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Absperrvorrichtung mit Dichtigkeite- bzw. Leckage-Detektion und Signalisierung
Priorität: 27. Dezember 1967 / Holland Anmelde-Nr.: 6717667 Die Erfindung betrifft
eine Absperrvorrichtung mit Dichtigkeits- bzw. Leckage-Detektion und Signalisierung-Bekannt
ist, in einer Gaszuleitung z.B. zwei in Serie montierte Verschlußvorrichtungen zur
Anwendung zu bringen mit einer Leitung zwischen diesen Absperrventilen, welche Leitung
bei Lacksein diese Leckage genau bezeichnet. Durch diese Einrichtung wird es folglich
möglich, die Gasdichtigkeit eines der beiden Ventile zu kontrollierten und je nachdem
z.B. eine Zündung des Erenners einzuleiten oder nicht. Die Nachteile dieser bekannten
Einrichtung liegen darin, daß während der Kontrolle unter Umständen eine kleine
Menge brennbaren Gases oder eines anderen reaktiven Mediums beispielsweise in der
Feuerherd eines mit Gas beheizten Kessels entweichen kann, wodurch eine Kesselexplosion
möglich ist. Um das Undichtsein an den zwei Sperrventilen auf ein Minimum zu beschränken,
werden diese beiden Sperrventile in regelmäßigen Zeitabständen auf ihre Dichte hin
überpruft werden müssen, was einen umständlichen Arbeistvorgang bedeutet. Äußere
Leckagen können durch Abseifen des Vnetilkomplexes gefunden
werden,
jedoch muß die Abdichtung von mindestens einem der zwei Ventile vermittels deren
Demontierung und Unter-Druck-Setzer festgestellt werden. Ein großer Nachteil der
bekannten Vorrichtung ist das Zur-Anwendung-Bringen einer dazwischenliegenden Leitung
hei zwei hintereinander angebrachten Ventilen, durch die bei Undichtsein brennbares
Gas ausströmt. Durch das Vorhandensein von zwei Ventilen wird der Ventilkomplex
auch unnötig kompliziert,und die Bedienung dieser Konstruktion mit den Leckage-Detektionsapparat
wird ebenfalls sehr erschwert.
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Durch die Vielzahl der Anschlußverbindungen ist die Gefahr äußerer
Leckage viel größer, als wenn man von zur einem Ventil Gebrauch machen könnte. Bestimmte
Vorschriften verlangen jedoch die Verwendung zweier in Serie angebrachter Absperreinheiten.
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D4e Erfindung setzt eich zum Ziel,die genannten Nach teile der bekannten
Vorrichtung aufzuheben und eine Vorrichtung an die Hand ZU geben, die; ein größeres
maß an Sicherheit bietet als es bei der besten Totrichtung möglich ist, verbunden
mit einer kompakten Bauart und einfacher fabrikationemöglichkeit, die einher geht
mit einer Montage mit ao wenig Anschlußverbindungen wie möglich. Dadurch wird es
auch möglich, bei kleinen Heizanlagen das Prinzip der zwei hintereinander zu setzenden
Hähne, wie es bei Gasbrennerinstallationen von großer Kapazität verlangt wird, anzuwenden.
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Aufmerksam gemacht wird darauf, daß da Prinzip der Erfindung überall
Anwendung finden kann, wo eine sorghältige Absperrung einer Mediumströmung durch
eine Leitung gewährleistet sein muß, beispielsweise bei Erdölchemischen Verfahren
u. dgl. Durch die Vorrichtung entsprechend der Erfindung wird auch erreicht, daß
bei Undichtsein der Sperreinheiten kein oder so gut wie kein gas oder anderes verwendetes
Medium zum Feuerherd,
zum Reaktionsgefäß oder nach außen abgeleitet
wird.
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Um diesen Zielsetzungen nachzustreben, ist der Erfindung entsprechend
die Absperrvorrichtung mit zwei Absperreinheiten versehen mit einem Raum dazwischen,
welcher funktionell zwischen diesen zwei Ab'sperreinheiten der Absperrvorrichtung
liegt und in welchem Raum bei geschlossenem Stand der zwei Absperreinheiten ein
Unterdruck oder ein Überdruck mit geeigneten Mitteln erzeugt wird, dessen absoluter
Wert beispielsweise als Funktion der Zeit als Indikation dient ftir das Dicht- oder
Undichtsein der beiden Abdichtungen zwischen dem beweglichen Bestandteil der Absperrvorrichtung
und der Gehäuse, wobei die Druckverminderung in diesem Raum während der Dichtigkeitsüberprüfung
durch einen tauglichen Indikator wahrnehmbar wird oder als Signal einer Reguliervorrichtung
zugeführt wird.
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Vorzugsweise durch eine Vakuumpumpe - deren Saugseite an dem Raum
in der Absperrvorrichtung angeschlossen iet und deren Druckrohrleitung nach außen
geht -wird ein Unterdruck in diesem Raum erzeugt, wobei durch einen tauglichen Indikator
das Gleichbleiben oder so gut wie Gleichbleiben dieses Unterdrucks angezeigt wird,
und wobei diese Anzeige als Signal für das Anlaufenlassen des Prozesses gebraucht
werden kann, der durch die Absperrvorrichtung gesteuert wird.
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Unter bestimmten Voraussetzungen ist es möglich, in dem Raum innerhalb
der Absperrvorrichtung einen Überdruck zu erzeugen und unter Zuhilfenahme eines
druckempfindlichen Instruments zu untersuchen, ob dieser Überdruck erhalten bleibt.
A1R Medium für die Hervorbringung dieses ffberdrucks wird dann ein Gas oder eine
Flüssigkeit verwendet werden müssen, die den durch die Absperrvorrichtung gesteuerten
Prozess nicht beeinflußt. Vielleicht wäre Kohlensäuregas brauchbar. Die
Mittel
zur Erzeugung eines Unterdrucks oder Überdrucks können in einer elektrisch oder
mechanisch angetriebenen Pumpe bestehen, bei kleinen Ventilen ist es aber auch möglich,
diesen Unter- oder Überdruck in dem Raum innerhalb der Absperrvorrichtung vermittels
einer mit der Hand zu bedienenden kleinen Pumpe zu erzeugen. Es versteht sich von
selbst, daß das Debit der Pumpe derartig sein muß, daß dieses Debit immer größer
ist als die zu erwartende Leckage entlang der beiden Ventilsitze der in Rede stehenden
Absperrvorrichtung.
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An Hand der Zeichnungen sollen ausschließlich als herausgegriffene
Beispiele einige Ausführungsvorbilder der Erfindung entsprechend beschrieben werden,
wobei selbstverständlich innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Abänderungen
und Varianten zur Anwendung gebracht werden können.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Absperrvorrichtung nach
der Erfindung, ausgeführt als motorisiertes oder nicht motorisiertes Pfropfenventil.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach A-A der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Pfropfenkörpers.
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Fig. 4 zeigt die schematische Ansicht eines Pfropfenventils in dessen
Gehäuse ein Manometer und eine Vakuumpumpe untergebracht ist und Fig. 5 zeigt ein
Kugelventil gemäß der Erfindung im Querschnitt.
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Die in Fig. 1 wiedergegebene Absperrvorrichtung mit Dichtigkeits-
bzw. Leckage-Detektion und Signalisierungsvorrichtung
besteht im
wesentlichen aus einem Gehäuse 1, an dem die Leitung für das gasförmige oder flüssige
Medium an beiden Seiten angeschlossen wird. In dem Gehäuse 1 ist der Pfropfenkörper
2 drehbar montiert, der perspektivisch in Fig. 3 abgebildet ist und der mit der
Bohrt 3 versehen ist. Durch das Vorhandensein der. Längskannelierungen 6 und 7 wird
die Dichtungsfläche des Pfropfenkörpers aufgeteilt in zwei gesonderte Teile 4 und
5, die mit den korrespondierenden Dichtungsflächen des Ventilgehäuses 1 zusammenarbeiten.
Das Ventilgehäuse t ist mit einer Bohrung mit einer kalibrierten ffnung 8 versehen,
die an die Saugseite einer nur schematisch wiedergegebenen Vakuumpumpe 9 angeschlossen
wird. Das Gehäuse l ist weiterhin noch mit einer Bohrung lor versehen, an die ein
Drucktaster 10 angeschlossen wird, beispielsweise in der Ausführung eines Manometers,
das bei Anzeigen des richtigen Unterdruckes eine Scheibe vor der halbkreisförmigen
Aussparung in dem oberen Teil des Manometers zum Vorschein kommen läßt. Mit 11 wird
der stiel des Pfropfenkörpers angegeben, der entweder mit der Hana oder mit einem
geeigneten Mechanismus verstellt werden kann. Mit 12 ist der Verschlußdeckel des
Gehäuses l wiedergegeben, während die Nummern 13 und 14 die Ansoblußräume der torrichtung
an der Rohrleitung wiedergeben.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der Pfropfenkörper
sich in geschlossenem Stand befindet, wie in Fig. 1 wiedergegeben, werden durch
die zwei Abdichtungen 4 und 5 zwei funktionell getrennte Absperrvorrichtungen geschaffen,durch
das Vorhandensein der Längskannelierungen 6 und 7. Wenn die Vakuumpumpe 9 in Betrieb
gesetzt wird, über die kalibrierte Öfnung 8 ein Unterdruck in dem Raum 3 erzeugt
werden, einem Raum, der bei diesem Ausführungsvorbild von der Bohrung in dem Pfropfenkörper
und den zwei Längskannelierungen 6 und 7 gebildet wird, welche
sich
über die volle Länge der Verschlußfläche des Pfropfenkörpers ausdehnen. Falls sich
eine Leckage entlang der einen oder entlang den beiden Abdichtungsflächen 4 bzw.
5 einstellte, würde das Vakuum im Raum 3 bei ausgeschalteter Vakuumpumpe abnehmen
und dies würde durch die Anzeigevorrichtung 10 signalisiert werden. Je nach dem
Umfang der Leckage wird die zum Manometer 10 gehörigs Anzeigescheibe sich als Funktion
der Zeit verschieben, und diese Ortsveränderung muß dann der festzusetzenden Norm
für die weitere Brauchbarkeit der in Rede stehenden Absperrvorrichtung entsprechen.
Es bedarf keiner Erwähnung, daß das Instrument 10 auch mit einem zweckentsprechenden
Schaltmechanismus versehen sein kann, der bei genügender Abdichtung der Absperrvorrichtung
die Entzündung des Brenners oder den Anfang des chemischen Prozesses, der durch
diese Vorrichtung gesteuert wird, freigibt und für dessen Deblockierung sorgt. Wenn
keine visuelle Wahrnehmung erforderlich ist oder eine Wahrnehmung aus der Entfernung
oder eine Wahrnehmung vorwiegend mit dem Gehör gewünscht wird, dann wird auf den
Anschlußstumpf 10' an Stelle eines Manometers nur ein Kontaktinstrument angebracht,
das unter Einfluß der Druckveränderungen einen Kontakt freigibt oder verschließt.
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Die kalibrierte Öffnung 8 wird so bemessen, daß die Absaugung größer
ist als das Maximum zu erwartenden Leckageverlustes entlang den Abdichtungsflächen
4 und 5. Die Vakuumpumpe 9 kann sehr einfachen Prinzips sein, und Erprobungen bei
großen Installationen haben gezeigt, daß sogar eine Pumpe, die normalerweise bei
einem Aquarium gebraucht wird, für diesen Zweck brauchbar ist.
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Wie sich aus diesem Ausführungsvorbild ergibt, ist der Aufbau besonders
einfach und dadurch, daß nicht
mehr bewegliche Teile vorhanden sind
als bei einem normalen Pfrcpfenkrahn, ist die Vorrichtung betriebssicher, während
eine genaue Bestimmung und Signalisierung des Dichtseins der Absperrung möglich
ist.
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Verständlicherweise kann an Stelle der Vakuumpumpe 9 auch eine Pumpe
mit ihrer Druckseite an die Öffnung 8 angeschlossen werden, falls die Zufuhr eines
neutralen Mediums an den Anschlußstumpen 13 und 14 bei Durchlässigkeit der Abdichtungsflächen
4 und 5 keine ausschlaggebenden Schwierigkeiten mit sich bringt. Der Preßdruck dieser
Pumpe muß dann natürlich großer sein als der Druck an der Zufuhrseite des Ventila.
Eine genaue Anzeige für die Überdruckverringerung mit Hilfe eines geeigneten Manometers
10 läßt sich daher durchaus erreichen.
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In Fig. 4 ist eine Form der Ausführung in Ansicht wiedergegeben, die
speziell zur Verwendung bei kleinen Installationen gedacht ist. Mit 15 wird wiederum
das Gehäuse angegeben, an das sie Anschlußstücke 16 und 17 zum Anschließen des Absperrventils
im Leitungskreis angebracht sind. In dem Gehäuse 15 befindet sich wiederum ein Pfropfenkörper
18, der hier als ein mit der Hand zu bedienendes Werksck abgebildet ist. In diesem
Gehäuse 15 befindet sich auch eine Vakuumpumpe, deren mit der Hand Zu bedienende
Plungerkolbenstange mit 19 angegeben ist, während das Manometer mit 20 bezeichnet
ist. Bei dieser Ausführung befindet sich die Saugseite der Vakuumpumpe und die Unterdruck-Abtaströhre
in dem Raum innen in dem Plungerkörper an derselben Seite des Gehäuses im Hinblick
auf die Längsachse des Sperrventils gesehen Wenn bei geschlossenem Stand des Plungerkolbens
das Dichtsein der Abdichtungsflächen kontrolliert werden soll, dann erzeugt man
über den Kontaktknopf 19 in dem Raum im Pfropfenkörper einen Unterdruck, dessen
Große und Fluktuation von dem nanometer 20 abgelesen
wird.
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Unter Anwendung des Prinzips der Erfindung kann folglich eine handliche
und kompakte Absperrvorrichtung geschaffen werden, die mit einer wirksamen Abdichtungskontrolle
versehen ist und die in alle Leitungen eingebaut werden kann, da der benötigte Platz
ungefähr mit dem erforderlichen Platz für ein Absperrventil ohne Dichtigkeitskontrolle
übereinstimmt.
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Besonders bei kleinen, mit Gas geheizten Heizungsinstallationen in
Wohnhäusern wird mit dieser Ausführungsform nach der Erfindung einem Bedarf entsprechen,
der zufolge der auf diesem Gebist Sachverständigen zur Verhütung von Unglücken vorhanden
ist, die auch bei diesen kleinen Installationen auftreten können, wenn die Ventile
nach geraumer Zeit Spuren der Abnutzung zeigen. Indem man das Manometer an einen
einfachen Schaltmechanismus koppelt, kann eine zweckmäßige extra Überwachungsflammensicherung
erzielt werden.
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Schließlich wird in Fig. 5 ein Ausführungsvorbild unter Zuhilfenahme
eines kugelförmigen Verschlußkörpers 22 wiedergegeben, der in einem Gehäuse 21 drehbar
montiert ist. In diesem Gehäuse sind die Dichtungsringe 25 und 26 aus geeignetem
Material angebracht. Die an die Leitung 27 angeschlossene Vakuum-oder Überdruckpumpe
hat Einfluß auf den Druck in der Bohrung der Kugel 22 über die kalibrierte Öffnung
23.
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Die Druckverhältnisse bei geschlossenem Ventil werden wiederum aufgefangen
von dem Manometer 24. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung stimmt ganz und gar mit
den vorher beschriebenen Ausführungsformen überein - und zwar ist auch bei geöffnetem
Hahn eine Kontrolle möglich.
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Begreiflicherweise braucht die Erfindung nicht auf die wiedergegebenen
Ausführungen beschränkt zu bleiben,
sondern es sind verschiedene
Abwandlungen sowohl in der Form wie in der Konstruktion des Gehäuses und der Absperrkörpers
möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird. So kannten beispielsweise
in einem Gehäuse zwei Scheibenventile angebracht werden, die entweder gleichseitig
oder getrennt zu bedienen sind, und in dem Zwischenraum ein Unterdruck oder ein
Überdruck erzeugt werden können, dessen Wort für die Qualität der Abdichtung des
Verschlußes oder der Verschlüsse ausschlaggebend ist.
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An Stelle einer Vakuumpumpe oder einer Druckerhöhungspumpe könnte
beispielsweise auch eine Gasflasche an die leitung 10' der Fig. 2 angeschlossen
werden, die über ein geeignetes Verschlußstück dann mit dem Flaschenineren verbunden
werden kann. In diesen Falle würde dann eine Meßeinrichtung für die Gasfläche notwendig
werden, um feststellen zu können, ob diese Gasfläche ihre Funktion als Druckmittellieferant
noch erfüllen kann. Falls Flüssigkeiten durch die Leitung transportiert werden,
in der sich dann der Verschluß gemäß der Erfindung befindet, kann als Mittel für
die Signalierung eventueller Undichtigkeiten entlang den Abdichtungsflächen eine
geeignete Flüssigkeit verwendet werden, und dann hätte die Pumpe entsprechend konstruiert
zu werden.