitte der Spindel sind im Gehäuse 10 frei drehbar und verschiebbar gelagert, wobei die Spindel durch eine in einer Sackbohrung eines Gewindestopfens 21 angeordnete Schraubenfeder 15 in der in Fig. 4 gezeigten axialen Stellung gehalten wird. Der Zapfen 17 ist an einem Ende mit einem Vierkant 25 versehen, an dem ein nicht gezeigtes Werkzeug angesetzt werden kann, um das Ventil durch Verdrehen des Zapfens 17 wieder zu öffnen, wobei der Zapfen

während dieses Vorgangs gegen die Kraft der Feder 15 verschoben wird, so daß die sechskantigen Abschnitte mit den .gleichgeformten Öffnungen in den Stegen des Armes 26 in Eingriff kommen. Auf das äußere Ende des Einsatzes 23 ist eine Verschlußkappe 29 aufgeschraubt, um das Ende des Zapfens abzudecken und gegen Beschädigungen zu schützen.

Zur Freigabe des Abschlußorganes 16 in Abhängigkeit vom Ansteigen des Gasdruckes über einen vorbestimmten Höchstwert ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die einen Aluminiumeinsatz 32 aufweist, der zwischen dem oberen und dem unteren Teil " des Ventils, d.h. zwischen der Regeleinrichtung-und dem das Abschlußorgan 16 umgebenden Raum, eine gasundurchlässige Wand bildet, Eine sich vom Einsatz 32 nach oben erstreckende ringförmige Wandung 33 bildet einen Raum 36, der durch eine flexible Membran 34 abgedeckt ist. In der Seitenwandung des Gehäuses 10 ; ist ein Gewindeloch 38 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Rohrj verbindung vorgesehen, durch welche der Überdruck von einer bej liebigen Quelle in das Ventil geleitet wird. \

' j - Im Raum 36 ist ein Permanentmagnet 40 untergebracht und ; an der flexiblen Membran 34 befestigt, wobei der Magnet von die-!

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ser mittels einer ringförmigen Distanzhülse 42 im Abstand gehalten ist. Der Kopf 44 eines den Magneten 40 tragenden Zapfens 46 ist in einer Ausnehmung 48 des Einsatzes 32 untergebracht. An der Oberseite der Membran 34 stützt sich eine Schraubenfeder 50 ab ■ und wirkt gegen die Kraft des im Kaum 36 herrschenden Überdrucks, um den Magnet nach unten zu bewegen. Die Feder 50 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer im G-ehäusedeckel 54 verstellbaren Lagerscheibe 52 ab. Die an ihrer Außenseite mit einem Gewinde versehene Lagerscheibe 52 kann nach Entfernung einer | Schraubkappe 56 verstellt werden.

In der in Fig. 1 gezeigten unteren Stellung berühren die Polschuhe des Magneten 40 freiliegende Flächen an den oberen Enden eines Paares von Weicheisenpolstücken 58, die in einem Einsatz 59 aus Kunststoffmaterial eingegossen sind. Dieser Einsatz ' 59 erstreckt sich durch den Aluminiumeinsatz 32 hindurch, wobei er eine Stützfläche für einen am freien Ende des Hebels 19 befestigten Weicheisenhalter 64 bildet. Die Polstücke 58 erstrecket sich so nahe an die Unterseite des Kunststoffeinsatzes 59 heran, ; daß sie bei einer magnetischen Erregung durch den Magnet 40 den j * ι Hebel 19 in gehobener Stellung halten. Wenn die Membran von ei- j

nem zu großen Überdruck beaufschlagt wird, werden die Pole des :

Magneten/von den Polstücken 58 abgezogen und kommen mit einem i _ι Weicheisenhalter 62 in Berührung, der in einem, bestimmten Abstaue.

¹ oberhalb der oberen Enden der Polstücke 58 im Kunststoffeinsatz

^! 59 angeordnet ist und dessen eine Seitenfläche ebenfalls frei-, j liegt.

Wenn das Ventil, wie in der Zeichnung gezeigt, geöffnet ,ist und im iiaum 36 ein Überdruck herrscht, der niedriger ist als das vorbestimmte Maximum», werden die Polutücke 58 durch den ,Magneten 40 magnetisiert, so daß ihre unteren Enden den Halter 64|

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anziehen, wodurch der Klinkenmechanismus das Äbschlußorgan "16 in seiner Offenstellung hält. Der Aufbau .des Klinkenmechanismus ist derart, daß sich der Halter 64 in einem größeren .Abstand vom Lagerzapfen 20 befindet, als der lasenteil 22, wodurch erreicht wird, daß das Abschlußorgan 16 auch bei Vibrationen siehe: festgehalten wird.

Wenn im Hohlraum % ein Überdruck herrscht, der höher ist als das vorbestimmte Maximum, wird der Magnet 40 angehoben, wo- ■ " bei der Magnet von den Polstücken 58 abgleitet und der Kontakt zwischen Magnet und Polstücken unterbrochen wird. Diese werden daher entmagnetisiert, so daß der Halter 64 und damit der Hebel 19 nach unten fällt. Durch die Freigabe des Klinkenmechanismus . wird das Abschlußorgan 16 unter Wirkung der Feder 28 sowie durch, sein Eigengewicht am Ventilsitz 18 zur Anlage kommen. Knapp bevor der Magnet 40 vollständig von den Polstücken 58 abgleitet * wird er bereits auf den Halter 62 aufgeschoben, so daß die Polstücke 58 magnetisch kurzgeschlossen werden und ein sofortiges Schließen des Ventils erfolgt. Ein magnetischer Kreis wird dann; & ; durch den Halter 62 auf rechterhalten, und der Magnet wird nicht j geschwächt, wenn das Ventil für einige Zeit nicht wieder geöff-j net wird. |

\ Wenn das Ventil wieder geöffnet werden soll, wird die Verschlußkappe 29 vorübergehend entfernt, so daß der Zapfen 17 '< verdreht werden kann, um das Abschlußorgan 16 in seine angehobene Offenstellung zu bringen.

Der Arm 26 weist eine Verlängerung 27 auf, die so angeordnet ist, daß sie z.B. bei Lagerung des Ventils, wenn sich das Äbschlußorgan 16 in seiner Geschlossenstellung befindet, den Halter 64 im magnetischen Feld am unteren Ende der Pol-

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stücke 58 hält -und einen magnetischen Fluß aufrechterhält, wodurch eine Schwächung des Magneten 40 verhindert wird.

Fig» 6 zeigt ein Absperrventil 100 in Verbindung mit einem herkömmlichen !Regelventil 102. Das Absperrventil ist im Prinzip dasselbe wie nach den Fig. 1 bis 5, wobei das Gehäuse einstückig mit "einem Verbindungs teil 104 ausgebildet ist, der mittels eines Schraubringes 108 an einem Gehäuseteil 106 des Regelventil befestigt ist.. Ein Auslaß 110 geht von einem an der Reglerseite des den Ventilsitz bildenden Einsames 18 befindlichen | Hohlraum 112 aus, und ein Durchlaß 114 erstreckt sich zwischen dem Raum 112 und dem Baum unterhalb der flexiblen Membran 34 des Absperrventils„ so daß das den Regler beaufschlagende Medium auch das Ventil beaufschlagen kann.

Der Regler weist ein horizontal bewegbares Absperrorgan 116 auf, das gegen das auslaßseitige Ende des Einsatzes 18 oder von diesem wegbewegbar ist, um die in dem Raum 112 strömende ₄ Gasmenge zu regeln. Der Raum 112 steht mit einem Raum an der Unterseite.einer flexiblen Membran 118 des Reglers 102 in Ver- J bindung, wobei Bewegungen dieser Membran in Abhängigkeit von ; g Druckänderungen die Stellung des Absperrorganes 116 über einen Hebel 120 steuern, so daß der Druck im*wesentlichen konstant ge-! halten wird. Die Membran 118 wird von einer Feder 122 beaufschlagt die auf bekannte Art verstellt werden kann, um den vom Regler gelieferten Gasdruck einzustellen. Eine weitere vorgespannte Feder 124- wirkt gegen ein -überdruckventil 126, das in der Membran 118. eingebaut ist. Wenn ein übermäßiger Druck auf die Membran einwirkt, der beispielsweise auf das Vorhandensein von Körnern an der Dichtfläche zwischen dem Einsatz 18 und dem Absperrorgan 116 zurückzuführen ist, wird das Überdruckventil geöffnet,

so daß das überschüssige Gas durch einen Durchlaß 128 in einem St.opfen 130 des Reglers ausströmen kann.

Wenn ein zuverlässiges Absperrventil mit einem Hegelventil verbunden ist, benötigt das .Regelventil kein eingebautes Überdruckventil. In verschiedenen Fällen kann es vorteilhaft ■ sein, eher einem ganz allmählichen Druckaufbau das Ausströmen in die Atmosphäre zu gestatten, als das Absperren der Versorgung durch das Absperrventil und das Erfordernis eines nachträglichen Wiederöffnens in Kauf zu nehmen.

Selbstverständlich können auch verschiedene andere Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In einem relativ großen Absperrventil könnte z.B. das Abschlußorgan 16 mit einem Steuerventil versehen werden, welches zum beidseitigen Druckausgleich am Abschlußorgan 16 geöffnet wird, wenn die Gasförderung nach einer Unterbrechung wieder aufgenommen wird. Auf diese Weise können die zum Bewegen des Abschlußorganes erforderlichen Kräfte verringert werden. Ein weiterer Vorteil, der sich bei einer solchen Ausführungsform ergibt, liegt darin, daß nach dem Schließen und einem folgenden wesentlichen Druckabfall an der Auslaßseite des Ventils das Wiederöffnen des Ventils keinen plötzlichen Druckstoß des Gases verursacht (die natürlich den Schließvorgang wieder auslösen könnte), weil bereits vorher ein allmählicher Druckaufbau an ι seiner Auslaßseite erfolgt ist. Außerdem können die freiliegenden Metallteile des magnetischen Kreises zur Verhinderung der Korrosion mit einem dünnen Überzug aus Lack versehen werden.

j Das oben beschriebene Ventil schließt aufgrund eines An-' !".steigens des Überdruckes über ein gewisses vorbestimmtes Maximum^ !es könnte jedoch auch so ausgeführt werden, daß es aufgrund ei-

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nes Druckabfalles unter ein vorbestimmtes Minimum oder aufgrund
einer übermäßigen Druckabweichung zwischen zwei Meßpunkten
schließt, wobei der eine Druckwert den Baum unterhalb der flexiblen Membran und der andere Druckwert den (eingeschlossenen) Kaum oberhalb der Membran beaufschlagt.

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Claims

-1Q- Patentensprüche :

1. Sicherheitsabsperrventil für ein Gasversorgungssystem, mit einem Abschlußorgan, das gegen einen Ventilsitz oder von diesem weg bewegbar ist, wobei zum Halten des Abschlußorganes in der Offenstellung im Abstand vom Ventilsitz während des normalen Betriebes ein Paar feststehender Polstücke vorgesehen iat, die durch einen Magneten magnetisch erregbar sind, der durch . eine druckempfindliche Membran gegen die Polstücke oder von diesen weg bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (58) durch Auf- oder Abgleiten des Magneten (40) auf bzw. von einer freiliegenden Fläche der Polstücke (58) magnetisch erregbar bzw. entregbar sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Halter (62) vorgesehen ist, der unmittelbar vor dem

' Abgleiten des Magneten (40) von den Polstücken (58) und somit vor der Entregung derselben mit dem Magneten in Berührung kommt.·

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,.

»i daß der Magnet (40) an der druckempfindlichen Membran (34) befestigt ist, wobei seine Pole di-e Seitenflächen der Polstücke (58) berühren. ,

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dej? Magnet (40) in einer Kammer (56) angeordnet ist, in der ein Übertdruck gegen die druckempfindliche Membran (34) wirkt. ;

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klinkenmechanismus (19,22,24) vorgesehen ist, durch welchen das Abschlußorgan (16) in seiner Offenstellung gehalten wird, wenn die Polstücke (58). magnetisch erregt sind.

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6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebel-(19) des Klinkenmechanismus als magnetischer Halter für das Abschlußorgan (16) ausgebildet ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (19) einen Weicheisenhalter (64) aufweist, der den « Hebel (19) gegen die Polstücke (58) hält, wenn das Abschlußorgan (16) entgegen den üblichen Bedingungen (z.B. bei Lagerung des Ventils) geschlossen ist und die Polstücke (58) noch erregt sind. .

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Abschlußorganes (16)'gegen den Ventilsitz (18) durch eine Feder (28) erfolgt bzw. von dieser unterstützt wird, wenn die Polstücke.(58) magnetisch entregt sind.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekem-2ächnet, daß das Abschlußorgan (16) auf einem Zapfen (17) schwedebar gelagert ist, wobei Kupplungseinrichtungen (15, 26) vorgesehen sind, durch welche der Zapfen (17) mit dem Abschlußorgan : (16) verbindbar ist, wenn die Rückkehr des Abschlußorganes (16) in seine unwirksame Stellung gewünscht wird.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadjirch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) durch einen Handgriff (25) verdrehbar ist, um das Abschlußorgan (16) durch die Kupplungseinrichtungen (15,26) in seine unwirksame Stellung zurückzubewegen, nachdem der Ventilsitz (18) zwecks Absperrung eines Gasstromes durch das Ventil vom Abschlußorgan (16) geschlossen worden ist.

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