DE1675485B1

DE1675485B1 - Safety valve with additional load

Info

Publication number: DE1675485B1
Application number: DE19681675485
Authority: DE
Inventors: Herbert Bischoff
Original assignee: Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1968-03-02
Filing date: 1968-03-02
Publication date: 1970-09-24

Description

Die Erfindung betrifft federbelastete Sicherheitsventile, deren Schließkräfte durch eine Zusatzbelastung verstärkt werden.The invention relates to spring-loaded safety valves, their closing forces be reinforced by an additional burden.

Bei derartigen Ventilen ist die Federbelastung auf den verlangten Ansprechdruck eingestellt. Eine unabhängige Steuerung schaltet ebenfalls bei Erreichung des Ansprechdruckes eine bis dahin zusätzlich wirkende Schließkraft ab. Nach Druckabsenkung schaltet die Steuerung die Schließkraft wieder auf. Die Schließkraft selbst wird bei bekannten Bauarten entweder von einem mit Druckluft beaufschlagten Kraftkolben oder von einem Elektromagneten erzeugt.In such valves, the spring load is on the required Response pressure set. An independent control also switches when it is reached of the response pressure from an additionally acting closing force up to that point. After pressure reduction the control switches the clamping force back on. The closing force itself will in known designs either by a power piston acted upon by compressed air or generated by an electromagnet.

Der Druckluftzylinder mit dem Kraftkolben oder der Elektromagnet wurde bisher oberhalb der Federhaube oder der Anlüftvorrichtung angebracht. Das die Meß- und Schaltglieder enthaltende Steuergerät ist ein für alle Ventilgrößen und Ansprechdrücke genormtes Gerät und wird getrennt vom Sicherheitsventil installiert.The air cylinder with the power piston or the electromagnet was previously attached above the spring hood or the lifting device. That the measuring and switching elements is a control unit for all valve sizes and response pressures standardized device and is installed separately from the safety valve.

Obwohl sich diese Sicherheitsventile und die Steuerung in den Großanlagen moderner Dampfkraftwerke bewährt und deren Wirtschaftlichkeit verbessert haben, scheiterte die breitere Anwendung für kleinere Anlagen bisher an den hohen Herstellungskosten, die sich aus dem großen Materialeinsatz und der Sonderfertigung der für die Zusatzbelastung erforderlichen Teile ergab. Für den obenliegenden Druckluftzylinder waren zusätzliche Gußstücke zu fertigen. Die Druckstangen für die übertragung der Kolben- oder Magnetkraft auf den Absperrkegel im Ventilgehäuse mußten infolge der relativ großen Knicklänge stärker gehalten werden als bei den einfachen Sicherheitsventilen mit Federbelastung, die in größeren Stückzahlen gefertigt werden. Deshalb konnten auch die normalen Federteller, Einstellschrauben, Anlüft- und Blockiervorrichtungen nicht für die Bauarten mit Zusatzbelastung verwendet werden. Auch für die aufgebauten Elektromagneten waren besondere Gußstücke und Druckstangen erforderlich. Die Lieferzeiten wurden durch die Sonderfertigungen erheblich verlängert. Der durch den Zylinder- oder Magnetaufbau nach oben verlagerte Schwerpunkt und das größere Eigengewicht waren für die Halterungen der Rohrleitungen nachteilig. Mitunter mußten sogar Dachkonstruktionen oder Betondecken geändert werden, wenn es galt, einfache Sicherheitsventile durch die Bauarten mit Zusatzbelastung zu ersetzen.Although these safety valves and the control in the large systems have proven themselves in modern steam power plants and improved their profitability, the broader application for smaller systems has so far failed due to the high production costs, which result from the large use of materials and the special production for the additional load required parts. There were additional ones for the overhead air cylinder To manufacture castings. The push rods for the transmission of the piston or magnetic force on the shut-off cone in the valve housing had to be due to the relatively large buckling length are held stronger than with the simple safety valves with spring loading, which are manufactured in larger numbers. That's why the normal ones could Spring plates, adjusting screws, lifting and locking devices not for the Types with additional loads can be used. Also for the built-up electromagnets special castings and push rods were required. The delivery times were considerably extended by the custom-made products. The one through the cylinder or magnet construction The center of gravity shifted upwards and the larger dead weight were for the brackets the pipelines disadvantageous. Sometimes even roof structures or concrete ceilings had to be built be changed, if it was a question of simple safety valves by the types with Replace additional burden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der besonders zu fertigenden Teile, das Eigengewicht und die Bauhöhe zu vermindern und den Schwerpunkt der Sicherheitsventile mit Zusatzbelastung nach unten zu verlegen.The invention has for its object to be the number of particularly manufacturing parts to reduce the dead weight and the overall height and the center of gravity of the safety valves with additional load to be relocated downwards.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kraftkolben für die Zusatzbelastung unterhalb der Schließfeder eingebaut und der Innenraum der Federhaube als Aufnahmeraum des Steuermediums, z. B. Druckluft, Stickstoff oder eines ähnlichen Gases, dient. Vorzugsweise soll als Kraftkolben entweder der -für die Hubhilfe im Federsicherheitsventil erforderliche Hubkolben oder, wenn ein solcher in einer bestimmten Bauart nicht vorhanden ist bzw. - wäriri- seine Fläche für. die Aufbringung der Zusatzbelastung nicht mehr ausreicht, der untere Federteller gestaltet werden. Zur Abdichtung des Kraftkolbens werden O-Ringe, Manschetten oder Kolbenringe in geeigneter, wärme-bzw. kältebeständiger Qualität eingesetzt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen besonders darin, daß die für die einfachen Sicherheitsventile mit Federbelastung bemessenen Teile auch für die Bauart mit Zusatzbelastung verwendet werden können und nur wenige Teile nachgearbeitet werden müssen. Die Herstellungskosten liegen gegenüber der bisherigen Fertigung zusatzbelasteter Sicherheitsventile durch Einsparung von Material und Arbeitszeit wesentlich niedriger. Große Rohrleitungen müssen nicht mehr für den nachträglichen Umbau auf zusatzbelastete Sicherheitsventile verändert werden, weil die Außenmaße der Ventile bleiben und die Eigengewichte nur unwesentlich erhöht werden. Lagerhaltige Sicherheitsventile der meisten Fabrikate lassen sich nach der beschriebenen Methode auch bei den Betreibern mit den Mitteln der eigenen Reparaturwerkstätten auf Zusatzbelastung umbauen.This object is achieved according to the invention in that the power piston for the additional load installed below the recoil spring and the interior of the Spring hood as a receiving space for the control medium, e.g. B. compressed air, nitrogen or of a similar gas. Preferably either the -for should be used as the power piston the lifting aid in the spring safety valve or the lifting piston required, if one does not exist in a certain type of construction or - would be its area for. the application of the additional load is no longer sufficient, the lower spring plate be designed. To seal the power piston, O-rings, sleeves or Piston rings in a suitable, heat or. cold-resistant quality used. the The advantages achieved by the invention are particularly that for the simple Safety valves with spring loading are dimensioned parts also for the type with additional loading can be used and only a few parts need to be reworked. The manufacturing cost are down compared to the previous production of additionally loaded safety valves Material and labor savings are significantly lower. Big pipelines no longer have to be for the subsequent conversion to additionally loaded safety valves can be changed because the external dimensions of the valves remain and the dead weights only can be increased insignificantly. Safety valves of most brands in stock can also be used by the operators with the means according to the method described convert your own repair shops to additional load.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 im Schnitt ein erfindungsgemäßes Sicherheitsventil auf einer Rohrleitung und ein damit verbundenes, als Symbol dargestelltes Steuergerät mit Impulsleitungen, F i g. 2 im Schnitt ein erfindungsgemäßes Sicherheitsventil in der Ausführung mit unterem Federteller als Kraftkolben, wobei das Steuergerät nicht wieder dargestellt ist.Two embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It shows F i g. 1 shows a section according to the invention Safety valve on a pipeline and an associated one, shown as a symbol Control unit with impulse lines, FIG. 2 in section a safety valve according to the invention in the version with a lower spring plate as a power piston, with the control unit is not shown again.

Auf der Rohrleitung 1 ist das Sicherheitsventil 2 befestigt. Zwei Impulsleitungen 3 und 4 zweigen von der Rohrleitung ab und führen zum Steuergerät 5, das Druckluft, Stickstoff oder ein ähnliches Gas aus der Rohrleitung 6 erhält, mit dem Sicherheitsventil durch eine Leitung 7 verbunden ist und einen Auslaßstutzen 8 hat. Das Sicherheitsventil enthält einen Absperrkegel 9 als Abschluß des Eintrittsteils 10. In der Haube 11 ist die Feder 12 untergebracht, die auch aus zwei ineinanderliegenden Federn oder aus einem Tellerfederpaket bestehen kann. Die Feder stützt sich gegen den oberen Federteller 13 und den unteren Federteller 14. Die Federkraft wird mittels der Druckschraube 15 in bekannter Weise eingestellt, um den verlangten Ansprechdruck zu erreichen. Am oberen Ende der Druckstange 16 ist der Bund 17 angebracht, der vom Anlüftdaumen 18 durch Betätigung des Hebels 19 angehoben werden kann, um das Sicherheitsventil von Hand anzulüften. Die Kappe 20 bildet den oberen druckdichten Abschluß der Federhaube. Der im Zylinder 21 gleitende Kolben 22 dient in bekannter Weise als Hubhilfe. Der Kolben ist mit der Druckstange 16 fest und dichtend verbunden und trägt außen eine hier als O-Ring gezeichnete Dichtung 23, die auch eine Manschette oder ein Kolbenring sein kann. Der Kolben bildet den unteren Abschluß für das Steuermedium in der Federhaube. Etwaige Leckagen des Steuermediums am Kolben werden durch die Auslaßleitung 24 abgeführt. Seitlich an der Federhaube ist die Leitung 7 zur Einführung des Steuermediums angeschlossen.The safety valve 2 is attached to the pipeline 1. Two impulse lines 3 and 4 branch off from the pipeline and lead to the control unit 5, which receives compressed air, nitrogen or a similar gas from the pipeline 6, is connected to the safety valve by a line 7 and has an outlet port 8 . The safety valve contains a shut-off cone 9 as a closure of the inlet part 10. In the hood 11, the spring 12 is housed, which can also consist of two springs lying one inside the other or a set of disc springs. The spring is supported against the upper spring plate 13 and the lower spring plate 14. The spring force is adjusted in a known manner by means of the pressure screw 15 in order to achieve the required response pressure. At the upper end of the push rod 16, the collar 17 is attached, which can be lifted by the lifting thumb 18 by actuating the lever 19 in order to lift the safety valve by hand. The cap 20 forms the upper pressure-tight closure of the spring hood. The piston 22 sliding in the cylinder 21 is used in a known manner as a lifting aid. The piston is firmly and sealingly connected to the push rod 16 and on the outside carries a seal 23, shown here as an O-ring, which can also be a cuff or a piston ring. The piston forms the lower seal for the control medium in the spring bonnet. Any leakage of the control medium on the piston is discharged through the outlet line 24. The line 7 for introducing the control medium is connected to the side of the spring hood.

In der F i g. 2 ist statt des Hubkolbens eine Hubglocke 25 eingesetzt. Die Ausführung ist für Sicherheitsventile zu verwenden, deren Druckstange oberhalb des Ventilkegels 10 am Schaft geführt ist. Der Schaft 26 gleitet in der Nabe der zwischen Ventilgehäuse und Federhaube eingeklemmten Platte 27. Damit ist die Lage des Absperrkegels 9 zum Ventilsitz am Eintrittsteil 10 fixiert. Der untere Federteller ist hier gleichzeitig als Kraftkolben 29 ausgebildet und mit einer äußeren Dichtung 30 versehen, die wiederum aus geeignetem Werkstoff und in geeigneter Form hergestellt wird. Zur Führung des Kraftkolbens 29 wird in die Federhaube eine Büchse 31 eingesetzt. Etwaige Leckagen des Steuermediums können durch die Bohrungen 28 in die Auslaßleitung 24 entweichen. Seitlich an der Federhaube ist wiederum die Leitung 7 zur Einführung des Steuermediums angebracht. Es kann aber auch das Aufnahmegewinde für die Verschlußschraube 32 zum Befestigen der Steuerleitung zwischen dem Steuergerät 5 und der Kappe 20 verwendet werden.In FIG. 2, a lifting bell 25 is used instead of the reciprocating piston. The version is to be used for safety valves with the push rod above of the valve cone 10 is guided on the shaft. The shaft 26 slides in the hub of the Plate 27 clamped between valve housing and spring bonnet. This is the position of the shut-off cone 9 is fixed to the valve seat on the inlet part 10. The lower spring plate is here at the same time designed as a power piston 29 and with an outer seal 30 provided, which in turn are made of a suitable material and in a suitable shape will. To guide the power piston 29, a sleeve 31 is inserted into the spring hood. Any leakage of the control medium can through the bores 28 in the outlet line 24 escape. On the side of the spring hood is again the line 7 for introduction of the control medium attached. But it can also be the receiving thread for the screw plug 32 for fastening the control line between the control unit 5 and the cap 20 be used.

Im folgenden wird die Wirkungsweise noch weiter erläutert. Der Innendruck der zu sichernden Rohrleitung 1 wird in bekannter Weise durch die beiden Leitungen 3 und 4 in die Meßglieder des Steuergerätes 5 geführt. Solange der Betriebsdruck der Rohrleitung 1 unterhalb des vorgesehenen Ansprechdruckes liegt, wird das Steuermedium durch das Steuergerät und die Leitung 7 in die Federhaube 11 geleitet. Der Steuerdruck steht in voller Höhe über dem Kraftkolben 22 bzw. 29.The mode of operation is explained in more detail below. The internal pressure of the pipeline 1 to be secured is fed in a known manner through the two lines 3 and 4 into the measuring elements of the control device 5. As long as the operating pressure of the pipeline 1 is below the intended response pressure, the control medium is passed through the control unit and the line 7 into the spring hood 11. The full amount of the control pressure is above the power piston 22 or 29.

Die Schließfeder 12 ist durch die Einstellschraube 15 so weit gespannt, daß ihre Druckkraft der vom Betriebsdruck der Rohrleitung 1 gegen den Absperrkegel 9 gerichteten Öffnungskraft beim Ansprechdruck entspricht. Sobald der Ansprechdruck erreicht ist, veranlassen die Meß- und Schaltglieder im Steuergerät die Freigabe der Auslaßöffnung 8, der Steuerdruck über dem Kraftkolben 22 bzw. 29 fällt schnell ab. Damit fällt auch die als Dichtkraft wirkende Zusatzbelastung ab, und der Reibungswiderstand der Kraftkolbendichtung vermindert sich auf ein Minimum. Nunmehr kann der Absperrkegel 9 die Feder 12 überwinden, das Sicherheitsventil spricht an.The closing spring 12 is tensioned so far by the adjusting screw 15 that its pressure force corresponds to the opening force directed by the operating pressure of the pipeline 1 against the shut-off cone 9 at the response pressure. As soon as the response pressure is reached, the measuring and switching elements in the control unit cause the outlet opening 8 to be released, and the control pressure above the power piston 22 or 29 drops rapidly. This also reduces the additional load acting as a sealing force, and the frictional resistance of the power piston seal is reduced to a minimum. The shut-off cone 9 can now overcome the spring 12 and the safety valve responds.

Wenn der Ansprechdruck wieder unterschritten wird, sperren die Schaltglieder im Steuergerät 5 den Auslaß 8 ab, und die Federhaube 11 erhält wiede: den vollen Steuerdruck als Zusatzbelastung. Währen( die Schließfeder 12 schon selbst die Tendenz hat den Absperrkegel 9 in die Schließlage zu drücken unterstützt der Druck in der Federhaube den Schließ vorgang noch. Die Kolbenkraft überwindet dabe auch den Reibungswiderstand der Kolbendichtung und verkürzt den Druckabfall, -der bei einfacher Sicherheitsventilen oft zu großen Verlusten führt Wenn das Steuermedium infolge von Störungen irr Netz 6 vorzeitig ausfällt, kann das Sicherheitsventi: seine Funktion noch erfüllen, indem es nur nach dei eingestellten Federbelastung anspricht.When the pressure falls below the response pressure again, the switching elements in the control unit 5 block the outlet 8 , and the spring bonnet 11 receives again: the full control pressure as an additional load. While the closing spring 12 itself has the tendency to push the shut-off cone 9 into the closed position, the pressure in the spring cap still supports the closing process. The piston force also overcomes the frictional resistance of the piston seal and shortens the pressure drop, which often closes with simple safety valves leads to large losses If the control medium fails prematurely as a result of malfunctions in network 6, the safety valve can still fulfill its function by only responding after the set spring load.

Claims

Claims: 1. Safety valve with additional load, which acts as a reinforcement of the closing spring force and is exerted by a power piston charged with compressed air or nitrogen or a similar gas as a control medium, automatically thrown off by a control at a set operating pressure and automatically reapplied after the pressure has been reduced, characterized in this that the power piston (22) is installed below the closing spring (12) and the control medium is fed from the control unit (5) into the hood (11) surrounding the closing spring.

2. Safety valve according to claim 1, characterized in that the as Lifting aid for the simple spring-loaded safety valve serving piston (22) is also used as a power piston for the additional load.

3. Safety valve according to claim 1, characterized in that the one below the closing spring The spring plate (29) is also designed as a power piston for the additional load is.