DE1629859C3 - Sicherheitssperrventil für ein Gasversorgungssystem - Google Patents

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 Abschlußorgans 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 Ansprechdruck des Ventils.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu entwickeln, dessen Ansprechdruck unabhängig von Veränderungen der Magnetkraft ist.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch

vermieden, daß die Polstücke durch Auf- oder Abgleiten des Magneten auf bzw. von einer frei liegenden Fläche der Polstücke magnetisch erregbar bzw. entregbar sind.

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 Ventils 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 Hauptpolstücken endgültig zu trennen.

Vorteilhafterweise kann ein Klinkenmechanismus vorgesehen sein, durch welchen das Abschlußorgan in seiner Offenstellung gehalten wird, wenn die

Polstücke magnetisch erregt sind. Auf Grund dieses Klinkenmechanismus braucht der Magnet nur verhältnismäßig schwach dimensioniert zu sein und gewährleistet trotzdem eine zufriedenstellende Arbeitsweise.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes 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. I,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3 und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Absperrventils nach der Erfindung in Kombination mit einem herkömmlichen Regelventil.

Das Sicherheitsabsperrventil nach den Fig. 1 bis 5 zum Einbau in einem Gasversorgungssystem umfaßt ein Gehäuse 10 mit koaxialen Einlaß- und Äuslaßkanälen 12 bzw. 14. Innerhalb des Gehäuses ist auf einem Zapfen bzw. einer Spindel 17 (F i g. 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 Vertilsitzes 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 Abschlußorgari gegen die Wirkung einer Drehfeder 28 in seiner Offenstellung zu halten.

Der den Arm 26 tragende Zapfen 17 ist in einem Einsatz 23 gelagert (Fig. 4) und weist sechskantige und zylindrische Abschnitte auf, wobei sich die zylindrischen Abschnitte während des normalen Betriebes des Ventils, d. h., wenn das Ventil offen ist, in sechseckigen Öffnungen von Stegen des Armes 26 befinden, 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 F i g. 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 Abschlußorgans 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 eine Kammer 36, die durch eine

ίο flexible Membran 34 abgedeckt ist. In der Seitenwandung des Gehäuses 10 ist ein Gewindeloch 38 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Rohrverbindung vorgesehen, durch welche der Überdruck von einer beliebigen Quelle in das Ventil geleitet wird.

Im Raum 36 ist ein Permanentmagnet 40 untergebracht und an der flexiblen Membran 34 befestigt, wobei der Magnet von dieser mittels einer ringförmigen Distanzhülse 42 im Abstand gehalten ist. Der Kopf 44 eines den Magneten 40 tragenden

so 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 in der Kammer 36 herrschenden Überdrucks, um den Magnet nach unten zu bewegen.

Die Feder 50 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer im Gehäusedeckel 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 frei liegende 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 erstrecken sich so nahe an die Unterseite des Kunststoffeinsatzes 59 heran, daß sie bei einer magnetischen Erregung durch den Magnet 40 den Hebel 19 in gehobener Stellung halten. Wenn die Membran von einem zu großen Überdruck beaufschlagt wird, werden die Pole des ,Magneten 40 von den Polstücken 58 abgezogen und kommen mit einem Weicheisenhalter 62 in Berührung, der in einem bestimmten Abstand oberhalb der oberen Enden der Polstücke 58 im Kunststoffeinsatz 59 angeordnet ist und dessen eine Seitenfläche ebenfalls frei liegt.

Wenn das Ventil, wie in der Zeichnung gezeigt, geöffnet ist und in der Kammer 36 ein Überdruck herrscht, der niedriger ist als das vorbestimmte Maximum, werden die Polstücke 58 durch den Magneten 40 magnetisiert, so daß ihre unteren Enden den auf dem Hebel 19 angebrachten Weicheisenhalter 64 anziehen, wodurch der Klinkenmechanismus das Abschlußorgan 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 Nasenteil 22, wodurch erreicht wird, daß das Abschlußorgan 16 auch bei Vibrationen sicher festgehalten wird.

Wenn in der Kammer 36 ein Überdruck herrscht, der höher ist als das vorbestimmte Maximum, wird der Magnet 40 angehoben, wobei der Magnet von den Polstücken 58 abgleitet und der Kontakt zwischen Magnet und Polstücken unterbrochen wird. Diese werden daher entmagnetisiert, so daß der

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Halter 64 und damit der Hebel 19 nach unten fällt. bekannte Art verstellt werden kann, um den vom Durch die Freigabe des Klinkenmechanismus wird Regler gelieferten Gasdruck einzustellen. Eine weidas Abschlußorgan 16 unter Wirkung der Feder 28 tere vorgespannte Feder 124 wirkt gegen ein Ubersowie durch sein Eigengewicht am Ventilsitz 18 zur druckventil 126, das in der Membran 118 eingebaut Anlage kommen. Knapp bevor der Magnet 40 voll- 5 ist. Wenn ein übermäßiger Druck auf die Membran ständig von den Polstücken 58 abgleitet, wird er einwirkt, der beispielsweise auf das Vorhandensein bereits auf den über den Polstücken 58 liegenden von Körnern an der Dichtfläche zwischen dem Halter 62 aufgeschoben, so daß die Polstücke 58 Ventileinsatz 18 und dem Absperrorgan 116 zurückmagnetisch kurzgeschlossen werden und ein sofortiges zuführen ist, wird das Überdruckventil geöffnet, so Schließen des Ventils erfolgt. Ein magnetischer Kreis io daß das überschüssige Gas durch einen Durchlaß wird dann durch den Halter 62 aufrechterhalten, und 128 in einem Stopfen 130 des Reglers ausströmen der Magnet wird nicht geschwächt, wenn das Ventil kann,
für einige Zeit nicht wieder geöffnet wird. Wenn ein zuverlässiges Absperrventil mit einem

Wenn das Ventil wieder geöffnet werden soll, wird Regelventil verbunden ist, benötigt das Regelventil

die Verschlußkappe 29 vorübergehend entfernt, so 15 kein eingebautes Überdruckventil. In verschiedenen

daß der Zapfen 17 verdreht werden kann, um das Fällen kann es vorteilhaft sein, eher einem ganz

Abschlußorgan 16 in seine angehobene Offenstellung allmählichen Druckaüfbau das Ausströmen in die

zu bringen. Atmosphäre zu gestatten, als das Absperren der

Der Arm 26 weist eine Verlängerung 27 auf, die Versorgung durch das Absperrventil und das Erfor-

so angeordnet ist, daß sie bei Schließstellung des 20 dernis eines nachträglichen Wiederöffnens in Kauf

Abschlußorgans 16 den Halter 64 an das untere zu nehmen.

Ende der Polstücke 58 hält und somit auch dann Selbstverständlich können auch verschiedene aneinen magnetischen Fluß aufrechterhält, wenn sich dere Änderungen vorgenommen werden. In einem der Magnet 40 wieder abgesenkt hat und an den relativ großen Absperrventil könnte z. B. das Ab-Polstücken 58 anliegt, wodurch eine Schwächung des 25 schlußorgan 16 mit einem Steuerventil versehen Magneten 40 verhindert wird. werden, welches zum beidseitigen Druckausgleich

F i g. 6 zeigt ein Absperrventil 100 in Verbindung am Abschlußorgan 16 geöffnet wird, wenn die Gasmit einem herkömmlichen Regelventil 102. Das förderung nach einer Unterbrechung wieder aufge-Absperrventil ist im Prinzip dasselbe wie nach den nommen wird. Auf diese Weise können die zum Fig. 1 bis 5, wobei das Gehäuse einstückig mit 30 Bewegen des Abschlußorgans erforderlichen Kräfte einem Verbindungsteil 104 ausgebildet ist, der mit- verringert werden. Ein weiterer Vorteil, der sich bei tels eines Schraubringes 108 an einem Gehäuseteil einer solchen Ausführungsform ergibt, liegt darin, 106 des Regelventils befestigt ist. Ein Auslaß 110 daß nach dem Schließen und einem folgenden wesentgeht von einem an der Reglerseite des den Ventil- liehen Druckabfall an der Auslaßseite des Ventils sitz 18 bildenden Einsatzes befindlichen Hohlraum 35 das Wiederöffnen des Ventils keinen plötzlichen 112 aus, und ein Durchlaß 114 erstreckt sich zwischen Druckstoß des Gases verursacht (die natürlich den dem, Raum 112 und dem Raum unterhalb der Schließ Vorgang wieder auslösen könnte), weil bereits flexiblen Membran 34 des Absperrventils, so daß das vorher ein allmählicher Druckaufbau an seiner Ausden Regler beaufschlagende Medium auch das Ventil laßseite erfolgt ist. Außerdem können die frei liegenbeaufschlagen kann. . 40 den Metallteile des magnetischen Kreises zur Ver-

Der Regler weist ein horizontal bewegbares Ab- hinderung der Korrosion mit einem dünnen Überzug

sperrorgan 116 auf, das gegen das auslaßseitige Ende aus Lack versehen werden.

des Ventileinsatzes 18 oder von diesem wegbewegbar Das oben beschriebene Ventil schließt auf Grund ist, um die in dem Raum 112 strömende Gasmenge eines Ansteigens des Überdruckes über ein gewisses zu regeln. Der Raum 112 steht mit einem Raum an 45 vorbestimmtes Maximum, es könnte jedoch auch so der Unterseite einer flexiblen Membran 118 des ausgeführt werden, daß es auf Grund eines Druck-Regelventils 102 in Verbindung, wobei Bewegungen abfalles unter ein vorbestimmtes Minimum oder auf dieser Membran in Abhängigkeit von Druckände- Grund einer übermäßigen Druckabweichung zwischen rungen die Stellung des Absperrorgans 116 über zwei Meßpunkten schließt, wobei der eine Druckeinen Hebel 120 steuern, so daß der Druck im 50 wert die Kammer 36 unterhalb der flexiblen Memwesentlichen konstant gehalten wird. Die Membran bran und der andere Druckwert den (eingeschlossene wird von einer Feder 122 beaufschlagt, die auf nen) Raum oberhalb der Membran beaufschlagt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsabsperrventil für ein Gasversorgungssystem, mit einem Abschlußorgan, das gegen einen Ventilsitz oder von diesem weg bewegbar ist, wobei zum Halten des Abschlußorgans 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (58) durch Auf- oder Abgleiten des Magneten (40) auf bzw. von einer frei liegenden Fläche der Polstücke (58) magnetisch erregbar bzw. entregbar sind.

2. Sicherheitsabsperrventil' 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 (40) in Berührung kommt.

3. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (40) an der druckempfindlichen Membran (34) befestigt ist, wobei seine Pole die Seitenflächen der Polstücke (58) berühren.

4. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (40) in einer Kammer (36) angeordnet ist, in der ein Überdruck gegen die druckempfindliche Membran (34) wirkt.

5. Sicherheitsabsperrventil 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.

6. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinkenmechanismus ein Hebel (4) aufweist, der als Halter für das Abschlußorgan (16) ausgebildet ist.

7. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (19) einen Weicheisenhalter (64) aufweist, der den Hebel (19) gegen die Polstücke (58) hält, wenn die Polstücke (58) erregt sind.

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

9. Sicherheitsabsperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußorgan (16) auf einem Zapfen (17) schwenkbar gelagert ist, wobei Kupplungseinrichtungen (15, 26) vorgesehen sind, durch welche der Zapfen (17) mit dem Abschlußorgan (16) verbindbar ist, wenn die Rückkehr des Abschlußorgans (16) in seine unwirksame Stellung gewünscht wird.

10. Sicherheitsabsperrventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) einen Vierkant (25) aufweist,· der durch einen Handgriff 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.